amfenc: Add DXVA2 hardware frame input support
[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     // Find the last picture we actually have input for.
766     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
767         if (!pic->input_available)
768             break;
769         last_pic = pic;
770     }
771
772     if (pic) {
773         av_assert0(last_pic);
774
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 int vaapi_encode_config_attributes(AVCodecContext *avctx)
964 {
965     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
966     VAStatus vas;
967     int i, n, err;
968     VAProfile    *profiles    = NULL;
969     VAEntrypoint *entrypoints = NULL;
970     VAConfigAttrib attr[] = {
971         { VAConfigAttribRTFormat         },
972         { VAConfigAttribRateControl      },
973         { VAConfigAttribEncMaxRefFrames  },
974         { VAConfigAttribEncPackedHeaders },
975     };
976
977     n = vaMaxNumProfiles(ctx->hwctx->display);
978     profiles = av_malloc_array(n, sizeof(VAProfile));
979     if (!profiles) {
980         err = AVERROR(ENOMEM);
981         goto fail;
982     }
983     vas = vaQueryConfigProfiles(ctx->hwctx->display, profiles, &n);
984     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
985         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query profiles: %d (%s).\n",
986                vas, vaErrorStr(vas));
987         err = AVERROR(ENOSYS);
988         goto fail;
989     }
990     for (i = 0; i < n; i++) {
991         if (profiles[i] == ctx->va_profile)
992             break;
993     }
994     if (i >= n) {
995         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Encoding profile not found (%d).\n",
996                ctx->va_profile);
997         err = AVERROR(ENOSYS);
998         goto fail;
999     }
1000
1001     n = vaMaxNumEntrypoints(ctx->hwctx->display);
1002     entrypoints = av_malloc_array(n, sizeof(VAEntrypoint));
1003     if (!entrypoints) {
1004         err = AVERROR(ENOMEM);
1005         goto fail;
1006     }
1007     vas = vaQueryConfigEntrypoints(ctx->hwctx->display, ctx->va_profile,
1008                                    entrypoints, &n);
1009     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1010         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query entrypoints for "
1011                "profile %u: %d (%s).\n", ctx->va_profile,
1012                vas, vaErrorStr(vas));
1013         err = AVERROR(ENOSYS);
1014         goto fail;
1015     }
1016     for (i = 0; i < n; i++) {
1017         if (entrypoints[i] == ctx->va_entrypoint)
1018             break;
1019     }
1020     if (i >= n) {
1021         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Encoding entrypoint not found "
1022                "(%d / %d).\n", ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint);
1023         err = AVERROR(ENOSYS);
1024         goto fail;
1025     }
1026
1027     vas = vaGetConfigAttributes(ctx->hwctx->display,
1028                                 ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint,
1029                                 attr, FF_ARRAY_ELEMS(attr));
1030     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1031         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to fetch config "
1032                "attributes: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1033         return AVERROR(EINVAL);
1034     }
1035
1036     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(attr); i++) {
1037         if (attr[i].value == VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
1038             // Unfortunately we have to treat this as "don't know" and hope
1039             // for the best, because the Intel MJPEG encoder returns this
1040             // for all the interesting attributes.
1041             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Attribute (%d) is not supported.\n",
1042                    attr[i].type);
1043             continue;
1044         }
1045         switch (attr[i].type) {
1046         case VAConfigAttribRTFormat:
1047             if (!(ctx->va_rt_format & attr[i].value)) {
1048                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Surface RT format %#x "
1049                        "is not supported (mask %#x).\n",
1050                        ctx->va_rt_format, attr[i].value);
1051                 err = AVERROR(EINVAL);
1052                 goto fail;
1053             }
1054             ctx->config_attributes[ctx->nb_config_attributes++] =
1055                 (VAConfigAttrib) {
1056                 .type  = VAConfigAttribRTFormat,
1057                 .value = ctx->va_rt_format,
1058             };
1059             break;
1060         case VAConfigAttribRateControl:
1061             // Hack for backward compatibility: CBR was the only
1062             // usable RC mode for a long time, so old drivers will
1063             // only have it.  Normal default options may now choose
1064             // VBR and then fail, however, so override it here with
1065             // CBR if that is the only supported mode.
1066             if (ctx->va_rc_mode == VA_RC_VBR &&
1067                 !(attr[i].value & VA_RC_VBR) &&
1068                 (attr[i].value & VA_RC_CBR)) {
1069                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "VBR rate control is "
1070                        "not supported with this driver version; "
1071                        "using CBR instead.\n");
1072                 ctx->va_rc_mode = VA_RC_CBR;
1073             }
1074             if (!(ctx->va_rc_mode & attr[i].value)) {
1075                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Rate control mode %#x "
1076                        "is not supported (mask: %#x).\n",
1077                        ctx->va_rc_mode, attr[i].value);
1078                 err = AVERROR(EINVAL);
1079                 goto fail;
1080             }
1081             ctx->config_attributes[ctx->nb_config_attributes++] =
1082                 (VAConfigAttrib) {
1083                 .type  = VAConfigAttribRateControl,
1084                 .value = ctx->va_rc_mode,
1085             };
1086             break;
1087         case VAConfigAttribEncMaxRefFrames:
1088         {
1089             unsigned int ref_l0 = attr[i].value & 0xffff;
1090             unsigned int ref_l1 = (attr[i].value >> 16) & 0xffff;
1091
1092             if (avctx->gop_size > 1 && ref_l0 < 1) {
1093                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "P frames are not "
1094                        "supported (%#x).\n", attr[i].value);
1095                 err = AVERROR(EINVAL);
1096                 goto fail;
1097             }
1098             if (avctx->max_b_frames > 0 && ref_l1 < 1) {
1099                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "B frames are not "
1100                        "supported (%#x) by the underlying driver.\n",
1101                        attr[i].value);
1102                 avctx->max_b_frames = 0;
1103             }
1104         }
1105         break;
1106         case VAConfigAttribEncPackedHeaders:
1107             if (ctx->va_packed_headers & ~attr[i].value) {
1108                 // This isn't fatal, but packed headers are always
1109                 // preferable because they are under our control.
1110                 // When absent, the driver is generating them and some
1111                 // features may not work (e.g. VUI or SEI in H.264).
1112                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Warning: some packed "
1113                        "headers are not supported (want %#x, got %#x).\n",
1114                        ctx->va_packed_headers, attr[i].value);
1115                 ctx->va_packed_headers &= attr[i].value;
1116             }
1117             ctx->config_attributes[ctx->nb_config_attributes++] =
1118                 (VAConfigAttrib) {
1119                 .type  = VAConfigAttribEncPackedHeaders,
1120                 .value = ctx->va_packed_headers,
1121             };
1122             break;
1123         default:
1124             av_assert0(0 && "Unexpected config attribute.");
1125         }
1126     }
1127
1128     err = 0;
1129 fail:
1130     av_freep(&profiles);
1131     av_freep(&entrypoints);
1132     return err;
1133 }
1134
1135 static av_cold int vaapi_encode_init_rate_control(AVCodecContext *avctx)
1136 {
1137     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1138     int rc_bits_per_second;
1139     int rc_target_percentage;
1140     int rc_window_size;
1141     int hrd_buffer_size;
1142     int hrd_initial_buffer_fullness;
1143     int fr_num, fr_den;
1144
1145     if (avctx->bit_rate > INT32_MAX) {
1146         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Target bitrate of 2^31 bps or "
1147                "higher is not supported.\n");
1148         return AVERROR(EINVAL);
1149     }
1150
1151     if (avctx->rc_buffer_size)
1152         hrd_buffer_size = avctx->rc_buffer_size;
1153     else
1154         hrd_buffer_size = avctx->bit_rate;
1155     if (avctx->rc_initial_buffer_occupancy)
1156         hrd_initial_buffer_fullness = avctx->rc_initial_buffer_occupancy;
1157     else
1158         hrd_initial_buffer_fullness = hrd_buffer_size * 3 / 4;
1159
1160     if (ctx->va_rc_mode == VA_RC_CBR) {
1161         rc_bits_per_second   = avctx->bit_rate;
1162         rc_target_percentage = 100;
1163         rc_window_size       = 1000;
1164     } else {
1165         if (avctx->rc_max_rate < avctx->bit_rate) {
1166             // Max rate is unset or invalid, just use the normal bitrate.
1167             rc_bits_per_second   = avctx->bit_rate;
1168             rc_target_percentage = 100;
1169         } else {
1170             rc_bits_per_second   = avctx->rc_max_rate;
1171             rc_target_percentage = (avctx->bit_rate * 100) / rc_bits_per_second;
1172         }
1173         rc_window_size = (hrd_buffer_size * 1000) / avctx->bit_rate;
1174     }
1175
1176     ctx->rc_params.misc.type = VAEncMiscParameterTypeRateControl;
1177     ctx->rc_params.rc = (VAEncMiscParameterRateControl) {
1178         .bits_per_second   = rc_bits_per_second,
1179         .target_percentage = rc_target_percentage,
1180         .window_size       = rc_window_size,
1181         .initial_qp        = 0,
1182         .min_qp            = (avctx->qmin > 0 ? avctx->qmin : 0),
1183         .basic_unit_size   = 0,
1184     };
1185     ctx->global_params[ctx->nb_global_params] =
1186         &ctx->rc_params.misc;
1187     ctx->global_params_size[ctx->nb_global_params++] =
1188         sizeof(ctx->rc_params);
1189
1190     ctx->hrd_params.misc.type = VAEncMiscParameterTypeHRD;
1191     ctx->hrd_params.hrd = (VAEncMiscParameterHRD) {
1192         .initial_buffer_fullness = hrd_initial_buffer_fullness,
1193         .buffer_size             = hrd_buffer_size,
1194     };
1195     ctx->global_params[ctx->nb_global_params] =
1196         &ctx->hrd_params.misc;
1197     ctx->global_params_size[ctx->nb_global_params++] =
1198         sizeof(ctx->hrd_params);
1199
1200     if (avctx->framerate.num > 0 && avctx->framerate.den > 0)
1201         av_reduce(&fr_num, &fr_den,
1202                   avctx->framerate.num, avctx->framerate.den, 65535);
1203     else
1204         av_reduce(&fr_num, &fr_den,
1205                   avctx->time_base.den, avctx->time_base.num, 65535);
1206
1207     ctx->fr_params.misc.type = VAEncMiscParameterTypeFrameRate;
1208     ctx->fr_params.fr.framerate = (unsigned int)fr_den << 16 | fr_num;
1209
1210 #if VA_CHECK_VERSION(0, 40, 0)
1211     ctx->global_params[ctx->nb_global_params] =
1212         &ctx->fr_params.misc;
1213     ctx->global_params_size[ctx->nb_global_params++] =
1214         sizeof(ctx->fr_params);
1215 #endif
1216
1217     return 0;
1218 }
1219
1220 static void vaapi_encode_free_output_buffer(void *opaque,
1221                                             uint8_t *data)
1222 {
1223     AVCodecContext   *avctx = opaque;
1224     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1225     VABufferID buffer_id;
1226
1227     buffer_id = (VABufferID)(uintptr_t)data;
1228
1229     vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, buffer_id);
1230
1231     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Freed output buffer %#x\n", buffer_id);
1232 }
1233
1234 static AVBufferRef *vaapi_encode_alloc_output_buffer(void *opaque,
1235                                                      int size)
1236 {
1237     AVCodecContext   *avctx = opaque;
1238     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1239     VABufferID buffer_id;
1240     VAStatus vas;
1241     AVBufferRef *ref;
1242
1243     // The output buffer size is fixed, so it needs to be large enough
1244     // to hold the largest possible compressed frame.  We assume here
1245     // that the uncompressed frame plus some header data is an upper
1246     // bound on that.
1247     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
1248                          VAEncCodedBufferType,
1249                          3 * ctx->surface_width * ctx->surface_height +
1250                          (1 << 16), 1, 0, &buffer_id);
1251     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1252         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create bitstream "
1253                "output buffer: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1254         return NULL;
1255     }
1256
1257     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Allocated output buffer %#x\n", buffer_id);
1258
1259     ref = av_buffer_create((uint8_t*)(uintptr_t)buffer_id,
1260                            sizeof(buffer_id),
1261                            &vaapi_encode_free_output_buffer,
1262                            avctx, AV_BUFFER_FLAG_READONLY);
1263     if (!ref) {
1264         vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, buffer_id);
1265         return NULL;
1266     }
1267
1268     return ref;
1269 }
1270
1271 static av_cold int vaapi_encode_create_recon_frames(AVCodecContext *avctx)
1272 {
1273     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1274     AVVAAPIHWConfig *hwconfig = NULL;
1275     AVHWFramesConstraints *constraints = NULL;
1276     enum AVPixelFormat recon_format;
1277     int err, i;
1278
1279     hwconfig = av_hwdevice_hwconfig_alloc(ctx->device_ref);
1280     if (!hwconfig) {
1281         err = AVERROR(ENOMEM);
1282         goto fail;
1283     }
1284     hwconfig->config_id = ctx->va_config;
1285
1286     constraints = av_hwdevice_get_hwframe_constraints(ctx->device_ref,
1287                                                       hwconfig);
1288     if (!constraints) {
1289         err = AVERROR(ENOMEM);
1290         goto fail;
1291     }
1292
1293     // Probably we can use the input surface format as the surface format
1294     // of the reconstructed frames.  If not, we just pick the first (only?)
1295     // format in the valid list and hope that it all works.
1296     recon_format = AV_PIX_FMT_NONE;
1297     if (constraints->valid_sw_formats) {
1298         for (i = 0; constraints->valid_sw_formats[i] != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
1299             if (ctx->input_frames->sw_format ==
1300                 constraints->valid_sw_formats[i]) {
1301                 recon_format = ctx->input_frames->sw_format;
1302                 break;
1303             }
1304         }
1305         if (recon_format == AV_PIX_FMT_NONE) {
1306             // No match.  Just use the first in the supported list and
1307             // hope for the best.
1308             recon_format = constraints->valid_sw_formats[0];
1309         }
1310     } else {
1311         // No idea what to use; copy input format.
1312         recon_format = ctx->input_frames->sw_format;
1313     }
1314     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Using %s as format of "
1315            "reconstructed frames.\n", av_get_pix_fmt_name(recon_format));
1316
1317     if (ctx->surface_width  < constraints->min_width  ||
1318         ctx->surface_height < constraints->min_height ||
1319         ctx->surface_width  > constraints->max_width ||
1320         ctx->surface_height > constraints->max_height) {
1321         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Hardware does not support encoding at "
1322                "size %dx%d (constraints: width %d-%d height %d-%d).\n",
1323                ctx->surface_width, ctx->surface_height,
1324                constraints->min_width,  constraints->max_width,
1325                constraints->min_height, constraints->max_height);
1326         err = AVERROR(EINVAL);
1327         goto fail;
1328     }
1329
1330     av_freep(&hwconfig);
1331     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
1332
1333     ctx->recon_frames_ref = av_hwframe_ctx_alloc(ctx->device_ref);
1334     if (!ctx->recon_frames_ref) {
1335         err = AVERROR(ENOMEM);
1336         goto fail;
1337     }
1338     ctx->recon_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->recon_frames_ref->data;
1339
1340     ctx->recon_frames->format    = AV_PIX_FMT_VAAPI;
1341     ctx->recon_frames->sw_format = recon_format;
1342     ctx->recon_frames->width     = ctx->surface_width;
1343     ctx->recon_frames->height    = ctx->surface_height;
1344     // At most three IDR/I/P frames and two runs of B frames can be in
1345     // flight at any one time.
1346     ctx->recon_frames->initial_pool_size = 3 + 2 * avctx->max_b_frames;
1347
1348     err = av_hwframe_ctx_init(ctx->recon_frames_ref);
1349     if (err < 0) {
1350         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise reconstructed "
1351                "frame context: %d.\n", err);
1352         goto fail;
1353     }
1354
1355     err = 0;
1356   fail:
1357     av_freep(&hwconfig);
1358     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
1359     return err;
1360 }
1361
1362 av_cold int ff_vaapi_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1363 {
1364     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1365     AVVAAPIFramesContext *recon_hwctx = NULL;
1366     VAStatus vas;
1367     int err;
1368
1369     if (!avctx->hw_frames_ctx) {
1370         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "A hardware frames reference is "
1371                "required to associate the encoding device.\n");
1372         return AVERROR(EINVAL);
1373     }
1374
1375     ctx->codec_options = ctx->codec_options_data;
1376
1377     ctx->va_config  = VA_INVALID_ID;
1378     ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
1379
1380     ctx->priv_data = av_mallocz(ctx->codec->priv_data_size);
1381     if (!ctx->priv_data) {
1382         err = AVERROR(ENOMEM);
1383         goto fail;
1384     }
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             ctx->global_params[ctx->nb_global_params] =
1479                 &ctx->quality_params.misc;
1480             ctx->global_params_size[ctx->nb_global_params++] =
1481                 sizeof(ctx->quality_params);
1482         }
1483 #else
1484         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "The encode compression level "
1485                "option is not supported with this VAAPI version.\n");
1486 #endif
1487     }
1488
1489     ctx->input_order  = 0;
1490     ctx->output_delay = avctx->max_b_frames;
1491     ctx->decode_delay = 1;
1492     ctx->output_order = - ctx->output_delay - 1;
1493
1494     // Currently we never generate I frames, only IDR.
1495     ctx->p_per_i = INT_MAX;
1496     ctx->b_per_p = avctx->max_b_frames;
1497
1498     if (ctx->codec->sequence_params_size > 0) {
1499         ctx->codec_sequence_params =
1500             av_mallocz(ctx->codec->sequence_params_size);
1501         if (!ctx->codec_sequence_params) {
1502             err = AVERROR(ENOMEM);
1503             goto fail;
1504         }
1505     }
1506     if (ctx->codec->picture_params_size > 0) {
1507         ctx->codec_picture_params =
1508             av_mallocz(ctx->codec->picture_params_size);
1509         if (!ctx->codec_picture_params) {
1510             err = AVERROR(ENOMEM);
1511             goto fail;
1512         }
1513     }
1514
1515     if (ctx->codec->init_sequence_params) {
1516         err = ctx->codec->init_sequence_params(avctx);
1517         if (err < 0) {
1518             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codec sequence initialisation "
1519                    "failed: %d.\n", err);
1520             goto fail;
1521         }
1522     }
1523
1524     // This should be configurable somehow.  (Needs testing on a machine
1525     // where it actually overlaps properly, though.)
1526     ctx->issue_mode = ISSUE_MODE_MAXIMISE_THROUGHPUT;
1527
1528     if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_SEQUENCE &&
1529         ctx->codec->write_sequence_header) {
1530         char data[MAX_PARAM_BUFFER_SIZE];
1531         size_t bit_len = 8 * sizeof(data);
1532
1533         err = ctx->codec->write_sequence_header(avctx, data, &bit_len);
1534         if (err < 0) {
1535             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write sequence header "
1536                    "for extradata: %d.\n", err);
1537             goto fail;
1538         } else {
1539             avctx->extradata_size = (bit_len + 7) / 8;
1540             avctx->extradata = av_mallocz(avctx->extradata_size +
1541                                           AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1542             if (!avctx->extradata) {
1543                 err = AVERROR(ENOMEM);
1544                 goto fail;
1545             }
1546             memcpy(avctx->extradata, data, avctx->extradata_size);
1547         }
1548     }
1549
1550     return 0;
1551
1552 fail:
1553     ff_vaapi_encode_close(avctx);
1554     return err;
1555 }
1556
1557 av_cold int ff_vaapi_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1558 {
1559     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1560     VAAPIEncodePicture *pic, *next;
1561
1562     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = next) {
1563         next = pic->next;
1564         vaapi_encode_free(avctx, pic);
1565     }
1566
1567     av_buffer_pool_uninit(&ctx->output_buffer_pool);
1568
1569     if (ctx->va_context != VA_INVALID_ID) {
1570         vaDestroyContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
1571         ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
1572     }
1573
1574     if (ctx->va_config != VA_INVALID_ID) {
1575         vaDestroyConfig(ctx->hwctx->display, ctx->va_config);
1576         ctx->va_config = VA_INVALID_ID;
1577     }
1578
1579     av_freep(&ctx->codec_sequence_params);
1580     av_freep(&ctx->codec_picture_params);
1581
1582     av_buffer_unref(&ctx->recon_frames_ref);
1583     av_buffer_unref(&ctx->input_frames_ref);
1584     av_buffer_unref(&ctx->device_ref);
1585
1586     av_freep(&ctx->priv_data);
1587
1588     return 0;
1589 }