313f55118e09773a2dfe042e44fa008cdaff97d6
[ffmpeg.git] / libavcodec / vaapi_encode.c
1 /*
2  * This file is part of FFmpeg.
3  *
4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 #include <inttypes.h>
20 #include <string.h>
21
22 #include "libavutil/avassert.h"
23 #include "libavutil/common.h"
24 #include "libavutil/log.h"
25 #include "libavutil/pixdesc.h"
26
27 #include "vaapi_encode.h"
28 #include "avcodec.h"
29
30 static const char * const picture_type_name[] = { "IDR", "I", "P", "B" };
31
32 static int vaapi_encode_make_packed_header(AVCodecContext *avctx,
33                                            VAAPIEncodePicture *pic,
34                                            int type, char *data, size_t bit_len)
35 {
36     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
37     VAStatus vas;
38     VABufferID param_buffer, data_buffer;
39     VABufferID *tmp;
40     VAEncPackedHeaderParameterBuffer params = {
41         .type = type,
42         .bit_length = bit_len,
43         .has_emulation_bytes = 1,
44     };
45
46     tmp = av_realloc_array(pic->param_buffers, sizeof(*tmp), pic->nb_param_buffers + 2);
47     if (!tmp)
48         return AVERROR(ENOMEM);
49     pic->param_buffers = tmp;
50
51     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
52                          VAEncPackedHeaderParameterBufferType,
53                          sizeof(params), 1, &params, &param_buffer);
54     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
55         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create parameter buffer "
56                "for packed header (type %d): %d (%s).\n",
57                type, vas, vaErrorStr(vas));
58         return AVERROR(EIO);
59     }
60     pic->param_buffers[pic->nb_param_buffers++] = param_buffer;
61
62     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
63                          VAEncPackedHeaderDataBufferType,
64                          (bit_len + 7) / 8, 1, data, &data_buffer);
65     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
66         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create data buffer "
67                "for packed header (type %d): %d (%s).\n",
68                type, vas, vaErrorStr(vas));
69         return AVERROR(EIO);
70     }
71     pic->param_buffers[pic->nb_param_buffers++] = data_buffer;
72
73     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Packed header buffer (%d) is %#x/%#x "
74            "(%zu bits).\n", type, param_buffer, data_buffer, bit_len);
75     return 0;
76 }
77
78 static int vaapi_encode_make_param_buffer(AVCodecContext *avctx,
79                                           VAAPIEncodePicture *pic,
80                                           int type, char *data, size_t len)
81 {
82     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
83     VAStatus vas;
84     VABufferID *tmp;
85     VABufferID buffer;
86
87     tmp = av_realloc_array(pic->param_buffers, sizeof(*tmp), pic->nb_param_buffers + 1);
88     if (!tmp)
89         return AVERROR(ENOMEM);
90     pic->param_buffers = tmp;
91
92     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
93                          type, len, 1, data, &buffer);
94     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
95         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create parameter buffer "
96                "(type %d): %d (%s).\n", type, vas, vaErrorStr(vas));
97         return AVERROR(EIO);
98     }
99     pic->param_buffers[pic->nb_param_buffers++] = buffer;
100
101     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Param buffer (%d) is %#x.\n",
102            type, buffer);
103     return 0;
104 }
105
106 static int vaapi_encode_wait(AVCodecContext *avctx,
107                              VAAPIEncodePicture *pic)
108 {
109     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
110     VAStatus vas;
111
112     av_assert0(pic->encode_issued);
113
114     if (pic->encode_complete) {
115         // Already waited for this picture.
116         return 0;
117     }
118
119     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Sync to pic %"PRId64"/%"PRId64" "
120            "(input surface %#x).\n", pic->display_order,
121            pic->encode_order, pic->input_surface);
122
123     vas = vaSyncSurface(ctx->hwctx->display, pic->input_surface);
124     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
125         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to sync to picture completion: "
126                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
127         return AVERROR(EIO);
128     }
129
130     // Input is definitely finished with now.
131     av_frame_free(&pic->input_image);
132
133     pic->encode_complete = 1;
134     return 0;
135 }
136
137 static int vaapi_encode_issue(AVCodecContext *avctx,
138                               VAAPIEncodePicture *pic)
139 {
140     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
141     VAAPIEncodeSlice *slice;
142     VAStatus vas;
143     int err, i;
144     char data[MAX_PARAM_BUFFER_SIZE];
145     size_t bit_len;
146
147     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Issuing encode for pic %"PRId64"/%"PRId64" "
148            "as type %s.\n", pic->display_order, pic->encode_order,
149            picture_type_name[pic->type]);
150     if (pic->nb_refs == 0) {
151         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "No reference pictures.\n");
152     } else {
153         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Refers to:");
154         for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
155             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " %"PRId64"/%"PRId64,
156                    pic->refs[i]->display_order, pic->refs[i]->encode_order);
157         }
158         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, ".\n");
159     }
160
161     av_assert0(pic->input_available && !pic->encode_issued);
162     for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
163         av_assert0(pic->refs[i]);
164         // If we are serialised then the references must have already
165         // completed.  If not, they must have been issued but need not
166         // have completed yet.
167         if (ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_SERIALISE_EVERYTHING)
168             av_assert0(pic->refs[i]->encode_complete);
169         else
170             av_assert0(pic->refs[i]->encode_issued);
171     }
172
173     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Input surface is %#x.\n", pic->input_surface);
174
175     pic->recon_image = av_frame_alloc();
176     if (!pic->recon_image) {
177         err = AVERROR(ENOMEM);
178         goto fail;
179     }
180
181     err = av_hwframe_get_buffer(ctx->recon_frames_ref, pic->recon_image, 0);
182     if (err < 0) {
183         err = AVERROR(ENOMEM);
184         goto fail;
185     }
186     pic->recon_surface = (VASurfaceID)(uintptr_t)pic->recon_image->data[3];
187     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Recon surface is %#x.\n", pic->recon_surface);
188
189     pic->output_buffer_ref = av_buffer_pool_get(ctx->output_buffer_pool);
190     if (!pic->output_buffer_ref) {
191         err = AVERROR(ENOMEM);
192         goto fail;
193     }
194     pic->output_buffer = (VABufferID)(uintptr_t)pic->output_buffer_ref->data;
195     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output buffer is %#x.\n",
196            pic->output_buffer);
197
198     if (ctx->codec->picture_params_size > 0) {
199         pic->codec_picture_params = av_malloc(ctx->codec->picture_params_size);
200         if (!pic->codec_picture_params)
201             goto fail;
202         memcpy(pic->codec_picture_params, ctx->codec_picture_params,
203                ctx->codec->picture_params_size);
204     } else {
205         av_assert0(!ctx->codec_picture_params);
206     }
207
208     pic->nb_param_buffers = 0;
209
210     if (pic->encode_order == 0) {
211         // Global parameter buffers are set on the first picture only.
212
213         for (i = 0; i < ctx->nb_global_params; i++) {
214             err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
215                                                  VAEncMiscParameterBufferType,
216                                                  (char*)ctx->global_params[i],
217                                                  ctx->global_params_size[i]);
218             if (err < 0)
219                 goto fail;
220         }
221     }
222
223     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR && ctx->codec->init_sequence_params) {
224         err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
225                                              VAEncSequenceParameterBufferType,
226                                              ctx->codec_sequence_params,
227                                              ctx->codec->sequence_params_size);
228         if (err < 0)
229             goto fail;
230     }
231
232     if (ctx->codec->init_picture_params) {
233         err = ctx->codec->init_picture_params(avctx, pic);
234         if (err < 0) {
235             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise picture "
236                    "parameters: %d.\n", err);
237             goto fail;
238         }
239         err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
240                                              VAEncPictureParameterBufferType,
241                                              pic->codec_picture_params,
242                                              ctx->codec->picture_params_size);
243         if (err < 0)
244             goto fail;
245     }
246
247     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR) {
248         if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_SEQUENCE &&
249             ctx->codec->write_sequence_header) {
250             bit_len = 8 * sizeof(data);
251             err = ctx->codec->write_sequence_header(avctx, data, &bit_len);
252             if (err < 0) {
253                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write per-sequence "
254                        "header: %d.\n", err);
255                 goto fail;
256             }
257             err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic,
258                                                   ctx->codec->sequence_header_type,
259                                                   data, bit_len);
260             if (err < 0)
261                 goto fail;
262         }
263     }
264
265     if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_PICTURE &&
266         ctx->codec->write_picture_header) {
267         bit_len = 8 * sizeof(data);
268         err = ctx->codec->write_picture_header(avctx, pic, data, &bit_len);
269         if (err < 0) {
270             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write per-picture "
271                    "header: %d.\n", err);
272             goto fail;
273         }
274         err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic,
275                                               ctx->codec->picture_header_type,
276                                               data, bit_len);
277         if (err < 0)
278             goto fail;
279     }
280
281     if (ctx->codec->write_extra_buffer) {
282         for (i = 0;; i++) {
283             size_t len = sizeof(data);
284             int type;
285             err = ctx->codec->write_extra_buffer(avctx, pic, i, &type,
286                                                  data, &len);
287             if (err == AVERROR_EOF)
288                 break;
289             if (err < 0) {
290                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write extra "
291                        "buffer %d: %d.\n", i, err);
292                 goto fail;
293             }
294
295             err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic, type,
296                                                  data, len);
297             if (err < 0)
298                 goto fail;
299         }
300     }
301
302     if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_MISC &&
303         ctx->codec->write_extra_header) {
304         for (i = 0;; i++) {
305             int type;
306             bit_len = 8 * sizeof(data);
307             err = ctx->codec->write_extra_header(avctx, pic, i, &type,
308                                                  data, &bit_len);
309             if (err == AVERROR_EOF)
310                 break;
311             if (err < 0) {
312                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write extra "
313                        "header %d: %d.\n", i, err);
314                 goto fail;
315             }
316
317             err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic, type,
318                                                   data, bit_len);
319             if (err < 0)
320                 goto fail;
321         }
322     }
323
324     if (pic->nb_slices > 0) {
325         pic->slices = av_mallocz_array(pic->nb_slices, sizeof(*pic->slices));
326         if (!pic->slices) {
327             err = AVERROR(ENOMEM);
328             goto fail;
329         }
330     }
331     for (i = 0; i < pic->nb_slices; i++) {
332         slice = &pic->slices[i];
333         slice->index = i;
334
335         if (ctx->codec->slice_params_size > 0) {
336             slice->codec_slice_params = av_mallocz(ctx->codec->slice_params_size);
337             if (!slice->codec_slice_params) {
338                 err = AVERROR(ENOMEM);
339                 goto fail;
340             }
341         }
342
343         if (ctx->codec->init_slice_params) {
344             err = ctx->codec->init_slice_params(avctx, pic, slice);
345             if (err < 0) {
346                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise slice "
347                        "parameters: %d.\n", err);
348                 goto fail;
349             }
350         }
351
352         if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_SLICE &&
353             ctx->codec->write_slice_header) {
354             bit_len = 8 * sizeof(data);
355             err = ctx->codec->write_slice_header(avctx, pic, slice,
356                                                  data, &bit_len);
357             if (err < 0) {
358                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write per-slice "
359                        "header: %d.\n", err);
360                 goto fail;
361             }
362             err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic,
363                                                   ctx->codec->slice_header_type,
364                                                   data, bit_len);
365             if (err < 0)
366                 goto fail;
367         }
368
369         if (ctx->codec->init_slice_params) {
370             err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
371                                                  VAEncSliceParameterBufferType,
372                                                  slice->codec_slice_params,
373                                                  ctx->codec->slice_params_size);
374             if (err < 0)
375                 goto fail;
376         }
377     }
378
379     vas = vaBeginPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
380                          pic->input_surface);
381     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
382         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to begin picture encode issue: "
383                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
384         err = AVERROR(EIO);
385         goto fail_with_picture;
386     }
387
388     vas = vaRenderPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
389                           pic->param_buffers, pic->nb_param_buffers);
390     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
391         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to upload encode parameters: "
392                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
393         err = AVERROR(EIO);
394         goto fail_with_picture;
395     }
396
397     vas = vaEndPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
398     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
399         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to end picture encode issue: "
400                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
401         err = AVERROR(EIO);
402         // vaRenderPicture() has been called here, so we should not destroy
403         // the parameter buffers unless separate destruction is required.
404         if (CONFIG_VAAPI_1 || ctx->hwctx->driver_quirks &
405             AV_VAAPI_DRIVER_QUIRK_RENDER_PARAM_BUFFERS)
406             goto fail;
407         else
408             goto fail_at_end;
409     }
410
411     if (CONFIG_VAAPI_1 || ctx->hwctx->driver_quirks &
412         AV_VAAPI_DRIVER_QUIRK_RENDER_PARAM_BUFFERS) {
413         for (i = 0; i < pic->nb_param_buffers; i++) {
414             vas = vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display,
415                                   pic->param_buffers[i]);
416             if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
417                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to destroy "
418                        "param buffer %#x: %d (%s).\n",
419                        pic->param_buffers[i], vas, vaErrorStr(vas));
420                 // And ignore.
421             }
422         }
423     }
424
425     pic->encode_issued = 1;
426
427     if (ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_SERIALISE_EVERYTHING)
428         return vaapi_encode_wait(avctx, pic);
429     else
430         return 0;
431
432 fail_with_picture:
433     vaEndPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
434 fail:
435     for(i = 0; i < pic->nb_param_buffers; i++)
436         vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, pic->param_buffers[i]);
437     for (i = 0; i < pic->nb_slices; i++) {
438         if (pic->slices) {
439             av_freep(&pic->slices[i].priv_data);
440             av_freep(&pic->slices[i].codec_slice_params);
441         }
442     }
443 fail_at_end:
444     av_freep(&pic->codec_picture_params);
445     av_freep(&pic->param_buffers);
446     av_freep(&pic->slices);
447     av_frame_free(&pic->recon_image);
448     av_buffer_unref(&pic->output_buffer_ref);
449     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
450     return err;
451 }
452
453 static int vaapi_encode_output(AVCodecContext *avctx,
454                                VAAPIEncodePicture *pic, AVPacket *pkt)
455 {
456     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
457     VACodedBufferSegment *buf_list, *buf;
458     VAStatus vas;
459     int err;
460
461     err = vaapi_encode_wait(avctx, pic);
462     if (err < 0)
463         return err;
464
465     buf_list = NULL;
466     vas = vaMapBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer,
467                       (void**)&buf_list);
468     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
469         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to map output buffers: "
470                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
471         err = AVERROR(EIO);
472         goto fail;
473     }
474
475     for (buf = buf_list; buf; buf = buf->next) {
476         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output buffer: %u bytes "
477                "(status %08x).\n", buf->size, buf->status);
478
479         err = av_new_packet(pkt, buf->size);
480         if (err < 0)
481             goto fail_mapped;
482
483         memcpy(pkt->data, buf->buf, buf->size);
484     }
485
486     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR)
487         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
488
489     pkt->pts = pic->pts;
490
491     vas = vaUnmapBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer);
492     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
493         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to unmap output buffers: "
494                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
495         err = AVERROR(EIO);
496         goto fail;
497     }
498
499     av_buffer_unref(&pic->output_buffer_ref);
500     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
501
502     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output read for pic %"PRId64"/%"PRId64".\n",
503            pic->display_order, pic->encode_order);
504     return 0;
505
506 fail_mapped:
507     vaUnmapBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer);
508 fail:
509     av_buffer_unref(&pic->output_buffer_ref);
510     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
511     return err;
512 }
513
514 static int vaapi_encode_discard(AVCodecContext *avctx,
515                                 VAAPIEncodePicture *pic)
516 {
517     vaapi_encode_wait(avctx, pic);
518
519     if (pic->output_buffer_ref) {
520         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Discard output for pic "
521                "%"PRId64"/%"PRId64".\n",
522                pic->display_order, pic->encode_order);
523
524         av_buffer_unref(&pic->output_buffer_ref);
525         pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
526     }
527
528     return 0;
529 }
530
531 static VAAPIEncodePicture *vaapi_encode_alloc(void)
532 {
533     VAAPIEncodePicture *pic;
534
535     pic = av_mallocz(sizeof(*pic));
536     if (!pic)
537         return NULL;
538
539     pic->input_surface = VA_INVALID_ID;
540     pic->recon_surface = VA_INVALID_ID;
541     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
542
543     return pic;
544 }
545
546 static int vaapi_encode_free(AVCodecContext *avctx,
547                              VAAPIEncodePicture *pic)
548 {
549     int i;
550
551     if (pic->encode_issued)
552         vaapi_encode_discard(avctx, pic);
553
554     for (i = 0; i < pic->nb_slices; i++) {
555         if (pic->slices) {
556             av_freep(&pic->slices[i].priv_data);
557             av_freep(&pic->slices[i].codec_slice_params);
558         }
559     }
560     av_freep(&pic->codec_picture_params);
561
562     av_frame_free(&pic->input_image);
563     av_frame_free(&pic->recon_image);
564
565     av_freep(&pic->param_buffers);
566     av_freep(&pic->slices);
567     // Output buffer should already be destroyed.
568     av_assert0(pic->output_buffer == VA_INVALID_ID);
569
570     av_freep(&pic->priv_data);
571     av_freep(&pic->codec_picture_params);
572
573     av_free(pic);
574
575     return 0;
576 }
577
578 static int vaapi_encode_step(AVCodecContext *avctx,
579                              VAAPIEncodePicture *target)
580 {
581     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
582     VAAPIEncodePicture *pic;
583     int i, err;
584
585     if (ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_SERIALISE_EVERYTHING ||
586         ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_MINIMISE_LATENCY) {
587         // These two modes are equivalent, except that we wait for
588         // immediate completion on each operation if serialised.
589
590         if (!target) {
591             // No target, nothing to do yet.
592             return 0;
593         }
594
595         if (target->encode_complete) {
596             // Already done.
597             return 0;
598         }
599
600         pic = target;
601         for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
602             if (!pic->refs[i]->encode_complete) {
603                 err = vaapi_encode_step(avctx, pic->refs[i]);
604                 if (err < 0)
605                     return err;
606             }
607         }
608
609         err = vaapi_encode_issue(avctx, pic);
610         if (err < 0)
611             return err;
612
613     } else if (ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_MAXIMISE_THROUGHPUT) {
614         int activity;
615
616         // Run through the list of all available pictures repeatedly
617         // and issue the first one found which has all dependencies
618         // available (including previously-issued but not necessarily
619         // completed pictures).
620         do {
621             activity = 0;
622             for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
623                 if (!pic->input_available || pic->encode_issued)
624                     continue;
625                 for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
626                     if (!pic->refs[i]->encode_issued)
627                         break;
628                 }
629                 if (i < pic->nb_refs)
630                     continue;
631                 err = vaapi_encode_issue(avctx, pic);
632                 if (err < 0)
633                     return err;
634                 activity = 1;
635                 // Start again from the beginning of the list,
636                 // because issuing this picture may have satisfied
637                 // forward dependencies of earlier ones.
638                 break;
639             }
640         } while(activity);
641
642         // If we had a defined target for this step then it will
643         // always have been issued by now.
644         if (target) {
645             av_assert0(target->encode_issued && "broken dependencies?");
646         }
647
648     } else {
649         av_assert0(0);
650     }
651
652     return 0;
653 }
654
655 static int vaapi_encode_get_next(AVCodecContext *avctx,
656                                  VAAPIEncodePicture **pic_out)
657 {
658     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
659     VAAPIEncodePicture *start, *end, *pic;
660     int i;
661
662     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
663         if (pic->next)
664             av_assert0(pic->display_order + 1 == pic->next->display_order);
665         if (pic->display_order == ctx->input_order) {
666             *pic_out = pic;
667             return 0;
668         }
669     }
670
671     pic = vaapi_encode_alloc();
672     if (!pic)
673         return AVERROR(ENOMEM);
674
675     if (ctx->input_order == 0 || ctx->force_idr ||
676         ctx->gop_counter >= avctx->gop_size) {
677         pic->type = PICTURE_TYPE_IDR;
678         ctx->force_idr = 0;
679         ctx->gop_counter = 1;
680         ctx->p_counter = 0;
681     } else if (ctx->p_counter >= ctx->p_per_i) {
682         pic->type = PICTURE_TYPE_I;
683         ++ctx->gop_counter;
684         ctx->p_counter = 0;
685     } else {
686         pic->type = PICTURE_TYPE_P;
687         pic->refs[0] = ctx->pic_end;
688         pic->nb_refs = 1;
689         ++ctx->gop_counter;
690         ++ctx->p_counter;
691     }
692     start = end = pic;
693
694     if (pic->type != PICTURE_TYPE_IDR) {
695         // If that was not an IDR frame, add B-frames display-before and
696         // encode-after it, but not exceeding the GOP size.
697
698         for (i = 0; i < ctx->b_per_p &&
699              ctx->gop_counter < avctx->gop_size; i++) {
700             pic = vaapi_encode_alloc();
701             if (!pic)
702                 goto fail;
703
704             pic->type = PICTURE_TYPE_B;
705             pic->refs[0] = ctx->pic_end;
706             pic->refs[1] = end;
707             pic->nb_refs = 2;
708
709             pic->next = start;
710             pic->display_order = ctx->input_order + ctx->b_per_p - i - 1;
711             pic->encode_order  = pic->display_order + 1;
712             start = pic;
713
714             ++ctx->gop_counter;
715         }
716     }
717
718     if (ctx->input_order == 0) {
719         pic->display_order = 0;
720         pic->encode_order  = 0;
721
722         ctx->pic_start = ctx->pic_end = pic;
723
724     } else {
725         for (i = 0, pic = start; pic; i++, pic = pic->next) {
726             pic->display_order = ctx->input_order + i;
727             if (end->type == PICTURE_TYPE_IDR)
728                 pic->encode_order = ctx->input_order + i;
729             else if (pic == end)
730                 pic->encode_order = ctx->input_order;
731             else
732                 pic->encode_order = ctx->input_order + i + 1;
733         }
734
735         av_assert0(ctx->pic_end);
736         ctx->pic_end->next = start;
737         ctx->pic_end = end;
738     }
739     *pic_out = start;
740
741     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pictures:");
742     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
743         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s (%"PRId64"/%"PRId64")",
744                picture_type_name[pic->type],
745                pic->display_order, pic->encode_order);
746     }
747     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "\n");
748
749     return 0;
750
751 fail:
752     while (start) {
753         pic = start->next;
754         vaapi_encode_free(avctx, start);
755         start = pic;
756     }
757     return AVERROR(ENOMEM);
758 }
759
760 static int vaapi_encode_truncate_gop(AVCodecContext *avctx)
761 {
762     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
763     VAAPIEncodePicture *pic, *last_pic, *next;
764
765     av_assert0(!ctx->pic_start || ctx->pic_start->input_available);
766
767     // Find the last picture we actually have input for.
768     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
769         if (!pic->input_available)
770             break;
771         last_pic = pic;
772     }
773
774     if (pic) {
775         if (last_pic->type == PICTURE_TYPE_B) {
776             // Some fixing up is required.  Change the type of this
777             // picture to P, then modify preceding B references which
778             // point beyond it to point at it instead.
779
780             last_pic->type = PICTURE_TYPE_P;
781             last_pic->encode_order = last_pic->refs[1]->encode_order;
782
783             for (pic = ctx->pic_start; pic != last_pic; pic = pic->next) {
784                 if (pic->type == PICTURE_TYPE_B &&
785                     pic->refs[1] == last_pic->refs[1])
786                     pic->refs[1] = last_pic;
787             }
788
789             last_pic->nb_refs = 1;
790             last_pic->refs[1] = NULL;
791         } else {
792             // We can use the current structure (no references point
793             // beyond the end), but there are unused pics to discard.
794         }
795
796         // Discard all following pics, they will never be used.
797         for (pic = last_pic->next; pic; pic = next) {
798             next = pic->next;
799             vaapi_encode_free(avctx, pic);
800         }
801
802         last_pic->next = NULL;
803         ctx->pic_end = last_pic;
804
805     } else {
806         // Input is available for all pictures, so we don't need to
807         // mangle anything.
808     }
809
810     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pictures ending truncated GOP:");
811     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
812         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s (%"PRId64"/%"PRId64")",
813                picture_type_name[pic->type],
814                pic->display_order, pic->encode_order);
815     }
816     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "\n");
817
818     return 0;
819 }
820
821 static int vaapi_encode_clear_old(AVCodecContext *avctx)
822 {
823     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
824     VAAPIEncodePicture *pic, *old;
825     int i;
826
827     while (ctx->pic_start != ctx->pic_end) {
828         old = ctx->pic_start;
829         if (old->encode_order > ctx->output_order)
830             break;
831
832         for (pic = old->next; pic; pic = pic->next) {
833             if (pic->encode_complete)
834                 continue;
835             for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
836                 if (pic->refs[i] == old) {
837                     // We still need this picture because it's referred to
838                     // directly by a later one, so it and all following
839                     // pictures have to stay.
840                     return 0;
841                 }
842             }
843         }
844
845         pic = ctx->pic_start;
846         ctx->pic_start = pic->next;
847         vaapi_encode_free(avctx, pic);
848     }
849
850     return 0;
851 }
852
853 int ff_vaapi_encode2(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
854                      const AVFrame *input_image, int *got_packet)
855 {
856     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
857     VAAPIEncodePicture *pic;
858     int err;
859
860     if (input_image) {
861         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Encode frame: %ux%u (%"PRId64").\n",
862                input_image->width, input_image->height, input_image->pts);
863
864         if (input_image->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
865             err = vaapi_encode_truncate_gop(avctx);
866             if (err < 0)
867                 goto fail;
868             ctx->force_idr = 1;
869         }
870
871         err = vaapi_encode_get_next(avctx, &pic);
872         if (err) {
873             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input setup failed: %d.\n", err);
874             return err;
875         }
876
877         pic->input_image = av_frame_alloc();
878         if (!pic->input_image) {
879             err = AVERROR(ENOMEM);
880             goto fail;
881         }
882         err = av_frame_ref(pic->input_image, input_image);
883         if (err < 0)
884             goto fail;
885         pic->input_surface = (VASurfaceID)(uintptr_t)input_image->data[3];
886         pic->pts = input_image->pts;
887
888         if (ctx->input_order == 0)
889             ctx->first_pts = pic->pts;
890         if (ctx->input_order == ctx->decode_delay)
891             ctx->dts_pts_diff = pic->pts - ctx->first_pts;
892         if (ctx->output_delay > 0)
893             ctx->ts_ring[ctx->input_order % (3 * ctx->output_delay)] = pic->pts;
894
895         pic->input_available = 1;
896
897     } else {
898         if (!ctx->end_of_stream) {
899             err = vaapi_encode_truncate_gop(avctx);
900             if (err < 0)
901                 goto fail;
902             ctx->end_of_stream = 1;
903         }
904     }
905
906     ++ctx->input_order;
907     ++ctx->output_order;
908     av_assert0(ctx->output_order + ctx->output_delay + 1 == ctx->input_order);
909
910     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next)
911         if (pic->encode_order == ctx->output_order)
912             break;
913
914     // pic can be null here if we don't have a specific target in this
915     // iteration.  We might still issue encodes if things can be overlapped,
916     // even though we don't intend to output anything.
917
918     err = vaapi_encode_step(avctx, pic);
919     if (err < 0) {
920         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Encode failed: %d.\n", err);
921         goto fail;
922     }
923
924     if (!pic) {
925         *got_packet = 0;
926     } else {
927         err = vaapi_encode_output(avctx, pic, pkt);
928         if (err < 0) {
929             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Output failed: %d.\n", err);
930             goto fail;
931         }
932
933         if (ctx->output_delay == 0) {
934             pkt->dts = pkt->pts;
935         } else if (ctx->output_order < ctx->decode_delay) {
936             if (ctx->ts_ring[ctx->output_order] < INT64_MIN + ctx->dts_pts_diff)
937                 pkt->dts = INT64_MIN;
938             else
939                 pkt->dts = ctx->ts_ring[ctx->output_order] - ctx->dts_pts_diff;
940         } else {
941             pkt->dts = ctx->ts_ring[(ctx->output_order - ctx->decode_delay) %
942                                     (3 * ctx->output_delay)];
943         }
944
945         *got_packet = 1;
946     }
947
948     err = vaapi_encode_clear_old(avctx);
949     if (err < 0) {
950         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "List clearing failed: %d.\n", err);
951         goto fail;
952     }
953
954     return 0;
955
956 fail:
957     // Unclear what to clean up on failure.  There are probably some things we
958     // could do usefully clean up here, but for now just leave them for uninit()
959     // to do instead.
960     return err;
961 }
962
963 static av_cold void vaapi_encode_add_global_param(AVCodecContext *avctx,
964                                                   VAEncMiscParameterBuffer *buffer,
965                                                   size_t size)
966 {
967     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
968
969     av_assert0(ctx->nb_global_params < MAX_GLOBAL_PARAMS);
970
971     ctx->global_params     [ctx->nb_global_params] = buffer;
972     ctx->global_params_size[ctx->nb_global_params] = size;
973
974     ++ctx->nb_global_params;
975 }
976
977 static av_cold int vaapi_encode_config_attributes(AVCodecContext *avctx)
978 {
979     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
980     VAStatus vas;
981     int i, n, err;
982     VAProfile    *profiles    = NULL;
983     VAEntrypoint *entrypoints = NULL;
984     VAConfigAttrib attr[] = {
985         { VAConfigAttribRTFormat         },
986         { VAConfigAttribRateControl      },
987         { VAConfigAttribEncMaxRefFrames  },
988         { VAConfigAttribEncPackedHeaders },
989     };
990
991     n = vaMaxNumProfiles(ctx->hwctx->display);
992     profiles = av_malloc_array(n, sizeof(VAProfile));
993     if (!profiles) {
994         err = AVERROR(ENOMEM);
995         goto fail;
996     }
997     vas = vaQueryConfigProfiles(ctx->hwctx->display, profiles, &n);
998     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
999         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query profiles: %d (%s).\n",
1000                vas, vaErrorStr(vas));
1001         err = AVERROR(ENOSYS);
1002         goto fail;
1003     }
1004     for (i = 0; i < n; i++) {
1005         if (profiles[i] == ctx->va_profile)
1006             break;
1007     }
1008     if (i >= n) {
1009         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Encoding profile not found (%d).\n",
1010                ctx->va_profile);
1011         err = AVERROR(ENOSYS);
1012         goto fail;
1013     }
1014
1015     n = vaMaxNumEntrypoints(ctx->hwctx->display);
1016     entrypoints = av_malloc_array(n, sizeof(VAEntrypoint));
1017     if (!entrypoints) {
1018         err = AVERROR(ENOMEM);
1019         goto fail;
1020     }
1021     vas = vaQueryConfigEntrypoints(ctx->hwctx->display, ctx->va_profile,
1022                                    entrypoints, &n);
1023     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1024         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query entrypoints for "
1025                "profile %u: %d (%s).\n", ctx->va_profile,
1026                vas, vaErrorStr(vas));
1027         err = AVERROR(ENOSYS);
1028         goto fail;
1029     }
1030     for (i = 0; i < n; i++) {
1031         if (entrypoints[i] == ctx->va_entrypoint)
1032             break;
1033     }
1034     if (i >= n) {
1035         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Encoding entrypoint not found "
1036                "(%d / %d).\n", ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint);
1037         err = AVERROR(ENOSYS);
1038         goto fail;
1039     }
1040
1041     vas = vaGetConfigAttributes(ctx->hwctx->display,
1042                                 ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint,
1043                                 attr, FF_ARRAY_ELEMS(attr));
1044     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1045         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to fetch config "
1046                "attributes: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1047         return AVERROR(EINVAL);
1048     }
1049
1050     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(attr); i++) {
1051         if (attr[i].value == VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
1052             // Unfortunately we have to treat this as "don't know" and hope
1053             // for the best, because the Intel MJPEG encoder returns this
1054             // for all the interesting attributes.
1055             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Attribute (%d) is not supported.\n",
1056                    attr[i].type);
1057             continue;
1058         }
1059         switch (attr[i].type) {
1060         case VAConfigAttribRTFormat:
1061             if (!(ctx->va_rt_format & attr[i].value)) {
1062                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Surface RT format %#x "
1063                        "is not supported (mask %#x).\n",
1064                        ctx->va_rt_format, attr[i].value);
1065                 err = AVERROR(EINVAL);
1066                 goto fail;
1067             }
1068             ctx->config_attributes[ctx->nb_config_attributes++] =
1069                 (VAConfigAttrib) {
1070                 .type  = VAConfigAttribRTFormat,
1071                 .value = ctx->va_rt_format,
1072             };
1073             break;
1074         case VAConfigAttribRateControl:
1075             // Hack for backward compatibility: CBR was the only
1076             // usable RC mode for a long time, so old drivers will
1077             // only have it.  Normal default options may now choose
1078             // VBR and then fail, however, so override it here with
1079             // CBR if that is the only supported mode.
1080             if (ctx->va_rc_mode == VA_RC_VBR &&
1081                 !(attr[i].value & VA_RC_VBR) &&
1082                 (attr[i].value & VA_RC_CBR)) {
1083                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "VBR rate control is "
1084                        "not supported with this driver version; "
1085                        "using CBR instead.\n");
1086                 ctx->va_rc_mode = VA_RC_CBR;
1087             }
1088             if (!(ctx->va_rc_mode & attr[i].value)) {
1089                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Rate control mode %#x "
1090                        "is not supported (mask: %#x).\n",
1091                        ctx->va_rc_mode, attr[i].value);
1092                 err = AVERROR(EINVAL);
1093                 goto fail;
1094             }
1095             ctx->config_attributes[ctx->nb_config_attributes++] =
1096                 (VAConfigAttrib) {
1097                 .type  = VAConfigAttribRateControl,
1098                 .value = ctx->va_rc_mode,
1099             };
1100             break;
1101         case VAConfigAttribEncMaxRefFrames:
1102         {
1103             unsigned int ref_l0 = attr[i].value & 0xffff;
1104             unsigned int ref_l1 = (attr[i].value >> 16) & 0xffff;
1105
1106             if (avctx->gop_size > 1 && ref_l0 < 1) {
1107                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "P frames are not "
1108                        "supported (%#x).\n", attr[i].value);
1109                 err = AVERROR(EINVAL);
1110                 goto fail;
1111             }
1112             if (avctx->max_b_frames > 0 && ref_l1 < 1) {
1113                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "B frames are not "
1114                        "supported (%#x) by the underlying driver.\n",
1115                        attr[i].value);
1116                 avctx->max_b_frames = 0;
1117             }
1118         }
1119         break;
1120         case VAConfigAttribEncPackedHeaders:
1121             if (ctx->va_packed_headers & ~attr[i].value) {
1122                 // This isn't fatal, but packed headers are always
1123                 // preferable because they are under our control.
1124                 // When absent, the driver is generating them and some
1125                 // features may not work (e.g. VUI or SEI in H.264).
1126                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Warning: some packed "
1127                        "headers are not supported (want %#x, got %#x).\n",
1128                        ctx->va_packed_headers, attr[i].value);
1129                 ctx->va_packed_headers &= attr[i].value;
1130             }
1131             ctx->config_attributes[ctx->nb_config_attributes++] =
1132                 (VAConfigAttrib) {
1133                 .type  = VAConfigAttribEncPackedHeaders,
1134                 .value = ctx->va_packed_headers,
1135             };
1136             break;
1137         default:
1138             av_assert0(0 && "Unexpected config attribute.");
1139         }
1140     }
1141
1142     err = 0;
1143 fail:
1144     av_freep(&profiles);
1145     av_freep(&entrypoints);
1146     return err;
1147 }
1148
1149 static av_cold int vaapi_encode_init_rate_control(AVCodecContext *avctx)
1150 {
1151     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1152     int rc_bits_per_second;
1153     int rc_target_percentage;
1154     int rc_window_size;
1155     int hrd_buffer_size;
1156     int hrd_initial_buffer_fullness;
1157     int fr_num, fr_den;
1158
1159     if (avctx->bit_rate > INT32_MAX) {
1160         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Target bitrate of 2^31 bps or "
1161                "higher is not supported.\n");
1162         return AVERROR(EINVAL);
1163     }
1164
1165     if (avctx->rc_buffer_size)
1166         hrd_buffer_size = avctx->rc_buffer_size;
1167     else
1168         hrd_buffer_size = avctx->bit_rate;
1169     if (avctx->rc_initial_buffer_occupancy)
1170         hrd_initial_buffer_fullness = avctx->rc_initial_buffer_occupancy;
1171     else
1172         hrd_initial_buffer_fullness = hrd_buffer_size * 3 / 4;
1173
1174     if (ctx->va_rc_mode == VA_RC_CBR) {
1175         rc_bits_per_second   = avctx->bit_rate;
1176         rc_target_percentage = 100;
1177         rc_window_size       = 1000;
1178     } else {
1179         if (avctx->rc_max_rate < avctx->bit_rate) {
1180             // Max rate is unset or invalid, just use the normal bitrate.
1181             rc_bits_per_second   = avctx->bit_rate;
1182             rc_target_percentage = 100;
1183         } else {
1184             rc_bits_per_second   = avctx->rc_max_rate;
1185             rc_target_percentage = (avctx->bit_rate * 100) / rc_bits_per_second;
1186         }
1187         rc_window_size = (hrd_buffer_size * 1000) / avctx->bit_rate;
1188     }
1189
1190     ctx->rc_params.misc.type = VAEncMiscParameterTypeRateControl;
1191     ctx->rc_params.rc = (VAEncMiscParameterRateControl) {
1192         .bits_per_second   = rc_bits_per_second,
1193         .target_percentage = rc_target_percentage,
1194         .window_size       = rc_window_size,
1195         .initial_qp        = 0,
1196         .min_qp            = (avctx->qmin > 0 ? avctx->qmin : 0),
1197         .basic_unit_size   = 0,
1198     };
1199     vaapi_encode_add_global_param(avctx, &ctx->rc_params.misc,
1200                                   sizeof(ctx->rc_params));
1201
1202     ctx->hrd_params.misc.type = VAEncMiscParameterTypeHRD;
1203     ctx->hrd_params.hrd = (VAEncMiscParameterHRD) {
1204         .initial_buffer_fullness = hrd_initial_buffer_fullness,
1205         .buffer_size             = hrd_buffer_size,
1206     };
1207     vaapi_encode_add_global_param(avctx, &ctx->hrd_params.misc,
1208                                   sizeof(ctx->hrd_params));
1209
1210     if (avctx->framerate.num > 0 && avctx->framerate.den > 0)
1211         av_reduce(&fr_num, &fr_den,
1212                   avctx->framerate.num, avctx->framerate.den, 65535);
1213     else
1214         av_reduce(&fr_num, &fr_den,
1215                   avctx->time_base.den, avctx->time_base.num, 65535);
1216
1217     ctx->fr_params.misc.type = VAEncMiscParameterTypeFrameRate;
1218     ctx->fr_params.fr.framerate = (unsigned int)fr_den << 16 | fr_num;
1219
1220 #if VA_CHECK_VERSION(0, 40, 0)
1221     vaapi_encode_add_global_param(avctx, &ctx->fr_params.misc,
1222                                   sizeof(ctx->fr_params));
1223 #endif
1224
1225     return 0;
1226 }
1227
1228 static void vaapi_encode_free_output_buffer(void *opaque,
1229                                             uint8_t *data)
1230 {
1231     AVCodecContext   *avctx = opaque;
1232     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1233     VABufferID buffer_id;
1234
1235     buffer_id = (VABufferID)(uintptr_t)data;
1236
1237     vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, buffer_id);
1238
1239     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Freed output buffer %#x\n", buffer_id);
1240 }
1241
1242 static AVBufferRef *vaapi_encode_alloc_output_buffer(void *opaque,
1243                                                      int size)
1244 {
1245     AVCodecContext   *avctx = opaque;
1246     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1247     VABufferID buffer_id;
1248     VAStatus vas;
1249     AVBufferRef *ref;
1250
1251     // The output buffer size is fixed, so it needs to be large enough
1252     // to hold the largest possible compressed frame.  We assume here
1253     // that the uncompressed frame plus some header data is an upper
1254     // bound on that.
1255     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
1256                          VAEncCodedBufferType,
1257                          3 * ctx->surface_width * ctx->surface_height +
1258                          (1 << 16), 1, 0, &buffer_id);
1259     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1260         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create bitstream "
1261                "output buffer: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1262         return NULL;
1263     }
1264
1265     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Allocated output buffer %#x\n", buffer_id);
1266
1267     ref = av_buffer_create((uint8_t*)(uintptr_t)buffer_id,
1268                            sizeof(buffer_id),
1269                            &vaapi_encode_free_output_buffer,
1270                            avctx, AV_BUFFER_FLAG_READONLY);
1271     if (!ref) {
1272         vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, buffer_id);
1273         return NULL;
1274     }
1275
1276     return ref;
1277 }
1278
1279 static av_cold int vaapi_encode_create_recon_frames(AVCodecContext *avctx)
1280 {
1281     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1282     AVVAAPIHWConfig *hwconfig = NULL;
1283     AVHWFramesConstraints *constraints = NULL;
1284     enum AVPixelFormat recon_format;
1285     int err, i;
1286
1287     hwconfig = av_hwdevice_hwconfig_alloc(ctx->device_ref);
1288     if (!hwconfig) {
1289         err = AVERROR(ENOMEM);
1290         goto fail;
1291     }
1292     hwconfig->config_id = ctx->va_config;
1293
1294     constraints = av_hwdevice_get_hwframe_constraints(ctx->device_ref,
1295                                                       hwconfig);
1296     if (!constraints) {
1297         err = AVERROR(ENOMEM);
1298         goto fail;
1299     }
1300
1301     // Probably we can use the input surface format as the surface format
1302     // of the reconstructed frames.  If not, we just pick the first (only?)
1303     // format in the valid list and hope that it all works.
1304     recon_format = AV_PIX_FMT_NONE;
1305     if (constraints->valid_sw_formats) {
1306         for (i = 0; constraints->valid_sw_formats[i] != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
1307             if (ctx->input_frames->sw_format ==
1308                 constraints->valid_sw_formats[i]) {
1309                 recon_format = ctx->input_frames->sw_format;
1310                 break;
1311             }
1312         }
1313         if (recon_format == AV_PIX_FMT_NONE) {
1314             // No match.  Just use the first in the supported list and
1315             // hope for the best.
1316             recon_format = constraints->valid_sw_formats[0];
1317         }
1318     } else {
1319         // No idea what to use; copy input format.
1320         recon_format = ctx->input_frames->sw_format;
1321     }
1322     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Using %s as format of "
1323            "reconstructed frames.\n", av_get_pix_fmt_name(recon_format));
1324
1325     if (ctx->surface_width  < constraints->min_width  ||
1326         ctx->surface_height < constraints->min_height ||
1327         ctx->surface_width  > constraints->max_width ||
1328         ctx->surface_height > constraints->max_height) {
1329         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Hardware does not support encoding at "
1330                "size %dx%d (constraints: width %d-%d height %d-%d).\n",
1331                ctx->surface_width, ctx->surface_height,
1332                constraints->min_width,  constraints->max_width,
1333                constraints->min_height, constraints->max_height);
1334         err = AVERROR(EINVAL);
1335         goto fail;
1336     }
1337
1338     av_freep(&hwconfig);
1339     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
1340
1341     ctx->recon_frames_ref = av_hwframe_ctx_alloc(ctx->device_ref);
1342     if (!ctx->recon_frames_ref) {
1343         err = AVERROR(ENOMEM);
1344         goto fail;
1345     }
1346     ctx->recon_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->recon_frames_ref->data;
1347
1348     ctx->recon_frames->format    = AV_PIX_FMT_VAAPI;
1349     ctx->recon_frames->sw_format = recon_format;
1350     ctx->recon_frames->width     = ctx->surface_width;
1351     ctx->recon_frames->height    = ctx->surface_height;
1352     // At most three IDR/I/P frames and two runs of B frames can be in
1353     // flight at any one time.
1354     ctx->recon_frames->initial_pool_size = 3 + 2 * avctx->max_b_frames;
1355
1356     err = av_hwframe_ctx_init(ctx->recon_frames_ref);
1357     if (err < 0) {
1358         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise reconstructed "
1359                "frame context: %d.\n", err);
1360         goto fail;
1361     }
1362
1363     err = 0;
1364   fail:
1365     av_freep(&hwconfig);
1366     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
1367     return err;
1368 }
1369
1370 av_cold int ff_vaapi_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1371 {
1372     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1373     AVVAAPIFramesContext *recon_hwctx = NULL;
1374     VAStatus vas;
1375     int err;
1376
1377     if (!avctx->hw_frames_ctx) {
1378         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "A hardware frames reference is "
1379                "required to associate the encoding device.\n");
1380         return AVERROR(EINVAL);
1381     }
1382
1383     ctx->va_config  = VA_INVALID_ID;
1384     ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
1385
1386     ctx->input_frames_ref = av_buffer_ref(avctx->hw_frames_ctx);
1387     if (!ctx->input_frames_ref) {
1388         err = AVERROR(ENOMEM);
1389         goto fail;
1390     }
1391     ctx->input_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->input_frames_ref->data;
1392
1393     ctx->device_ref = av_buffer_ref(ctx->input_frames->device_ref);
1394     if (!ctx->device_ref) {
1395         err = AVERROR(ENOMEM);
1396         goto fail;
1397     }
1398     ctx->device = (AVHWDeviceContext*)ctx->device_ref->data;
1399     ctx->hwctx = ctx->device->hwctx;
1400
1401     err = vaapi_encode_config_attributes(avctx);
1402     if (err < 0)
1403         goto fail;
1404
1405     vas = vaCreateConfig(ctx->hwctx->display,
1406                          ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint,
1407                          ctx->config_attributes, ctx->nb_config_attributes,
1408                          &ctx->va_config);
1409     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1410         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create encode pipeline "
1411                "configuration: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1412         err = AVERROR(EIO);
1413         goto fail;
1414     }
1415
1416     err = vaapi_encode_create_recon_frames(avctx);
1417     if (err < 0)
1418         goto fail;
1419
1420     recon_hwctx = ctx->recon_frames->hwctx;
1421     vas = vaCreateContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_config,
1422                           ctx->surface_width, ctx->surface_height,
1423                           VA_PROGRESSIVE,
1424                           recon_hwctx->surface_ids,
1425                           recon_hwctx->nb_surfaces,
1426                           &ctx->va_context);
1427     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1428         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create encode pipeline "
1429                "context: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1430         err = AVERROR(EIO);
1431         goto fail;
1432     }
1433
1434     ctx->output_buffer_pool =
1435         av_buffer_pool_init2(sizeof(VABufferID), avctx,
1436                              &vaapi_encode_alloc_output_buffer, NULL);
1437     if (!ctx->output_buffer_pool) {
1438         err = AVERROR(ENOMEM);
1439         goto fail;
1440     }
1441
1442     if (ctx->va_rc_mode & ~VA_RC_CQP) {
1443         err = vaapi_encode_init_rate_control(avctx);
1444         if (err < 0)
1445             goto fail;
1446     }
1447
1448     if (ctx->codec->configure) {
1449         err = ctx->codec->configure(avctx);
1450         if (err < 0)
1451             goto fail;
1452     }
1453
1454     if (avctx->compression_level >= 0) {
1455 #if VA_CHECK_VERSION(0, 36, 0)
1456         VAConfigAttrib attr = { VAConfigAttribEncQualityRange };
1457
1458         vas = vaGetConfigAttributes(ctx->hwctx->display,
1459                                     ctx->va_profile,
1460                                     ctx->va_entrypoint,
1461                                     &attr, 1);
1462         if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1463             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Failed to query quality "
1464                    "attribute: will use default compression level.\n");
1465         } else {
1466             if (avctx->compression_level > attr.value) {
1467                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid compression "
1468                        "level: valid range is 0-%d, using %d.\n",
1469                        attr.value, attr.value);
1470                 avctx->compression_level = attr.value;
1471             }
1472
1473             ctx->quality_params.misc.type =
1474                 VAEncMiscParameterTypeQualityLevel;
1475             ctx->quality_params.quality.quality_level =
1476                 avctx->compression_level;
1477
1478             vaapi_encode_add_global_param(avctx, &ctx->quality_params.misc,
1479                                           sizeof(ctx->quality_params));
1480         }
1481 #else
1482         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "The encode compression level "
1483                "option is not supported with this VAAPI version.\n");
1484 #endif
1485     }
1486
1487     ctx->input_order  = 0;
1488     ctx->output_delay = avctx->max_b_frames;
1489     ctx->decode_delay = 1;
1490     ctx->output_order = - ctx->output_delay - 1;
1491
1492     // Currently we never generate I frames, only IDR.
1493     ctx->p_per_i = INT_MAX;
1494     ctx->b_per_p = avctx->max_b_frames;
1495
1496     if (ctx->codec->sequence_params_size > 0) {
1497         ctx->codec_sequence_params =
1498             av_mallocz(ctx->codec->sequence_params_size);
1499         if (!ctx->codec_sequence_params) {
1500             err = AVERROR(ENOMEM);
1501             goto fail;
1502         }
1503     }
1504     if (ctx->codec->picture_params_size > 0) {
1505         ctx->codec_picture_params =
1506             av_mallocz(ctx->codec->picture_params_size);
1507         if (!ctx->codec_picture_params) {
1508             err = AVERROR(ENOMEM);
1509             goto fail;
1510         }
1511     }
1512
1513     if (ctx->codec->init_sequence_params) {
1514         err = ctx->codec->init_sequence_params(avctx);
1515         if (err < 0) {
1516             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codec sequence initialisation "
1517                    "failed: %d.\n", err);
1518             goto fail;
1519         }
1520     }
1521
1522     // This should be configurable somehow.  (Needs testing on a machine
1523     // where it actually overlaps properly, though.)
1524     ctx->issue_mode = ISSUE_MODE_MAXIMISE_THROUGHPUT;
1525
1526     if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_SEQUENCE &&
1527         ctx->codec->write_sequence_header) {
1528         char data[MAX_PARAM_BUFFER_SIZE];
1529         size_t bit_len = 8 * sizeof(data);
1530
1531         err = ctx->codec->write_sequence_header(avctx, data, &bit_len);
1532         if (err < 0) {
1533             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write sequence header "
1534                    "for extradata: %d.\n", err);
1535             goto fail;
1536         } else {
1537             avctx->extradata_size = (bit_len + 7) / 8;
1538             avctx->extradata = av_mallocz(avctx->extradata_size +
1539                                           AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1540             if (!avctx->extradata) {
1541                 err = AVERROR(ENOMEM);
1542                 goto fail;
1543             }
1544             memcpy(avctx->extradata, data, avctx->extradata_size);
1545         }
1546     }
1547
1548     return 0;
1549
1550 fail:
1551     ff_vaapi_encode_close(avctx);
1552     return err;
1553 }
1554
1555 av_cold int ff_vaapi_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1556 {
1557     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1558     VAAPIEncodePicture *pic, *next;
1559
1560     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = next) {
1561         next = pic->next;
1562         vaapi_encode_free(avctx, pic);
1563     }
1564
1565     av_buffer_pool_uninit(&ctx->output_buffer_pool);
1566
1567     if (ctx->va_context != VA_INVALID_ID) {
1568         vaDestroyContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
1569         ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
1570     }
1571
1572     if (ctx->va_config != VA_INVALID_ID) {
1573         vaDestroyConfig(ctx->hwctx->display, ctx->va_config);
1574         ctx->va_config = VA_INVALID_ID;
1575     }
1576
1577     av_freep(&ctx->codec_sequence_params);
1578     av_freep(&ctx->codec_picture_params);
1579
1580     av_buffer_unref(&ctx->recon_frames_ref);
1581     av_buffer_unref(&ctx->input_frames_ref);
1582     av_buffer_unref(&ctx->device_ref);
1583
1584     return 0;
1585 }