c02b633b4679d1f95eac9346a709d2eeeb16cbbb
[ffmpeg.git] / libavcodec / vaapi_encode.c
1 /*
2  * This file is part of Libav.
3  *
4  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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     VAEncPackedHeaderParameterBuffer params = {
40         .type = type,
41         .bit_length = bit_len,
42         .has_emulation_bytes = 1,
43     };
44
45     av_assert0(pic->nb_param_buffers + 2 <= MAX_PARAM_BUFFERS);
46
47     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
48                          VAEncPackedHeaderParameterBufferType,
49                          sizeof(params), 1, &params, &param_buffer);
50     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
51         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create parameter buffer "
52                "for packed header (type %d): %d (%s).\n",
53                type, vas, vaErrorStr(vas));
54         return AVERROR(EIO);
55     }
56     pic->param_buffers[pic->nb_param_buffers++] = param_buffer;
57
58     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
59                          VAEncPackedHeaderDataBufferType,
60                          (bit_len + 7) / 8, 1, data, &data_buffer);
61     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
62         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create data buffer "
63                "for packed header (type %d): %d (%s).\n",
64                type, vas, vaErrorStr(vas));
65         return AVERROR(EIO);
66     }
67     pic->param_buffers[pic->nb_param_buffers++] = data_buffer;
68
69     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Packed header buffer (%d) is %#x/%#x "
70            "(%zu bits).\n", type, param_buffer, data_buffer, bit_len);
71     return 0;
72 }
73
74 static int vaapi_encode_make_param_buffer(AVCodecContext *avctx,
75                                           VAAPIEncodePicture *pic,
76                                           int type, char *data, size_t len)
77 {
78     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
79     VAStatus vas;
80     VABufferID buffer;
81
82     av_assert0(pic->nb_param_buffers + 1 <= MAX_PARAM_BUFFERS);
83
84     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
85                          type, len, 1, data, &buffer);
86     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
87         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create parameter buffer "
88                "(type %d): %d (%s).\n", type, vas, vaErrorStr(vas));
89         return AVERROR(EIO);
90     }
91     pic->param_buffers[pic->nb_param_buffers++] = buffer;
92
93     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Param buffer (%d) is %#x.\n",
94            type, buffer);
95     return 0;
96 }
97
98 static int vaapi_encode_wait(AVCodecContext *avctx,
99                              VAAPIEncodePicture *pic)
100 {
101     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
102     VAStatus vas;
103
104     av_assert0(pic->encode_issued);
105
106     if (pic->encode_complete) {
107         // Already waited for this picture.
108         return 0;
109     }
110
111     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Sync to pic %"PRId64"/%"PRId64" "
112            "(input surface %#x).\n", pic->display_order,
113            pic->encode_order, pic->input_surface);
114
115     vas = vaSyncSurface(ctx->hwctx->display, pic->input_surface);
116     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
117         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to sync to picture completion: "
118                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
119         return AVERROR(EIO);
120     }
121
122     // Input is definitely finished with now.
123     av_frame_free(&pic->input_image);
124
125     pic->encode_complete = 1;
126     return 0;
127 }
128
129 static int vaapi_encode_issue(AVCodecContext *avctx,
130                               VAAPIEncodePicture *pic)
131 {
132     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
133     VAAPIEncodeSlice *slice;
134     VAStatus vas;
135     int err, i;
136     char data[MAX_PARAM_BUFFER_SIZE];
137     size_t bit_len;
138
139     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Issuing encode for pic %"PRId64"/%"PRId64" "
140            "as type %s.\n", pic->display_order, pic->encode_order,
141            picture_type_name[pic->type]);
142     if (pic->nb_refs == 0) {
143         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "No reference pictures.\n");
144     } else {
145         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Refers to:");
146         for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
147             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " %"PRId64"/%"PRId64,
148                    pic->refs[i]->display_order, pic->refs[i]->encode_order);
149         }
150         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, ".\n");
151     }
152
153     av_assert0(pic->input_available && !pic->encode_issued);
154     for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
155         av_assert0(pic->refs[i]);
156         // If we are serialised then the references must have already
157         // completed.  If not, they must have been issued but need not
158         // have completed yet.
159         if (ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_SERIALISE_EVERYTHING)
160             av_assert0(pic->refs[i]->encode_complete);
161         else
162             av_assert0(pic->refs[i]->encode_issued);
163     }
164
165     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Input surface is %#x.\n", pic->input_surface);
166
167     pic->recon_image = av_frame_alloc();
168     if (!pic->recon_image) {
169         err = AVERROR(ENOMEM);
170         goto fail;
171     }
172
173     err = av_hwframe_get_buffer(ctx->recon_frames_ref, pic->recon_image, 0);
174     if (err < 0) {
175         err = AVERROR(ENOMEM);
176         goto fail;
177     }
178     pic->recon_surface = (VASurfaceID)(uintptr_t)pic->recon_image->data[3];
179     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Recon surface is %#x.\n", pic->recon_surface);
180
181     pic->output_buffer_ref = av_buffer_pool_get(ctx->output_buffer_pool);
182     if (!pic->output_buffer_ref) {
183         err = AVERROR(ENOMEM);
184         goto fail;
185     }
186     pic->output_buffer = (VABufferID)(uintptr_t)pic->output_buffer_ref->data;
187     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output buffer is %#x.\n",
188            pic->output_buffer);
189
190     if (ctx->codec->picture_params_size > 0) {
191         pic->codec_picture_params = av_malloc(ctx->codec->picture_params_size);
192         if (!pic->codec_picture_params)
193             goto fail;
194         memcpy(pic->codec_picture_params, ctx->codec_picture_params,
195                ctx->codec->picture_params_size);
196     } else {
197         av_assert0(!ctx->codec_picture_params);
198     }
199
200     pic->nb_param_buffers = 0;
201
202     if (pic->encode_order == 0) {
203         // Global parameter buffers are set on the first picture only.
204
205         for (i = 0; i < ctx->nb_global_params; i++) {
206             err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
207                                                  VAEncMiscParameterBufferType,
208                                                  (char*)ctx->global_params[i],
209                                                  ctx->global_params_size[i]);
210             if (err < 0)
211                 goto fail;
212         }
213     }
214
215     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR && ctx->codec->init_sequence_params) {
216         err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
217                                              VAEncSequenceParameterBufferType,
218                                              ctx->codec_sequence_params,
219                                              ctx->codec->sequence_params_size);
220         if (err < 0)
221             goto fail;
222     }
223
224     if (ctx->codec->init_picture_params) {
225         err = ctx->codec->init_picture_params(avctx, pic);
226         if (err < 0) {
227             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise picture "
228                    "parameters: %d.\n", err);
229             goto fail;
230         }
231         err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
232                                              VAEncPictureParameterBufferType,
233                                              pic->codec_picture_params,
234                                              ctx->codec->picture_params_size);
235         if (err < 0)
236             goto fail;
237     }
238
239     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR) {
240         if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_SEQUENCE &&
241             ctx->codec->write_sequence_header) {
242             bit_len = 8 * sizeof(data);
243             err = ctx->codec->write_sequence_header(avctx, data, &bit_len);
244             if (err < 0) {
245                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write per-sequence "
246                        "header: %d.\n", err);
247                 goto fail;
248             }
249             err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic,
250                                                   ctx->codec->sequence_header_type,
251                                                   data, bit_len);
252             if (err < 0)
253                 goto fail;
254         }
255     }
256
257     if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_PICTURE &&
258         ctx->codec->write_picture_header) {
259         bit_len = 8 * sizeof(data);
260         err = ctx->codec->write_picture_header(avctx, pic, data, &bit_len);
261         if (err < 0) {
262             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write per-picture "
263                    "header: %d.\n", err);
264             goto fail;
265         }
266         err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic,
267                                               ctx->codec->picture_header_type,
268                                               data, bit_len);
269         if (err < 0)
270             goto fail;
271     }
272
273     if (ctx->codec->write_extra_buffer) {
274         for (i = 0;; i++) {
275             size_t len = sizeof(data);
276             int type;
277             err = ctx->codec->write_extra_buffer(avctx, pic, i, &type,
278                                                  data, &len);
279             if (err == AVERROR_EOF)
280                 break;
281             if (err < 0) {
282                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write extra "
283                        "buffer %d: %d.\n", i, err);
284                 goto fail;
285             }
286
287             err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic, type,
288                                                  data, len);
289             if (err < 0)
290                 goto fail;
291         }
292     }
293
294     if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_MISC &&
295         ctx->codec->write_extra_header) {
296         for (i = 0;; i++) {
297             int type;
298             bit_len = 8 * sizeof(data);
299             err = ctx->codec->write_extra_header(avctx, pic, i, &type,
300                                                  data, &bit_len);
301             if (err == AVERROR_EOF)
302                 break;
303             if (err < 0) {
304                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write extra "
305                        "header %d: %d.\n", i, err);
306                 goto fail;
307             }
308
309             err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic, type,
310                                                   data, bit_len);
311             if (err < 0)
312                 goto fail;
313         }
314     }
315
316     av_assert0(pic->nb_slices <= MAX_PICTURE_SLICES);
317     for (i = 0; i < pic->nb_slices; i++) {
318         slice = av_mallocz(sizeof(*slice));
319         if (!slice) {
320             err = AVERROR(ENOMEM);
321             goto fail;
322         }
323         slice->index = i;
324         pic->slices[i] = slice;
325
326         if (ctx->codec->slice_params_size > 0) {
327             slice->codec_slice_params = av_mallocz(ctx->codec->slice_params_size);
328             if (!slice->codec_slice_params) {
329                 err = AVERROR(ENOMEM);
330                 goto fail;
331             }
332         }
333
334         if (ctx->codec->init_slice_params) {
335             err = ctx->codec->init_slice_params(avctx, pic, slice);
336             if (err < 0) {
337                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initalise slice "
338                        "parameters: %d.\n", err);
339                 goto fail;
340             }
341         }
342
343         if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_SLICE &&
344             ctx->codec->write_slice_header) {
345             bit_len = 8 * sizeof(data);
346             err = ctx->codec->write_slice_header(avctx, pic, slice,
347                                                  data, &bit_len);
348             if (err < 0) {
349                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write per-slice "
350                        "header: %d.\n", err);
351                 goto fail;
352             }
353             err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic,
354                                                   ctx->codec->slice_header_type,
355                                                   data, bit_len);
356             if (err < 0)
357                 goto fail;
358         }
359
360         if (ctx->codec->init_slice_params) {
361             err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
362                                                  VAEncSliceParameterBufferType,
363                                                  slice->codec_slice_params,
364                                                  ctx->codec->slice_params_size);
365             if (err < 0)
366                 goto fail;
367         }
368     }
369
370     vas = vaBeginPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
371                          pic->input_surface);
372     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
373         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to begin picture encode issue: "
374                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
375         err = AVERROR(EIO);
376         goto fail_with_picture;
377     }
378
379     vas = vaRenderPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
380                           pic->param_buffers, pic->nb_param_buffers);
381     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
382         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to upload encode parameters: "
383                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
384         err = AVERROR(EIO);
385         goto fail_with_picture;
386     }
387
388     vas = vaEndPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
389     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
390         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to end picture encode issue: "
391                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
392         err = AVERROR(EIO);
393         // vaRenderPicture() has been called here, so we should not destroy
394         // the parameter buffers unless separate destruction is required.
395         if (ctx->hwctx->driver_quirks &
396             AV_VAAPI_DRIVER_QUIRK_RENDER_PARAM_BUFFERS)
397             goto fail;
398         else
399             goto fail_at_end;
400     }
401
402     if (ctx->hwctx->driver_quirks &
403         AV_VAAPI_DRIVER_QUIRK_RENDER_PARAM_BUFFERS) {
404         for (i = 0; i < pic->nb_param_buffers; i++) {
405             vas = vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display,
406                                   pic->param_buffers[i]);
407             if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
408                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to destroy "
409                        "param buffer %#x: %d (%s).\n",
410                        pic->param_buffers[i], vas, vaErrorStr(vas));
411                 // And ignore.
412             }
413         }
414     }
415
416     pic->encode_issued = 1;
417
418     if (ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_SERIALISE_EVERYTHING)
419         return vaapi_encode_wait(avctx, pic);
420     else
421         return 0;
422
423 fail_with_picture:
424     vaEndPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
425 fail:
426     for(i = 0; i < pic->nb_param_buffers; i++)
427         vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, pic->param_buffers[i]);
428 fail_at_end:
429     av_freep(&pic->codec_picture_params);
430     av_frame_free(&pic->recon_image);
431     return err;
432 }
433
434 static int vaapi_encode_output(AVCodecContext *avctx,
435                                VAAPIEncodePicture *pic, AVPacket *pkt)
436 {
437     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
438     VACodedBufferSegment *buf_list, *buf;
439     VAStatus vas;
440     int err;
441
442     err = vaapi_encode_wait(avctx, pic);
443     if (err < 0)
444         return err;
445
446     buf_list = NULL;
447     vas = vaMapBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer,
448                       (void**)&buf_list);
449     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
450         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to map output buffers: "
451                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
452         err = AVERROR(EIO);
453         goto fail;
454     }
455
456     for (buf = buf_list; buf; buf = buf->next) {
457         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output buffer: %u bytes "
458                "(status %08x).\n", buf->size, buf->status);
459
460         err = av_new_packet(pkt, buf->size);
461         if (err < 0)
462             goto fail_mapped;
463
464         memcpy(pkt->data, buf->buf, buf->size);
465     }
466
467     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR)
468         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
469
470     pkt->pts = pic->pts;
471
472     vas = vaUnmapBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer);
473     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
474         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to unmap output buffers: "
475                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
476         err = AVERROR(EIO);
477         goto fail;
478     }
479
480     av_buffer_unref(&pic->output_buffer_ref);
481     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
482
483     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output read for pic %"PRId64"/%"PRId64".\n",
484            pic->display_order, pic->encode_order);
485     return 0;
486
487 fail_mapped:
488     vaUnmapBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer);
489 fail:
490     av_buffer_unref(&pic->output_buffer_ref);
491     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
492     return err;
493 }
494
495 static int vaapi_encode_discard(AVCodecContext *avctx,
496                                 VAAPIEncodePicture *pic)
497 {
498     vaapi_encode_wait(avctx, pic);
499
500     if (pic->output_buffer_ref) {
501         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Discard output for pic "
502                "%"PRId64"/%"PRId64".\n",
503                pic->display_order, pic->encode_order);
504
505         av_buffer_unref(&pic->output_buffer_ref);
506         pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
507     }
508
509     return 0;
510 }
511
512 static VAAPIEncodePicture *vaapi_encode_alloc(void)
513 {
514     VAAPIEncodePicture *pic;
515
516     pic = av_mallocz(sizeof(*pic));
517     if (!pic)
518         return NULL;
519
520     pic->input_surface = VA_INVALID_ID;
521     pic->recon_surface = VA_INVALID_ID;
522     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
523
524     return pic;
525 }
526
527 static int vaapi_encode_free(AVCodecContext *avctx,
528                              VAAPIEncodePicture *pic)
529 {
530     int i;
531
532     if (pic->encode_issued)
533         vaapi_encode_discard(avctx, pic);
534
535     for (i = 0; i < pic->nb_slices; i++) {
536         av_freep(&pic->slices[i]->priv_data);
537         av_freep(&pic->slices[i]->codec_slice_params);
538         av_freep(&pic->slices[i]);
539     }
540     av_freep(&pic->codec_picture_params);
541
542     av_frame_free(&pic->input_image);
543     av_frame_free(&pic->recon_image);
544
545     // Output buffer should already be destroyed.
546     av_assert0(pic->output_buffer == VA_INVALID_ID);
547
548     av_freep(&pic->priv_data);
549     av_freep(&pic->codec_picture_params);
550
551     av_free(pic);
552
553     return 0;
554 }
555
556 static int vaapi_encode_step(AVCodecContext *avctx,
557                              VAAPIEncodePicture *target)
558 {
559     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
560     VAAPIEncodePicture *pic;
561     int i, err;
562
563     if (ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_SERIALISE_EVERYTHING ||
564         ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_MINIMISE_LATENCY) {
565         // These two modes are equivalent, except that we wait for
566         // immediate completion on each operation if serialised.
567
568         if (!target) {
569             // No target, nothing to do yet.
570             return 0;
571         }
572
573         if (target->encode_complete) {
574             // Already done.
575             return 0;
576         }
577
578         pic = target;
579         for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
580             if (!pic->refs[i]->encode_complete) {
581                 err = vaapi_encode_step(avctx, pic->refs[i]);
582                 if (err < 0)
583                     return err;
584             }
585         }
586
587         err = vaapi_encode_issue(avctx, pic);
588         if (err < 0)
589             return err;
590
591     } else if (ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_MAXIMISE_THROUGHPUT) {
592         int activity;
593
594         // Run through the list of all available pictures repeatedly
595         // and issue the first one found which has all dependencies
596         // available (including previously-issued but not necessarily
597         // completed pictures).
598         do {
599             activity = 0;
600             for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
601                 if (!pic->input_available || pic->encode_issued)
602                     continue;
603                 for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
604                     if (!pic->refs[i]->encode_issued)
605                         break;
606                 }
607                 if (i < pic->nb_refs)
608                     continue;
609                 err = vaapi_encode_issue(avctx, pic);
610                 if (err < 0)
611                     return err;
612                 activity = 1;
613                 // Start again from the beginning of the list,
614                 // because issuing this picture may have satisfied
615                 // forward dependencies of earlier ones.
616                 break;
617             }
618         } while(activity);
619
620         // If we had a defined target for this step then it will
621         // always have been issued by now.
622         if (target) {
623             av_assert0(target->encode_issued && "broken dependencies?");
624         }
625
626     } else {
627         av_assert0(0);
628     }
629
630     return 0;
631 }
632
633 static int vaapi_encode_get_next(AVCodecContext *avctx,
634                                  VAAPIEncodePicture **pic_out)
635 {
636     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
637     VAAPIEncodePicture *start, *end, *pic;
638     int i;
639
640     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
641         if (pic->next)
642             av_assert0(pic->display_order + 1 == pic->next->display_order);
643         if (pic->display_order == ctx->input_order) {
644             *pic_out = pic;
645             return 0;
646         }
647     }
648
649     pic = vaapi_encode_alloc();
650     if (!pic)
651         return AVERROR(ENOMEM);
652
653     if (ctx->input_order == 0 || ctx->force_idr ||
654         ctx->gop_counter >= avctx->gop_size) {
655         pic->type = PICTURE_TYPE_IDR;
656         ctx->force_idr = 0;
657         ctx->gop_counter = 1;
658         ctx->p_counter = 0;
659     } else if (ctx->p_counter >= ctx->p_per_i) {
660         pic->type = PICTURE_TYPE_I;
661         ++ctx->gop_counter;
662         ctx->p_counter = 0;
663     } else {
664         pic->type = PICTURE_TYPE_P;
665         pic->refs[0] = ctx->pic_end;
666         pic->nb_refs = 1;
667         ++ctx->gop_counter;
668         ++ctx->p_counter;
669     }
670     start = end = pic;
671
672     if (pic->type != PICTURE_TYPE_IDR) {
673         // If that was not an IDR frame, add B-frames display-before and
674         // encode-after it, but not exceeding the GOP size.
675
676         for (i = 0; i < ctx->b_per_p &&
677              ctx->gop_counter < avctx->gop_size; i++) {
678             pic = vaapi_encode_alloc();
679             if (!pic)
680                 goto fail;
681
682             pic->type = PICTURE_TYPE_B;
683             pic->refs[0] = ctx->pic_end;
684             pic->refs[1] = end;
685             pic->nb_refs = 2;
686
687             pic->next = start;
688             pic->display_order = ctx->input_order + ctx->b_per_p - i - 1;
689             pic->encode_order  = pic->display_order + 1;
690             start = pic;
691
692             ++ctx->gop_counter;
693         }
694     }
695
696     if (ctx->input_order == 0) {
697         pic->display_order = 0;
698         pic->encode_order  = 0;
699
700         ctx->pic_start = ctx->pic_end = pic;
701
702     } else {
703         for (i = 0, pic = start; pic; i++, pic = pic->next) {
704             pic->display_order = ctx->input_order + i;
705             if (end->type == PICTURE_TYPE_IDR)
706                 pic->encode_order = ctx->input_order + i;
707             else if (pic == end)
708                 pic->encode_order = ctx->input_order;
709             else
710                 pic->encode_order = ctx->input_order + i + 1;
711         }
712
713         av_assert0(ctx->pic_end);
714         ctx->pic_end->next = start;
715         ctx->pic_end = end;
716     }
717     *pic_out = start;
718
719     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pictures:");
720     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
721         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s (%"PRId64"/%"PRId64")",
722                picture_type_name[pic->type],
723                pic->display_order, pic->encode_order);
724     }
725     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "\n");
726
727     return 0;
728
729 fail:
730     while (start) {
731         pic = start->next;
732         vaapi_encode_free(avctx, start);
733         start = pic;
734     }
735     return AVERROR(ENOMEM);
736 }
737
738 static int vaapi_encode_truncate_gop(AVCodecContext *avctx)
739 {
740     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
741     VAAPIEncodePicture *pic, *last_pic, *next;
742
743     // Find the last picture we actually have input for.
744     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
745         if (!pic->input_available)
746             break;
747         last_pic = pic;
748     }
749
750     if (pic) {
751         av_assert0(last_pic);
752
753         if (last_pic->type == PICTURE_TYPE_B) {
754             // Some fixing up is required.  Change the type of this
755             // picture to P, then modify preceding B references which
756             // point beyond it to point at it instead.
757
758             last_pic->type = PICTURE_TYPE_P;
759             last_pic->encode_order = last_pic->refs[1]->encode_order;
760
761             for (pic = ctx->pic_start; pic != last_pic; pic = pic->next) {
762                 if (pic->type == PICTURE_TYPE_B &&
763                     pic->refs[1] == last_pic->refs[1])
764                     pic->refs[1] = last_pic;
765             }
766
767             last_pic->nb_refs = 1;
768             last_pic->refs[1] = NULL;
769         } else {
770             // We can use the current structure (no references point
771             // beyond the end), but there are unused pics to discard.
772         }
773
774         // Discard all following pics, they will never be used.
775         for (pic = last_pic->next; pic; pic = next) {
776             next = pic->next;
777             vaapi_encode_free(avctx, pic);
778         }
779
780         last_pic->next = NULL;
781         ctx->pic_end = last_pic;
782
783     } else {
784         // Input is available for all pictures, so we don't need to
785         // mangle anything.
786     }
787
788     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pictures ending truncated GOP:");
789     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
790         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s (%"PRId64"/%"PRId64")",
791                picture_type_name[pic->type],
792                pic->display_order, pic->encode_order);
793     }
794     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "\n");
795
796     return 0;
797 }
798
799 static int vaapi_encode_clear_old(AVCodecContext *avctx)
800 {
801     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
802     VAAPIEncodePicture *pic, *old;
803     int i;
804
805     while (ctx->pic_start != ctx->pic_end) {
806         old = ctx->pic_start;
807         if (old->encode_order > ctx->output_order)
808             break;
809
810         for (pic = old->next; pic; pic = pic->next) {
811             if (pic->encode_complete)
812                 continue;
813             for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
814                 if (pic->refs[i] == old) {
815                     // We still need this picture because it's referred to
816                     // directly by a later one, so it and all following
817                     // pictures have to stay.
818                     return 0;
819                 }
820             }
821         }
822
823         pic = ctx->pic_start;
824         ctx->pic_start = pic->next;
825         vaapi_encode_free(avctx, pic);
826     }
827
828     return 0;
829 }
830
831 int ff_vaapi_encode2(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
832                      const AVFrame *input_image, int *got_packet)
833 {
834     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
835     VAAPIEncodePicture *pic;
836     int err;
837
838     if (input_image) {
839         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Encode frame: %ux%u (%"PRId64").\n",
840                input_image->width, input_image->height, input_image->pts);
841
842         if (input_image->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
843             err = vaapi_encode_truncate_gop(avctx);
844             if (err < 0)
845                 goto fail;
846             ctx->force_idr = 1;
847         }
848
849         err = vaapi_encode_get_next(avctx, &pic);
850         if (err) {
851             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input setup failed: %d.\n", err);
852             return err;
853         }
854
855         pic->input_image = av_frame_alloc();
856         if (!pic->input_image) {
857             err = AVERROR(ENOMEM);
858             goto fail;
859         }
860         err = av_frame_ref(pic->input_image, input_image);
861         if (err < 0)
862             goto fail;
863         pic->input_surface = (VASurfaceID)(uintptr_t)input_image->data[3];
864         pic->pts = input_image->pts;
865
866         if (ctx->input_order == 0)
867             ctx->first_pts = pic->pts;
868         if (ctx->input_order == ctx->decode_delay)
869             ctx->dts_pts_diff = pic->pts - ctx->first_pts;
870         if (ctx->output_delay > 0)
871             ctx->ts_ring[ctx->input_order % (3 * ctx->output_delay)] = pic->pts;
872
873         pic->input_available = 1;
874
875     } else {
876         if (!ctx->end_of_stream) {
877             err = vaapi_encode_truncate_gop(avctx);
878             if (err < 0)
879                 goto fail;
880             ctx->end_of_stream = 1;
881         }
882     }
883
884     ++ctx->input_order;
885     ++ctx->output_order;
886     av_assert0(ctx->output_order + ctx->output_delay + 1 == ctx->input_order);
887
888     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next)
889         if (pic->encode_order == ctx->output_order)
890             break;
891
892     // pic can be null here if we don't have a specific target in this
893     // iteration.  We might still issue encodes if things can be overlapped,
894     // even though we don't intend to output anything.
895
896     err = vaapi_encode_step(avctx, pic);
897     if (err < 0) {
898         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Encode failed: %d.\n", err);
899         goto fail;
900     }
901
902     if (!pic) {
903         *got_packet = 0;
904     } else {
905         err = vaapi_encode_output(avctx, pic, pkt);
906         if (err < 0) {
907             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Output failed: %d.\n", err);
908             goto fail;
909         }
910
911         if (ctx->output_delay == 0) {
912             pkt->dts = pkt->pts;
913         } else if (ctx->output_order < ctx->decode_delay) {
914             if (ctx->ts_ring[ctx->output_order] < INT64_MIN + ctx->dts_pts_diff)
915                 pkt->dts = INT64_MIN;
916             else
917                 pkt->dts = ctx->ts_ring[ctx->output_order] - ctx->dts_pts_diff;
918         } else {
919             pkt->dts = ctx->ts_ring[(ctx->output_order - ctx->decode_delay) %
920                                     (3 * ctx->output_delay)];
921         }
922
923         *got_packet = 1;
924     }
925
926     err = vaapi_encode_clear_old(avctx);
927     if (err < 0) {
928         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "List clearing failed: %d.\n", err);
929         goto fail;
930     }
931
932     return 0;
933
934 fail:
935     // Unclear what to clean up on failure.  There are probably some things we
936     // could do usefully clean up here, but for now just leave them for uninit()
937     // to do instead.
938     return err;
939 }
940
941 static av_cold int vaapi_encode_config_attributes(AVCodecContext *avctx)
942 {
943     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
944     VAStatus vas;
945     int i, n, err;
946     VAProfile    *profiles    = NULL;
947     VAEntrypoint *entrypoints = NULL;
948     VAConfigAttrib attr[] = {
949         { VAConfigAttribRTFormat         },
950         { VAConfigAttribRateControl      },
951         { VAConfigAttribEncMaxRefFrames  },
952         { VAConfigAttribEncPackedHeaders },
953     };
954
955     n = vaMaxNumProfiles(ctx->hwctx->display);
956     profiles = av_malloc_array(n, sizeof(VAProfile));
957     if (!profiles) {
958         err = AVERROR(ENOMEM);
959         goto fail;
960     }
961     vas = vaQueryConfigProfiles(ctx->hwctx->display, profiles, &n);
962     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
963         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query profiles: %d (%s).\n",
964                vas, vaErrorStr(vas));
965         err = AVERROR(ENOSYS);
966         goto fail;
967     }
968     for (i = 0; i < n; i++) {
969         if (profiles[i] == ctx->va_profile)
970             break;
971     }
972     if (i >= n) {
973         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Encoding profile not found (%d).\n",
974                ctx->va_profile);
975         err = AVERROR(ENOSYS);
976         goto fail;
977     }
978
979     n = vaMaxNumEntrypoints(ctx->hwctx->display);
980     entrypoints = av_malloc_array(n, sizeof(VAEntrypoint));
981     if (!entrypoints) {
982         err = AVERROR(ENOMEM);
983         goto fail;
984     }
985     vas = vaQueryConfigEntrypoints(ctx->hwctx->display, ctx->va_profile,
986                                    entrypoints, &n);
987     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
988         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query entrypoints for "
989                "profile %u: %d (%s).\n", ctx->va_profile,
990                vas, vaErrorStr(vas));
991         err = AVERROR(ENOSYS);
992         goto fail;
993     }
994     for (i = 0; i < n; i++) {
995         if (entrypoints[i] == ctx->va_entrypoint)
996             break;
997     }
998     if (i >= n) {
999         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Encoding entrypoint not found "
1000                "(%d / %d).\n", ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint);
1001         err = AVERROR(ENOSYS);
1002         goto fail;
1003     }
1004
1005     vas = vaGetConfigAttributes(ctx->hwctx->display,
1006                                 ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint,
1007                                 attr, FF_ARRAY_ELEMS(attr));
1008     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1009         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to fetch config "
1010                "attributes: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1011         return AVERROR(EINVAL);
1012     }
1013
1014     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(attr); i++) {
1015         if (attr[i].value == VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
1016             // Unfortunately we have to treat this as "don't know" and hope
1017             // for the best, because the Intel MJPEG encoder returns this
1018             // for all the interesting attributes.
1019             continue;
1020         }
1021         switch (attr[i].type) {
1022         case VAConfigAttribRTFormat:
1023             if (!(ctx->va_rt_format & attr[i].value)) {
1024                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Surface RT format %#x "
1025                        "is not supported (mask %#x).\n",
1026                        ctx->va_rt_format, attr[i].value);
1027                 err = AVERROR(EINVAL);
1028                 goto fail;
1029             }
1030             ctx->config_attributes[ctx->nb_config_attributes++] =
1031                 (VAConfigAttrib) {
1032                 .type  = VAConfigAttribRTFormat,
1033                 .value = ctx->va_rt_format,
1034             };
1035             break;
1036         case VAConfigAttribRateControl:
1037             // Hack for backward compatibility: CBR was the only
1038             // usable RC mode for a long time, so old drivers will
1039             // only have it.  Normal default options may now choose
1040             // VBR and then fail, however, so override it here with
1041             // CBR if that is the only supported mode.
1042             if (ctx->va_rc_mode == VA_RC_VBR &&
1043                 !(attr[i].value & VA_RC_VBR) &&
1044                 (attr[i].value & VA_RC_CBR)) {
1045                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "VBR rate control is "
1046                        "not supported with this driver version; "
1047                        "using CBR instead.\n");
1048                 ctx->va_rc_mode = VA_RC_CBR;
1049             }
1050             if (!(ctx->va_rc_mode & attr[i].value)) {
1051                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Rate control mode %#x "
1052                        "is not supported (mask: %#x).\n",
1053                        ctx->va_rc_mode, attr[i].value);
1054                 err = AVERROR(EINVAL);
1055                 goto fail;
1056             }
1057             ctx->config_attributes[ctx->nb_config_attributes++] =
1058                 (VAConfigAttrib) {
1059                 .type  = VAConfigAttribRateControl,
1060                 .value = ctx->va_rc_mode,
1061             };
1062             break;
1063         case VAConfigAttribEncMaxRefFrames:
1064         {
1065             unsigned int ref_l0 = attr[i].value & 0xffff;
1066             unsigned int ref_l1 = (attr[i].value >> 16) & 0xffff;
1067
1068             if (avctx->gop_size > 1 && ref_l0 < 1) {
1069                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "P frames are not "
1070                        "supported (%#x).\n", attr[i].value);
1071                 err = AVERROR(EINVAL);
1072                 goto fail;
1073             }
1074             if (avctx->max_b_frames > 0 && ref_l1 < 1) {
1075                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "B frames are not "
1076                        "supported (%#x).\n", attr[i].value);
1077                 err = AVERROR(EINVAL);
1078                 goto fail;
1079             }
1080         }
1081         break;
1082         case VAConfigAttribEncPackedHeaders:
1083             if (ctx->va_packed_headers & ~attr[i].value) {
1084                 // This isn't fatal, but packed headers are always
1085                 // preferable because they are under our control.
1086                 // When absent, the driver is generating them and some
1087                 // features may not work (e.g. VUI or SEI in H.264).
1088                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Warning: some packed "
1089                        "headers are not supported (want %#x, got %#x).\n",
1090                        ctx->va_packed_headers, attr[i].value);
1091                 ctx->va_packed_headers &= attr[i].value;
1092             }
1093             ctx->config_attributes[ctx->nb_config_attributes++] =
1094                 (VAConfigAttrib) {
1095                 .type  = VAConfigAttribEncPackedHeaders,
1096                 .value = ctx->va_packed_headers,
1097             };
1098             break;
1099         default:
1100             av_assert0(0 && "Unexpected config attribute.");
1101         }
1102     }
1103
1104     err = 0;
1105 fail:
1106     av_freep(&profiles);
1107     av_freep(&entrypoints);
1108     return err;
1109 }
1110
1111 static av_cold int vaapi_encode_init_rate_control(AVCodecContext *avctx)
1112 {
1113     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1114     int rc_bits_per_second;
1115     int rc_target_percentage;
1116     int rc_window_size;
1117     int hrd_buffer_size;
1118     int hrd_initial_buffer_fullness;
1119     int fr_num, fr_den;
1120
1121     if (avctx->rc_buffer_size)
1122         hrd_buffer_size = avctx->rc_buffer_size;
1123     else
1124         hrd_buffer_size = avctx->bit_rate;
1125     if (avctx->rc_initial_buffer_occupancy)
1126         hrd_initial_buffer_fullness = avctx->rc_initial_buffer_occupancy;
1127     else
1128         hrd_initial_buffer_fullness = hrd_buffer_size * 3 / 4;
1129
1130     if (ctx->va_rc_mode == VA_RC_CBR) {
1131         rc_bits_per_second   = avctx->bit_rate;
1132         rc_target_percentage = 100;
1133         rc_window_size       = 1000;
1134     } else {
1135         if (avctx->rc_max_rate < avctx->bit_rate) {
1136             // Max rate is unset or invalid, just use the normal bitrate.
1137             rc_bits_per_second   = avctx->bit_rate;
1138             rc_target_percentage = 100;
1139         } else {
1140             rc_bits_per_second   = avctx->rc_max_rate;
1141             rc_target_percentage = (avctx->bit_rate * 100) / rc_bits_per_second;
1142         }
1143         rc_window_size = (hrd_buffer_size * 1000) / avctx->bit_rate;
1144     }
1145
1146     ctx->rc_params.misc.type = VAEncMiscParameterTypeRateControl;
1147     ctx->rc_params.rc = (VAEncMiscParameterRateControl) {
1148         .bits_per_second   = rc_bits_per_second,
1149         .target_percentage = rc_target_percentage,
1150         .window_size       = rc_window_size,
1151         .initial_qp        = 0,
1152         .min_qp            = (avctx->qmin > 0 ? avctx->qmin : 0),
1153         .basic_unit_size   = 0,
1154     };
1155     ctx->global_params[ctx->nb_global_params] =
1156         &ctx->rc_params.misc;
1157     ctx->global_params_size[ctx->nb_global_params++] =
1158         sizeof(ctx->rc_params);
1159
1160     ctx->hrd_params.misc.type = VAEncMiscParameterTypeHRD;
1161     ctx->hrd_params.hrd = (VAEncMiscParameterHRD) {
1162         .initial_buffer_fullness = hrd_initial_buffer_fullness,
1163         .buffer_size             = hrd_buffer_size,
1164     };
1165     ctx->global_params[ctx->nb_global_params] =
1166         &ctx->hrd_params.misc;
1167     ctx->global_params_size[ctx->nb_global_params++] =
1168         sizeof(ctx->hrd_params);
1169
1170     if (avctx->framerate.num > 0 && avctx->framerate.den > 0)
1171         av_reduce(&fr_num, &fr_den,
1172                   avctx->framerate.num, avctx->framerate.den, 65535);
1173     else
1174         av_reduce(&fr_num, &fr_den,
1175                   avctx->time_base.den, avctx->time_base.num, 65535);
1176
1177     ctx->fr_params.misc.type = VAEncMiscParameterTypeFrameRate;
1178     ctx->fr_params.fr.framerate = (unsigned int)fr_den << 16 | fr_num;
1179
1180 #if VA_CHECK_VERSION(0, 40, 0)
1181     ctx->global_params[ctx->nb_global_params] =
1182         &ctx->fr_params.misc;
1183     ctx->global_params_size[ctx->nb_global_params++] =
1184         sizeof(ctx->fr_params);
1185 #endif
1186
1187     return 0;
1188 }
1189
1190 static void vaapi_encode_free_output_buffer(void *opaque,
1191                                             uint8_t *data)
1192 {
1193     AVCodecContext   *avctx = opaque;
1194     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1195     VABufferID buffer_id;
1196
1197     buffer_id = (VABufferID)(uintptr_t)data;
1198
1199     vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, buffer_id);
1200
1201     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Freed output buffer %#x\n", buffer_id);
1202 }
1203
1204 static AVBufferRef *vaapi_encode_alloc_output_buffer(void *opaque,
1205                                                      int size)
1206 {
1207     AVCodecContext   *avctx = opaque;
1208     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1209     VABufferID buffer_id;
1210     VAStatus vas;
1211     AVBufferRef *ref;
1212
1213     // The output buffer size is fixed, so it needs to be large enough
1214     // to hold the largest possible compressed frame.  We assume here
1215     // that the uncompressed frame plus some header data is an upper
1216     // bound on that.
1217     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
1218                          VAEncCodedBufferType,
1219                          3 * ctx->surface_width * ctx->surface_height +
1220                          (1 << 16), 1, 0, &buffer_id);
1221     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1222         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create bitstream "
1223                "output buffer: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1224         return NULL;
1225     }
1226
1227     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Allocated output buffer %#x\n", buffer_id);
1228
1229     ref = av_buffer_create((uint8_t*)(uintptr_t)buffer_id,
1230                            sizeof(buffer_id),
1231                            &vaapi_encode_free_output_buffer,
1232                            avctx, AV_BUFFER_FLAG_READONLY);
1233     if (!ref) {
1234         vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, buffer_id);
1235         return NULL;
1236     }
1237
1238     return ref;
1239 }
1240
1241 static av_cold int vaapi_encode_create_recon_frames(AVCodecContext *avctx)
1242 {
1243     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1244     AVVAAPIHWConfig *hwconfig = NULL;
1245     AVHWFramesConstraints *constraints = NULL;
1246     enum AVPixelFormat recon_format;
1247     int err, i;
1248
1249     hwconfig = av_hwdevice_hwconfig_alloc(ctx->device_ref);
1250     if (!hwconfig) {
1251         err = AVERROR(ENOMEM);
1252         goto fail;
1253     }
1254     hwconfig->config_id = ctx->va_config;
1255
1256     constraints = av_hwdevice_get_hwframe_constraints(ctx->device_ref,
1257                                                       hwconfig);
1258     if (!constraints) {
1259         err = AVERROR(ENOMEM);
1260         goto fail;
1261     }
1262
1263     // Probably we can use the input surface format as the surface format
1264     // of the reconstructed frames.  If not, we just pick the first (only?)
1265     // format in the valid list and hope that it all works.
1266     recon_format = AV_PIX_FMT_NONE;
1267     if (constraints->valid_sw_formats) {
1268         for (i = 0; constraints->valid_sw_formats[i] != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
1269             if (ctx->input_frames->sw_format ==
1270                 constraints->valid_sw_formats[i]) {
1271                 recon_format = ctx->input_frames->sw_format;
1272                 break;
1273             }
1274         }
1275         if (recon_format == AV_PIX_FMT_NONE) {
1276             // No match.  Just use the first in the supported list and
1277             // hope for the best.
1278             recon_format = constraints->valid_sw_formats[0];
1279         }
1280     } else {
1281         // No idea what to use; copy input format.
1282         recon_format = ctx->input_frames->sw_format;
1283     }
1284     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Using %s as format of "
1285            "reconstructed frames.\n", av_get_pix_fmt_name(recon_format));
1286
1287     if (ctx->surface_width  < constraints->min_width  ||
1288         ctx->surface_height < constraints->min_height ||
1289         ctx->surface_width  > constraints->max_width ||
1290         ctx->surface_height > constraints->max_height) {
1291         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Hardware does not support encoding at "
1292                "size %dx%d (constraints: width %d-%d height %d-%d).\n",
1293                ctx->surface_width, ctx->surface_height,
1294                constraints->min_width,  constraints->max_width,
1295                constraints->min_height, constraints->max_height);
1296         err = AVERROR(EINVAL);
1297         goto fail;
1298     }
1299
1300     av_freep(&hwconfig);
1301     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
1302
1303     ctx->recon_frames_ref = av_hwframe_ctx_alloc(ctx->device_ref);
1304     if (!ctx->recon_frames_ref) {
1305         err = AVERROR(ENOMEM);
1306         goto fail;
1307     }
1308     ctx->recon_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->recon_frames_ref->data;
1309
1310     ctx->recon_frames->format    = AV_PIX_FMT_VAAPI;
1311     ctx->recon_frames->sw_format = recon_format;
1312     ctx->recon_frames->width     = ctx->surface_width;
1313     ctx->recon_frames->height    = ctx->surface_height;
1314     // At most three IDR/I/P frames and two runs of B frames can be in
1315     // flight at any one time.
1316     ctx->recon_frames->initial_pool_size = 3 + 2 * avctx->max_b_frames;
1317
1318     err = av_hwframe_ctx_init(ctx->recon_frames_ref);
1319     if (err < 0) {
1320         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise reconstructed "
1321                "frame context: %d.\n", err);
1322         goto fail;
1323     }
1324
1325     err = 0;
1326   fail:
1327     av_freep(&hwconfig);
1328     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
1329     return err;
1330 }
1331
1332 av_cold int ff_vaapi_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1333 {
1334     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1335     AVVAAPIFramesContext *recon_hwctx = NULL;
1336     VAStatus vas;
1337     int err;
1338
1339     if (!avctx->hw_frames_ctx) {
1340         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "A hardware frames reference is "
1341                "required to associate the encoding device.\n");
1342         return AVERROR(EINVAL);
1343     }
1344
1345     ctx->codec_options = ctx->codec_options_data;
1346
1347     ctx->va_config  = VA_INVALID_ID;
1348     ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
1349
1350     ctx->priv_data = av_mallocz(ctx->codec->priv_data_size);
1351     if (!ctx->priv_data) {
1352         err = AVERROR(ENOMEM);
1353         goto fail;
1354     }
1355
1356     ctx->input_frames_ref = av_buffer_ref(avctx->hw_frames_ctx);
1357     if (!ctx->input_frames_ref) {
1358         err = AVERROR(ENOMEM);
1359         goto fail;
1360     }
1361     ctx->input_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->input_frames_ref->data;
1362
1363     ctx->device_ref = av_buffer_ref(ctx->input_frames->device_ref);
1364     if (!ctx->device_ref) {
1365         err = AVERROR(ENOMEM);
1366         goto fail;
1367     }
1368     ctx->device = (AVHWDeviceContext*)ctx->device_ref->data;
1369     ctx->hwctx = ctx->device->hwctx;
1370
1371     err = vaapi_encode_config_attributes(avctx);
1372     if (err < 0)
1373         goto fail;
1374
1375     vas = vaCreateConfig(ctx->hwctx->display,
1376                          ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint,
1377                          ctx->config_attributes, ctx->nb_config_attributes,
1378                          &ctx->va_config);
1379     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1380         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create encode pipeline "
1381                "configuration: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1382         err = AVERROR(EIO);
1383         goto fail;
1384     }
1385
1386     err = vaapi_encode_create_recon_frames(avctx);
1387     if (err < 0)
1388         goto fail;
1389
1390     recon_hwctx = ctx->recon_frames->hwctx;
1391     vas = vaCreateContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_config,
1392                           ctx->surface_width, ctx->surface_height,
1393                           VA_PROGRESSIVE,
1394                           recon_hwctx->surface_ids,
1395                           recon_hwctx->nb_surfaces,
1396                           &ctx->va_context);
1397     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1398         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create encode pipeline "
1399                "context: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1400         err = AVERROR(EIO);
1401         goto fail;
1402     }
1403
1404     ctx->output_buffer_pool =
1405         av_buffer_pool_init2(sizeof(VABufferID), avctx,
1406                              &vaapi_encode_alloc_output_buffer, NULL);
1407     if (!ctx->output_buffer_pool) {
1408         err = AVERROR(ENOMEM);
1409         goto fail;
1410     }
1411
1412     if (ctx->va_rc_mode & ~VA_RC_CQP) {
1413         err = vaapi_encode_init_rate_control(avctx);
1414         if (err < 0)
1415             goto fail;
1416     }
1417
1418     if (ctx->codec->configure) {
1419         err = ctx->codec->configure(avctx);
1420         if (err < 0)
1421             goto fail;
1422     }
1423
1424     ctx->input_order  = 0;
1425     ctx->output_delay = avctx->max_b_frames;
1426     ctx->decode_delay = 1;
1427     ctx->output_order = - ctx->output_delay - 1;
1428
1429     // Currently we never generate I frames, only IDR.
1430     ctx->p_per_i = ((avctx->gop_size + avctx->max_b_frames) /
1431                     (avctx->max_b_frames + 1));
1432     ctx->b_per_p = avctx->max_b_frames;
1433
1434     if (ctx->codec->sequence_params_size > 0) {
1435         ctx->codec_sequence_params =
1436             av_mallocz(ctx->codec->sequence_params_size);
1437         if (!ctx->codec_sequence_params) {
1438             err = AVERROR(ENOMEM);
1439             goto fail;
1440         }
1441     }
1442     if (ctx->codec->picture_params_size > 0) {
1443         ctx->codec_picture_params =
1444             av_mallocz(ctx->codec->picture_params_size);
1445         if (!ctx->codec_picture_params) {
1446             err = AVERROR(ENOMEM);
1447             goto fail;
1448         }
1449     }
1450
1451     if (ctx->codec->init_sequence_params) {
1452         err = ctx->codec->init_sequence_params(avctx);
1453         if (err < 0) {
1454             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codec sequence initialisation "
1455                    "failed: %d.\n", err);
1456             goto fail;
1457         }
1458     }
1459
1460     // This should be configurable somehow.  (Needs testing on a machine
1461     // where it actually overlaps properly, though.)
1462     ctx->issue_mode = ISSUE_MODE_MAXIMISE_THROUGHPUT;
1463
1464     if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_SEQUENCE &&
1465         ctx->codec->write_sequence_header) {
1466         char data[MAX_PARAM_BUFFER_SIZE];
1467         size_t bit_len = 8 * sizeof(data);
1468
1469         err = ctx->codec->write_sequence_header(avctx, data, &bit_len);
1470         if (err < 0) {
1471             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write sequence header "
1472                    "for extradata: %d.\n", err);
1473             goto fail;
1474         } else {
1475             avctx->extradata_size = (bit_len + 7) / 8;
1476             avctx->extradata = av_mallocz(avctx->extradata_size +
1477                                           AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1478             if (!avctx->extradata) {
1479                 err = AVERROR(ENOMEM);
1480                 goto fail;
1481             }
1482             memcpy(avctx->extradata, data, avctx->extradata_size);
1483         }
1484     }
1485
1486     return 0;
1487
1488 fail:
1489     ff_vaapi_encode_close(avctx);
1490     return err;
1491 }
1492
1493 av_cold int ff_vaapi_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1494 {
1495     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1496     VAAPIEncodePicture *pic, *next;
1497
1498     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = next) {
1499         next = pic->next;
1500         vaapi_encode_free(avctx, pic);
1501     }
1502
1503     if (ctx->va_context != VA_INVALID_ID) {
1504         vaDestroyContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
1505         ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
1506     }
1507
1508     if (ctx->va_config != VA_INVALID_ID) {
1509         vaDestroyConfig(ctx->hwctx->display, ctx->va_config);
1510         ctx->va_config = VA_INVALID_ID;
1511     }
1512
1513     av_buffer_pool_uninit(&ctx->output_buffer_pool);
1514
1515     av_freep(&ctx->codec_sequence_params);
1516     av_freep(&ctx->codec_picture_params);
1517
1518     av_buffer_unref(&ctx->recon_frames_ref);
1519     av_buffer_unref(&ctx->input_frames_ref);
1520     av_buffer_unref(&ctx->device_ref);
1521
1522     av_freep(&ctx->priv_data);
1523
1524     return 0;
1525 }