avfilter/vf_framerate: change blend factor precision
[ffmpeg.git] / libavcodec / nvenc.c
index 57b64d5..39c3aa1 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /*
- * H.264 hardware encoding using nvidia nvenc
- * Copyright (c) 2014 Timo Rothenpieler <timo@rothenpieler.org>
+ * H.264/HEVC hardware encoding using nvidia nvenc
+ * Copyright (c) 2016 Timo Rothenpieler <timo@rothenpieler.org>
  *
  * This file is part of FFmpeg.
  *
  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  */
 
-#if defined(_WIN32)
-#include <windows.h>
-#else
-#include <dlfcn.h>
-#endif
+#include "config.h"
 
-#include <nvEncodeAPI.h>
+#include "nvenc.h"
 
-#include "libavutil/internal.h"
+#include "libavutil/hwcontext_cuda.h"
+#include "libavutil/hwcontext.h"
 #include "libavutil/imgutils.h"
 #include "libavutil/avassert.h"
-#include "libavutil/opt.h"
 #include "libavutil/mem.h"
-#include "avcodec.h"
+#include "libavutil/pixdesc.h"
 #include "internal.h"
-#include "thread.h"
 
-#if defined(_WIN32)
-#define CUDAAPI __stdcall
-#else
-#define CUDAAPI
-#endif
+#define NVENC_CAP 0x30
+#define IS_CBR(rc) (rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR ||             \
+                    rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ || \
+                    rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ)
 
-#if defined(_WIN32)
-#define LOAD_FUNC(l, s) GetProcAddress(l, s)
-#define DL_CLOSE_FUNC(l) FreeLibrary(l)
-#else
-#define LOAD_FUNC(l, s) dlsym(l, s)
-#define DL_CLOSE_FUNC(l) dlclose(l)
+const enum AVPixelFormat ff_nvenc_pix_fmts[] = {
+    AV_PIX_FMT_YUV420P,
+    AV_PIX_FMT_NV12,
+    AV_PIX_FMT_P010,
+    AV_PIX_FMT_YUV444P,
+    AV_PIX_FMT_YUV444P16,
+    AV_PIX_FMT_0RGB32,
+    AV_PIX_FMT_0BGR32,
+    AV_PIX_FMT_CUDA,
+#if CONFIG_D3D11VA
+    AV_PIX_FMT_D3D11,
 #endif
+    AV_PIX_FMT_NONE
+};
 
-typedef enum cudaError_enum {
-    CUDA_SUCCESS = 0
-} CUresult;
-typedef int CUdevice;
-typedef void* CUcontext;
-
-typedef CUresult(CUDAAPI *PCUINIT)(unsigned int Flags);
-typedef CUresult(CUDAAPI *PCUDEVICEGETCOUNT)(int *count);
-typedef CUresult(CUDAAPI *PCUDEVICEGET)(CUdevice *device, int ordinal);
-typedef CUresult(CUDAAPI *PCUDEVICEGETNAME)(char *name, int len, CUdevice dev);
-typedef CUresult(CUDAAPI *PCUDEVICECOMPUTECAPABILITY)(int *major, int *minor, CUdevice dev);
-typedef CUresult(CUDAAPI *PCUCTXCREATE)(CUcontext *pctx, unsigned int flags, CUdevice dev);
-typedef CUresult(CUDAAPI *PCUCTXPOPCURRENT)(CUcontext *pctx);
-typedef CUresult(CUDAAPI *PCUCTXDESTROY)(CUcontext ctx);
-
-typedef NVENCSTATUS (NVENCAPI* PNVENCODEAPICREATEINSTANCE)(NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *functionList);
+#define IS_10BIT(pix_fmt)  (pix_fmt == AV_PIX_FMT_P010    || \
+                            pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P16)
+
+#define IS_YUV444(pix_fmt) (pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P || \
+                            pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P16)
+
+static const struct {
+    NVENCSTATUS nverr;
+    int         averr;
+    const char *desc;
+} nvenc_errors[] = {
+    { NV_ENC_SUCCESS,                      0,                "success"                  },
+    { NV_ENC_ERR_NO_ENCODE_DEVICE,         AVERROR(ENOENT),  "no encode device"         },
+    { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_DEVICE,       AVERROR(ENOSYS),  "unsupported device"       },
+    { NV_ENC_ERR_INVALID_ENCODERDEVICE,    AVERROR(EINVAL),  "invalid encoder device"   },
+    { NV_ENC_ERR_INVALID_DEVICE,           AVERROR(EINVAL),  "invalid device"           },
+    { NV_ENC_ERR_DEVICE_NOT_EXIST,         AVERROR(EIO),     "device does not exist"    },
+    { NV_ENC_ERR_INVALID_PTR,              AVERROR(EFAULT),  "invalid ptr"              },
+    { NV_ENC_ERR_INVALID_EVENT,            AVERROR(EINVAL),  "invalid event"            },
+    { NV_ENC_ERR_INVALID_PARAM,            AVERROR(EINVAL),  "invalid param"            },
+    { NV_ENC_ERR_INVALID_CALL,             AVERROR(EINVAL),  "invalid call"             },
+    { NV_ENC_ERR_OUT_OF_MEMORY,            AVERROR(ENOMEM),  "out of memory"            },
+    { NV_ENC_ERR_ENCODER_NOT_INITIALIZED,  AVERROR(EINVAL),  "encoder not initialized"  },
+    { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_PARAM,        AVERROR(ENOSYS),  "unsupported param"        },
+    { NV_ENC_ERR_LOCK_BUSY,                AVERROR(EAGAIN),  "lock busy"                },
+    { NV_ENC_ERR_NOT_ENOUGH_BUFFER,        AVERROR_BUFFER_TOO_SMALL, "not enough buffer"},
+    { NV_ENC_ERR_INVALID_VERSION,          AVERROR(EINVAL),  "invalid version"          },
+    { NV_ENC_ERR_MAP_FAILED,               AVERROR(EIO),     "map failed"               },
+    { NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT,          AVERROR(EAGAIN),  "need more input"          },
+    { NV_ENC_ERR_ENCODER_BUSY,             AVERROR(EAGAIN),  "encoder busy"             },
+    { NV_ENC_ERR_EVENT_NOT_REGISTERD,      AVERROR(EBADF),   "event not registered"     },
+    { NV_ENC_ERR_GENERIC,                  AVERROR_UNKNOWN,  "generic error"            },
+    { NV_ENC_ERR_INCOMPATIBLE_CLIENT_KEY,  AVERROR(EINVAL),  "incompatible client key"  },
+    { NV_ENC_ERR_UNIMPLEMENTED,            AVERROR(ENOSYS),  "unimplemented"            },
+    { NV_ENC_ERR_RESOURCE_REGISTER_FAILED, AVERROR(EIO),     "resource register failed" },
+    { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_REGISTERED,  AVERROR(EBADF),   "resource not registered"  },
+    { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_MAPPED,      AVERROR(EBADF),   "resource not mapped"      },
+};
 
-typedef struct NvencInputSurface
+static int nvenc_map_error(NVENCSTATUS err, const char **desc)
 {
-    NV_ENC_INPUT_PTR input_surface;
-    int width;
-    int height;
+    int i;
+    for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(nvenc_errors); i++) {
+        if (nvenc_errors[i].nverr == err) {
+            if (desc)
+                *desc = nvenc_errors[i].desc;
+            return nvenc_errors[i].averr;
+        }
+    }
+    if (desc)
+        *desc = "unknown error";
+    return AVERROR_UNKNOWN;
+}
 
-    int lockCount;
+static int nvenc_print_error(void *log_ctx, NVENCSTATUS err,
+                             const char *error_string)
+{
+    const char *desc;
+    int ret;
+    ret = nvenc_map_error(err, &desc);
+    av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s (%d)\n", error_string, desc, err);
+    return ret;
+}
 
-    NV_ENC_BUFFER_FORMAT format;
-} NvencInputSurface;
+static void nvenc_print_driver_requirement(AVCodecContext *avctx, int level)
+{
+#if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
+    const char *minver = "378.66";
+#else
+    const char *minver = "378.13";
+#endif
+    av_log(avctx, level, "The minimum required Nvidia driver for nvenc is %s or newer\n", minver);
+}
 
-typedef struct NvencOutputSurface
+static av_cold int nvenc_load_libraries(AVCodecContext *avctx)
 {
-    NV_ENC_OUTPUT_PTR output_surface;
-    int size;
+    NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
+    NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
+    NVENCSTATUS err;
+    uint32_t nvenc_max_ver;
+    int ret;
+
+    ret = cuda_load_functions(&dl_fn->cuda_dl, avctx);
+    if (ret < 0)
+        return ret;
+
+    ret = nvenc_load_functions(&dl_fn->nvenc_dl, avctx);
+    if (ret < 0) {
+        nvenc_print_driver_requirement(avctx, AV_LOG_ERROR);
+        return ret;
+    }
 
-    NvencInputSurface* input_surface;
+    err = dl_fn->nvenc_dl->NvEncodeAPIGetMaxSupportedVersion(&nvenc_max_ver);
+    if (err != NV_ENC_SUCCESS)
+        return nvenc_print_error(avctx, err, "Failed to query nvenc max version");
 
-    int busy;
-} NvencOutputSurface;
+    av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Loaded Nvenc version %d.%d\n", nvenc_max_ver >> 4, nvenc_max_ver & 0xf);
 
-typedef struct NvencData
-{
-    union {
-        int64_t timestamp;
-        NvencOutputSurface *surface;
-    } u;
-} NvencData;
+    if ((NVENCAPI_MAJOR_VERSION << 4 | NVENCAPI_MINOR_VERSION) > nvenc_max_ver) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Driver does not support the required nvenc API version. "
+               "Required: %d.%d Found: %d.%d\n",
+               NVENCAPI_MAJOR_VERSION, NVENCAPI_MINOR_VERSION,
+               nvenc_max_ver >> 4, nvenc_max_ver & 0xf);
+        nvenc_print_driver_requirement(avctx, AV_LOG_ERROR);
+        return AVERROR(ENOSYS);
+    }
 
-typedef struct NvencDataList
-{
-    NvencData* data;
+    dl_fn->nvenc_funcs.version = NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST_VER;
 
-    uint32_t pos;
-    uint32_t count;
-    uint32_t size;
-} NvencDataList;
+    err = dl_fn->nvenc_dl->NvEncodeAPICreateInstance(&dl_fn->nvenc_funcs);
+    if (err != NV_ENC_SUCCESS)
+        return nvenc_print_error(avctx, err, "Failed to create nvenc instance");
 
-typedef struct NvencDynLoadFunctions
-{
-    PCUINIT cu_init;
-    PCUDEVICEGETCOUNT cu_device_get_count;
-    PCUDEVICEGET cu_device_get;
-    PCUDEVICEGETNAME cu_device_get_name;
-    PCUDEVICECOMPUTECAPABILITY cu_device_compute_capability;
-    PCUCTXCREATE cu_ctx_create;
-    PCUCTXPOPCURRENT cu_ctx_pop_current;
-    PCUCTXDESTROY cu_ctx_destroy;
-
-    NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST nvenc_funcs;
-    int nvenc_device_count;
-    CUdevice nvenc_devices[16];
-
-#if defined(_WIN32)
-    HMODULE cuda_lib;
-    HMODULE nvenc_lib;
-#else
-    void* cuda_lib;
-    void* nvenc_lib;
-#endif
-} NvencDynLoadFunctions;
+    av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc initialized successfully\n");
 
-typedef struct NvencValuePair
-{
-    const char *str;
-    uint32_t num;
-} NvencValuePair;
+    return 0;
+}
 
-typedef struct NvencContext
+static int nvenc_push_context(AVCodecContext *avctx)
 {
-    AVClass *avclass;
-
-    NvencDynLoadFunctions nvenc_dload_funcs;
-
-    NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS init_encode_params;
-    NV_ENC_CONFIG encode_config;
-    CUcontext cu_context;
-
-    int max_surface_count;
-    NvencInputSurface *input_surfaces;
-    NvencOutputSurface *output_surfaces;
-
-    NvencDataList output_surface_queue;
-    NvencDataList output_surface_ready_queue;
-    NvencDataList timestamp_list;
-    int64_t last_dts;
-
-    void *nvencoder;
-
-    char *preset;
-    char *profile;
-    char *level;
-    char *tier;
-    int cbr;
-    int twopass;
-    int gpu;
-    int buffer_delay;
-} NvencContext;
-
-static const NvencValuePair nvenc_h264_level_pairs[] = {
-    { "auto", NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT },
-    { "1"   , NV_ENC_LEVEL_H264_1     },
-    { "1.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_1     },
-    { "1b"  , NV_ENC_LEVEL_H264_1b    },
-    { "1.0b", NV_ENC_LEVEL_H264_1b    },
-    { "1.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_11    },
-    { "1.2" , NV_ENC_LEVEL_H264_12    },
-    { "1.3" , NV_ENC_LEVEL_H264_13    },
-    { "2"   , NV_ENC_LEVEL_H264_2     },
-    { "2.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_2     },
-    { "2.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_21    },
-    { "2.2" , NV_ENC_LEVEL_H264_22    },
-    { "3"   , NV_ENC_LEVEL_H264_3     },
-    { "3.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_3     },
-    { "3.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_31    },
-    { "3.2" , NV_ENC_LEVEL_H264_32    },
-    { "4"   , NV_ENC_LEVEL_H264_4     },
-    { "4.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_4     },
-    { "4.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_41    },
-    { "4.2" , NV_ENC_LEVEL_H264_42    },
-    { "5"   , NV_ENC_LEVEL_H264_5     },
-    { "5.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_5     },
-    { "5.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_51    },
-    { NULL }
-};
+    NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
+    NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
+    CUresult cu_res;
 
-static const NvencValuePair nvenc_hevc_level_pairs[] = {
-    { "auto", NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT },
-    { "1"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_1     },
-    { "1.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_1     },
-    { "2"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_2     },
-    { "2.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_2     },
-    { "2.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_21    },
-    { "3"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_3     },
-    { "3.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_3     },
-    { "3.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_31    },
-    { "4"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_4     },
-    { "4.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_4     },
-    { "4.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_41    },
-    { "5"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_5     },
-    { "5.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_5     },
-    { "5.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_51    },
-    { "5.2" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_52    },
-    { "6"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_6     },
-    { "6.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_6     },
-    { "6.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_61    },
-    { "6.2" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_62    },
-    { NULL }
-};
+    if (ctx->d3d11_device)
+        return 0;
 
-static int input_string_to_uint32(AVCodecContext *avctx, const NvencValuePair *pair, const char *input, uint32_t *output)
-{
-    for (; pair->str; ++pair) {
-        if (!strcmp(input, pair->str)) {
-            *output = pair->num;
-            return 0;
-        }
+    cu_res = dl_fn->cuda_dl->cuCtxPushCurrent(ctx->cu_context);
+    if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "cuCtxPushCurrent failed\n");
+        return AVERROR_EXTERNAL;
     }
 
-    return AVERROR(EINVAL);
+    return 0;
 }
 
-static NvencData* data_queue_dequeue(NvencDataList* queue)
+static int nvenc_pop_context(AVCodecContext *avctx)
 {
-    uint32_t mask;
-    uint32_t read_pos;
-
-    av_assert0(queue);
-    av_assert0(queue->size);
-    av_assert0(queue->data);
+    NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
+    NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
+    CUresult cu_res;
+    CUcontext dummy;
 
-    if (!queue->count)
-        return NULL;
+    if (ctx->d3d11_device)
+        return 0;
 
-    /* Size always is a multiple of two */
-    mask = queue->size - 1;
-    read_pos = (queue->pos - queue->count) & mask;
-    queue->count--;
+    cu_res = dl_fn->cuda_dl->cuCtxPopCurrent(&dummy);
+    if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "cuCtxPopCurrent failed\n");
+        return AVERROR_EXTERNAL;
+    }
 
-    return &queue->data[read_pos];
+    return 0;
 }
 
-static int data_queue_enqueue(NvencDataList* queue, NvencData *data)
+static av_cold int nvenc_open_session(AVCodecContext *avctx)
 {
-    NvencDataList new_queue;
-    NvencData* tmp_data;
-    uint32_t mask;
+    NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS params = { 0 };
+    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
+    NVENCSTATUS ret;
+
+    params.version    = NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS_VER;
+    params.apiVersion = NVENCAPI_VERSION;
+    if (ctx->d3d11_device) {
+        params.device     = ctx->d3d11_device;
+        params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_DIRECTX;
+    } else {
+        params.device     = ctx->cu_context;
+        params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_CUDA;
+    }
 
-    if (!queue->size) {
-        /* size always has to be a multiple of two */
-        queue->size = 4;
-        queue->pos = 0;
-        queue->count = 0;
+    ret = p_nvenc->nvEncOpenEncodeSessionEx(&params, &ctx->nvencoder);
+    if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
+        ctx->nvencoder = NULL;
+        return nvenc_print_error(avctx, ret, "OpenEncodeSessionEx failed");
+    }
 
-        queue->data = av_malloc(queue->size * sizeof(*(queue->data)));
+    return 0;
+}
 
-        if (!queue->data) {
-            queue->size = 0;
-            return AVERROR(ENOMEM);
-        }
-    }
+static int nvenc_check_codec_support(AVCodecContext *avctx)
+{
+    NvencContext *ctx                    = avctx->priv_data;
+    NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
+    int i, ret, count = 0;
+    GUID *guids = NULL;
 
-    if (queue->count == queue->size) {
-        new_queue.size = queue->size << 1;
-        new_queue.pos = 0;
-        new_queue.count = 0;
-        new_queue.data = av_malloc(new_queue.size * sizeof(*(queue->data)));
+    ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeGUIDCount(ctx->nvencoder, &count);
 
-        if (!new_queue.data)
-            return AVERROR(ENOMEM);
+    if (ret != NV_ENC_SUCCESS || !count)
+        return AVERROR(ENOSYS);
 
-        while (tmp_data = data_queue_dequeue(queue))
-            data_queue_enqueue(&new_queue, tmp_data);
+    guids = av_malloc(count * sizeof(GUID));
+    if (!guids)
+        return AVERROR(ENOMEM);
 
-        av_free(queue->data);
-        *queue = new_queue;
+    ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeGUIDs(ctx->nvencoder, guids, count, &count);
+    if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
+        ret = AVERROR(ENOSYS);
+        goto fail;
     }
 
-    mask = queue->size - 1;
+    ret = AVERROR(ENOSYS);
+    for (i = 0; i < count; i++) {
+        if (!memcmp(&guids[i], &ctx->init_encode_params.encodeGUID, sizeof(*guids))) {
+            ret = 0;
+            break;
+        }
+    }
 
-    queue->data[queue->pos] = *data;
-    queue->pos = (queue->pos + 1) & mask;
-    queue->count++;
+fail:
+    av_free(guids);
 
-    return 0;
+    return ret;
 }
 
-static int out_surf_queue_enqueue(NvencDataList* queue, NvencOutputSurface* surface)
+static int nvenc_check_cap(AVCodecContext *avctx, NV_ENC_CAPS cap)
 {
-    NvencData data;
-    data.u.surface = surface;
-
-    return data_queue_enqueue(queue, &data);
-}
+    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
+    NV_ENC_CAPS_PARAM params        = { 0 };
+    int ret, val = 0;
 
-static NvencOutputSurface* out_surf_queue_dequeue(NvencDataList* queue)
-{
-    NvencData* res = data_queue_dequeue(queue);
+    params.version     = NV_ENC_CAPS_PARAM_VER;
+    params.capsToQuery = cap;
 
-    if (!res)
-        return NULL;
+    ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeCaps(ctx->nvencoder, ctx->init_encode_params.encodeGUID, &params, &val);
 
-    return res->u.surface;
+    if (ret == NV_ENC_SUCCESS)
+        return val;
+    return 0;
 }
 
-static int timestamp_queue_enqueue(NvencDataList* queue, int64_t timestamp)
+static int nvenc_check_capabilities(AVCodecContext *avctx)
 {
-    NvencData data;
-    data.u.timestamp = timestamp;
-
-    return data_queue_enqueue(queue, &data);
-}
+    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    int ret;
 
-static int64_t timestamp_queue_dequeue(NvencDataList* queue)
-{
-    NvencData* res = data_queue_dequeue(queue);
+    ret = nvenc_check_codec_support(avctx);
+    if (ret < 0) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Codec not supported\n");
+        return ret;
+    }
 
-    if (!res)
-        return AV_NOPTS_VALUE;
+    ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_YUV444_ENCODE);
+    if (IS_YUV444(ctx->data_pix_fmt) && ret <= 0) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "YUV444P not supported\n");
+        return AVERROR(ENOSYS);
+    }
 
-    return res->u.timestamp;
-}
+    ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_LOSSLESS_ENCODE);
+    if (ctx->preset >= PRESET_LOSSLESS_DEFAULT && ret <= 0) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Lossless encoding not supported\n");
+        return AVERROR(ENOSYS);
+    }
 
-#define CHECK_LOAD_FUNC(t, f, s) \
-do { \
-    (f) = (t)LOAD_FUNC(dl_fn->cuda_lib, s); \
-    if (!(f)) { \
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading %s from CUDA library\n", s); \
-        goto error; \
-    } \
-} while (0)
+    ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_WIDTH_MAX);
+    if (ret < avctx->width) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Width %d exceeds %d\n",
+               avctx->width, ret);
+        return AVERROR(ENOSYS);
+    }
 
-static av_cold int nvenc_dyload_cuda(AVCodecContext *avctx)
-{
-    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
-    NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
+    ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_HEIGHT_MAX);
+    if (ret < avctx->height) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Height %d exceeds %d\n",
+               avctx->height, ret);
+        return AVERROR(ENOSYS);
+    }
 
-    if (dl_fn->cuda_lib)
-        return 1;
+    ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_NUM_MAX_BFRAMES);
+    if (ret < avctx->max_b_frames) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Max B-frames %d exceed %d\n",
+               avctx->max_b_frames, ret);
 
-#if defined(_WIN32)
-    dl_fn->cuda_lib = LoadLibrary(TEXT("nvcuda.dll"));
-#else
-    dl_fn->cuda_lib = dlopen("libcuda.so", RTLD_LAZY);
-#endif
+        return AVERROR(ENOSYS);
+    }
 
-    if (!dl_fn->cuda_lib) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading CUDA library\n");
-        goto error;
+    ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_FIELD_ENCODING);
+    if (ret < 1 && avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
+               "Interlaced encoding is not supported. Supported level: %d\n",
+               ret);
+        return AVERROR(ENOSYS);
     }
 
-    CHECK_LOAD_FUNC(PCUINIT, dl_fn->cu_init, "cuInit");
-    CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGETCOUNT, dl_fn->cu_device_get_count, "cuDeviceGetCount");
-    CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGET, dl_fn->cu_device_get, "cuDeviceGet");
-    CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGETNAME, dl_fn->cu_device_get_name, "cuDeviceGetName");
-    CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICECOMPUTECAPABILITY, dl_fn->cu_device_compute_capability, "cuDeviceComputeCapability");
-    CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXCREATE, dl_fn->cu_ctx_create, "cuCtxCreate_v2");
-    CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXPOPCURRENT, dl_fn->cu_ctx_pop_current, "cuCtxPopCurrent_v2");
-    CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXDESTROY, dl_fn->cu_ctx_destroy, "cuCtxDestroy_v2");
+    ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_10BIT_ENCODE);
+    if (IS_10BIT(ctx->data_pix_fmt) && ret <= 0) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "10 bit encode not supported\n");
+        return AVERROR(ENOSYS);
+    }
 
-    return 1;
+    ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_LOOKAHEAD);
+    if (ctx->rc_lookahead > 0 && ret <= 0) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "RC lookahead not supported\n");
+        return AVERROR(ENOSYS);
+    }
 
-error:
+    ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_TEMPORAL_AQ);
+    if (ctx->temporal_aq > 0 && ret <= 0) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Temporal AQ not supported\n");
+        return AVERROR(ENOSYS);
+    }
 
-    if (dl_fn->cuda_lib)
-        DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->cuda_lib);
+    ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_WEIGHTED_PREDICTION);
+    if (ctx->weighted_pred > 0 && ret <= 0) {
+        av_log (avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Weighted Prediction not supported\n");
+        return AVERROR(ENOSYS);
+    }
 
-    dl_fn->cuda_lib = NULL;
+    ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_CABAC);
+    if (ctx->coder == NV_ENC_H264_ENTROPY_CODING_MODE_CABAC && ret <= 0) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "CABAC entropy coding not supported\n");
+        return AVERROR(ENOSYS);
+    }
 
     return 0;
 }
 
-static av_cold int check_cuda_errors(AVCodecContext *avctx, CUresult err, const char *func)
-{
-    if (err != CUDA_SUCCESS) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, ">> %s - failed with error code 0x%x\n", func, err);
-        return 0;
-    }
-    return 1;
-}
-#define check_cuda_errors(f) if (!check_cuda_errors(avctx, f, #f)) goto error
-
-static av_cold int nvenc_check_cuda(AVCodecContext *avctx)
+static av_cold int nvenc_check_device(AVCodecContext *avctx, int idx)
 {
-    int device_count = 0;
-    CUdevice cu_device = 0;
-    char gpu_name[128];
-    int smminor = 0, smmajor = 0;
-    int i, smver, target_smver;
-
     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
+    NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
+    char name[128] = { 0};
+    int major, minor, ret;
+    CUresult cu_res;
+    CUdevice cu_device;
+    int loglevel = AV_LOG_VERBOSE;
 
-    switch (avctx->codec->id) {
-    case AV_CODEC_ID_H264:
-        target_smver = avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P ? 0x52 : 0x30;
-        break;
-    case AV_CODEC_ID_H265:
-        target_smver = 0x52;
-        break;
-    default:
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Unknown codec name\n");
-        goto error;
+    if (ctx->device == LIST_DEVICES)
+        loglevel = AV_LOG_INFO;
+
+    cu_res = dl_fn->cuda_dl->cuDeviceGet(&cu_device, idx);
+    if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
+               "Cannot access the CUDA device %d\n",
+               idx);
+        return -1;
     }
 
-    if (!nvenc_dyload_cuda(avctx))
-        return 0;
+    cu_res = dl_fn->cuda_dl->cuDeviceGetName(name, sizeof(name), cu_device);
+    if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "cuDeviceGetName failed on device %d\n", idx);
+        return -1;
+    }
 
-    if (dl_fn->nvenc_device_count > 0)
-        return 1;
+    cu_res = dl_fn->cuda_dl->cuDeviceComputeCapability(&major, &minor, cu_device);
+    if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "cuDeviceComputeCapability failed on device %d\n", idx);
+        return -1;
+    }
 
-    check_cuda_errors(dl_fn->cu_init(0));
+    av_log(avctx, loglevel, "[ GPU #%d - < %s > has Compute SM %d.%d ]\n", idx, name, major, minor);
+    if (((major << 4) | minor) < NVENC_CAP) {
+        av_log(avctx, loglevel, "does not support NVENC\n");
+        goto fail;
+    }
 
-    check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get_count(&device_count));
+    if (ctx->device != idx && ctx->device != ANY_DEVICE)
+        return -1;
 
-    if (!device_count) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No CUDA capable devices found\n");
-        goto error;
+    cu_res = dl_fn->cuda_dl->cuCtxCreate(&ctx->cu_context_internal, 0, cu_device);
+    if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed creating CUDA context for NVENC: 0x%x\n", (int)cu_res);
+        goto fail;
     }
 
-    av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%d CUDA capable devices found\n", device_count);
+    ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal;
 
-    dl_fn->nvenc_device_count = 0;
+    if ((ret = nvenc_pop_context(avctx)) < 0)
+        goto fail2;
 
-    for (i = 0; i < device_count; ++i) {
-        check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get(&cu_device, i));
-        check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get_name(gpu_name, sizeof(gpu_name), cu_device));
-        check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_compute_capability(&smmajor, &smminor, cu_device));
+    if ((ret = nvenc_open_session(avctx)) < 0)
+        goto fail2;
 
-        smver = (smmajor << 4) | smminor;
+    if ((ret = nvenc_check_capabilities(avctx)) < 0)
+        goto fail3;
 
-        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "[ GPU #%d - < %s > has Compute SM %d.%d, NVENC %s ]\n", i, gpu_name, smmajor, smminor, (smver >= target_smver) ? "Available" : "Not Available");
+    av_log(avctx, loglevel, "supports NVENC\n");
 
-        if (smver >= target_smver)
-            dl_fn->nvenc_devices[dl_fn->nvenc_device_count++] = cu_device;
-    }
+    dl_fn->nvenc_device_count++;
 
-    if (!dl_fn->nvenc_device_count) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No NVENC capable devices found\n");
-        goto error;
-    }
+    if (ctx->device == idx || ctx->device == ANY_DEVICE)
+        return 0;
 
-    return 1;
+fail3:
+    if ((ret = nvenc_push_context(avctx)) < 0)
+        return ret;
 
-error:
+    p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
+    ctx->nvencoder = NULL;
 
-    dl_fn->nvenc_device_count = 0;
+    if ((ret = nvenc_pop_context(avctx)) < 0)
+        return ret;
 
-    return 0;
+fail2:
+    dl_fn->cuda_dl->cuCtxDestroy(ctx->cu_context_internal);
+    ctx->cu_context_internal = NULL;
+
+fail:
+    return AVERROR(ENOSYS);
 }
 
-static av_cold int nvenc_dyload_nvenc(AVCodecContext *avctx)
+static av_cold int nvenc_setup_device(AVCodecContext *avctx)
 {
-    PNVENCODEAPICREATEINSTANCE nvEncodeAPICreateInstance = 0;
-    NVENCSTATUS nvstatus;
-
-    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 
-    if (!nvenc_check_cuda(avctx))
-        return 0;
+    switch (avctx->codec->id) {
+    case AV_CODEC_ID_H264:
+        ctx->init_encode_params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_H264_GUID;
+        break;
+    case AV_CODEC_ID_HEVC:
+        ctx->init_encode_params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_HEVC_GUID;
+        break;
+    default:
+        return AVERROR_BUG;
+    }
 
-    if (dl_fn->nvenc_lib)
-        return 1;
+    if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11 || avctx->hw_frames_ctx || avctx->hw_device_ctx) {
+        AVHWFramesContext   *frames_ctx;
+        AVHWDeviceContext   *hwdev_ctx;
+        AVCUDADeviceContext *cuda_device_hwctx = NULL;
+#if CONFIG_D3D11VA
+        AVD3D11VADeviceContext *d3d11_device_hwctx = NULL;
+#endif
+        int ret;
+
+        if (avctx->hw_frames_ctx) {
+            frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
+            if (frames_ctx->format == AV_PIX_FMT_CUDA)
+                cuda_device_hwctx = frames_ctx->device_ctx->hwctx;
+#if CONFIG_D3D11VA
+            else if (frames_ctx->format == AV_PIX_FMT_D3D11)
+                d3d11_device_hwctx = frames_ctx->device_ctx->hwctx;
+#endif
+            else
+                return AVERROR(EINVAL);
+        } else if (avctx->hw_device_ctx) {
+            hwdev_ctx = (AVHWDeviceContext*)avctx->hw_device_ctx->data;
+            if (hwdev_ctx->type == AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA)
+                cuda_device_hwctx = hwdev_ctx->hwctx;
+#if CONFIG_D3D11VA
+            else if (hwdev_ctx->type == AV_HWDEVICE_TYPE_D3D11VA)
+                d3d11_device_hwctx = hwdev_ctx->hwctx;
+#endif
+            else
+                return AVERROR(EINVAL);
+        } else {
+            return AVERROR(EINVAL);
+        }
 
-#if defined(_WIN32)
-    if (sizeof(void*) == 8) {
-        dl_fn->nvenc_lib = LoadLibrary(TEXT("nvEncodeAPI64.dll"));
-    } else {
-        dl_fn->nvenc_lib = LoadLibrary(TEXT("nvEncodeAPI.dll"));
-    }
-#else
-    dl_fn->nvenc_lib = dlopen("libnvidia-encode.so.1", RTLD_LAZY);
+        if (cuda_device_hwctx) {
+            ctx->cu_context = cuda_device_hwctx->cuda_ctx;
+        }
+#if CONFIG_D3D11VA
+        else if (d3d11_device_hwctx) {
+            ctx->d3d11_device = d3d11_device_hwctx->device;
+            ID3D11Device_AddRef(ctx->d3d11_device);
+        }
 #endif
 
-    if (!dl_fn->nvenc_lib) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading the nvenc library\n");
-        goto error;
-    }
+        ret = nvenc_open_session(avctx);
+        if (ret < 0)
+            return ret;
 
-    nvEncodeAPICreateInstance = (PNVENCODEAPICREATEINSTANCE)LOAD_FUNC(dl_fn->nvenc_lib, "NvEncodeAPICreateInstance");
+        ret = nvenc_check_capabilities(avctx);
+        if (ret < 0) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Provided device doesn't support required NVENC features\n");
+            return ret;
+        }
+    } else {
+        int i, nb_devices = 0;
 
-    if (!nvEncodeAPICreateInstance) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed to load nvenc entrypoint\n");
-        goto error;
-    }
+        if ((dl_fn->cuda_dl->cuInit(0)) != CUDA_SUCCESS) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
+                   "Cannot init CUDA\n");
+            return AVERROR_UNKNOWN;
+        }
 
-    dl_fn->nvenc_funcs.version = NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST_VER;
+        if ((dl_fn->cuda_dl->cuDeviceGetCount(&nb_devices)) != CUDA_SUCCESS) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
+                   "Cannot enumerate the CUDA devices\n");
+            return AVERROR_UNKNOWN;
+        }
 
-    nvstatus = nvEncodeAPICreateInstance(&dl_fn->nvenc_funcs);
+        if (!nb_devices) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No CUDA capable devices found\n");
+                return AVERROR_EXTERNAL;
+        }
 
-    if (nvstatus != NV_ENC_SUCCESS) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed to create nvenc instance\n");
-        goto error;
-    }
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%d CUDA capable devices found\n", nb_devices);
 
-    av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc initialized successfully\n");
+        dl_fn->nvenc_device_count = 0;
+        for (i = 0; i < nb_devices; ++i) {
+            if ((nvenc_check_device(avctx, i)) >= 0 && ctx->device != LIST_DEVICES)
+                return 0;
+        }
 
-    return 1;
+        if (ctx->device == LIST_DEVICES)
+            return AVERROR_EXIT;
 
-error:
-    if (dl_fn->nvenc_lib)
-        DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->nvenc_lib);
+        if (!dl_fn->nvenc_device_count) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No NVENC capable devices found\n");
+            return AVERROR_EXTERNAL;
+        }
 
-    dl_fn->nvenc_lib = NULL;
+        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Requested GPU %d, but only %d GPUs are available!\n", ctx->device, nb_devices);
+        return AVERROR(EINVAL);
+    }
 
     return 0;
 }
 
-static av_cold void nvenc_unload_nvenc(AVCodecContext *avctx)
-{
-    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
-    NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
+typedef struct GUIDTuple {
+    const GUID guid;
+    int flags;
+} GUIDTuple;
 
-    DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->nvenc_lib);
-    dl_fn->nvenc_lib = NULL;
+#define PRESET_ALIAS(alias, name, ...) \
+    [PRESET_ ## alias] = { NV_ENC_PRESET_ ## name ## _GUID, __VA_ARGS__ }
 
-    dl_fn->nvenc_device_count = 0;
+#define PRESET(name, ...) PRESET_ALIAS(name, name, __VA_ARGS__)
 
-    DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->cuda_lib);
-    dl_fn->cuda_lib = NULL;
+static void nvenc_map_preset(NvencContext *ctx)
+{
+    GUIDTuple presets[] = {
+        PRESET(DEFAULT),
+        PRESET(HP),
+        PRESET(HQ),
+        PRESET(BD),
+        PRESET_ALIAS(SLOW,   HQ,    NVENC_TWO_PASSES),
+        PRESET_ALIAS(MEDIUM, HQ,    NVENC_ONE_PASS),
+        PRESET_ALIAS(FAST,   HP,    NVENC_ONE_PASS),
+        PRESET(LOW_LATENCY_DEFAULT, NVENC_LOWLATENCY),
+        PRESET(LOW_LATENCY_HP,      NVENC_LOWLATENCY),
+        PRESET(LOW_LATENCY_HQ,      NVENC_LOWLATENCY),
+        PRESET(LOSSLESS_DEFAULT,    NVENC_LOSSLESS),
+        PRESET(LOSSLESS_HP,         NVENC_LOSSLESS),
+    };
+
+    GUIDTuple *t = &presets[ctx->preset];
+
+    ctx->init_encode_params.presetGUID = t->guid;
+    ctx->flags = t->flags;
+}
 
-    dl_fn->cu_init = NULL;
-    dl_fn->cu_device_get_count = NULL;
-    dl_fn->cu_device_get = NULL;
-    dl_fn->cu_device_get_name = NULL;
-    dl_fn->cu_device_compute_capability = NULL;
-    dl_fn->cu_ctx_create = NULL;
-    dl_fn->cu_ctx_pop_current = NULL;
-    dl_fn->cu_ctx_destroy = NULL;
+#undef PRESET
+#undef PRESET_ALIAS
 
-    av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc unloaded\n");
+static av_cold void set_constqp(AVCodecContext *avctx)
+{
+    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
+
+    rc->rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
+
+    if (ctx->init_qp_p >= 0) {
+        rc->constQP.qpInterP = ctx->init_qp_p;
+        if (ctx->init_qp_i >= 0 && ctx->init_qp_b >= 0) {
+            rc->constQP.qpIntra = ctx->init_qp_i;
+            rc->constQP.qpInterB = ctx->init_qp_b;
+        } else if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
+            rc->constQP.qpIntra = av_clip(
+                rc->constQP.qpInterP * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset + 0.5, 0, 51);
+            rc->constQP.qpInterB = av_clip(
+                rc->constQP.qpInterP * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset + 0.5, 0, 51);
+        } else {
+            rc->constQP.qpIntra = rc->constQP.qpInterP;
+            rc->constQP.qpInterB = rc->constQP.qpInterP;
+        }
+    } else if (ctx->cqp >= 0) {
+        rc->constQP.qpInterP = rc->constQP.qpInterB = rc->constQP.qpIntra = ctx->cqp;
+        if (avctx->b_quant_factor != 0.0)
+            rc->constQP.qpInterB = av_clip(ctx->cqp * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset + 0.5, 0, 51);
+        if (avctx->i_quant_factor != 0.0)
+            rc->constQP.qpIntra = av_clip(ctx->cqp * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset + 0.5, 0, 51);
+    }
+
+    avctx->qmin = -1;
+    avctx->qmax = -1;
 }
 
-static av_cold int nvenc_setup_device(AVCodecContext *avctx)
+static av_cold void set_vbr(AVCodecContext *avctx)
 {
     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
-    NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
+    NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
+    int qp_inter_p;
 
-    CUresult cu_res;
-    CUcontext cu_context_curr;
+    if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
+        rc->enableMinQP = 1;
+        rc->enableMaxQP = 1;
 
-    if (ctx->gpu >= dl_fn->nvenc_device_count) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Requested GPU %d, but only %d GPUs are available!\n", ctx->gpu, dl_fn->nvenc_device_count);
-        return AVERROR(EINVAL);
-    }
+        rc->minQP.qpInterB = avctx->qmin;
+        rc->minQP.qpInterP = avctx->qmin;
+        rc->minQP.qpIntra  = avctx->qmin;
 
-    ctx->cu_context = NULL;
-    cu_res = dl_fn->cu_ctx_create(&ctx->cu_context, 4, dl_fn->nvenc_devices[ctx->gpu]); // CU_CTX_SCHED_BLOCKING_SYNC=4, avoid CPU spins
+        rc->maxQP.qpInterB = avctx->qmax;
+        rc->maxQP.qpInterP = avctx->qmax;
+        rc->maxQP.qpIntra = avctx->qmax;
 
-    if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed creating CUDA context for NVENC: 0x%x\n", (int)cu_res);
-        return AVERROR_EXTERNAL;
-    }
+        qp_inter_p = (avctx->qmax + 3 * avctx->qmin) / 4; // biased towards Qmin
+    } else if (avctx->qmin >= 0) {
+        rc->enableMinQP = 1;
 
-    cu_res = dl_fn->cu_ctx_pop_current(&cu_context_curr);
+        rc->minQP.qpInterB = avctx->qmin;
+        rc->minQP.qpInterP = avctx->qmin;
+        rc->minQP.qpIntra = avctx->qmin;
 
-    if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed popping CUDA context: 0x%x\n", (int)cu_res);
-        return AVERROR_EXTERNAL;
+        qp_inter_p = avctx->qmin;
+    } else {
+        qp_inter_p = 26; // default to 26
     }
 
-    return 0;
-}
-
-static av_cold int nvenc_open_session(AVCodecContext *avctx)
-{
-    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
-    NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
-    NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
-
-    NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS encode_session_params = { 0 };
-    NVENCSTATUS nv_status;
+    rc->enableInitialRCQP = 1;
 
-    encode_session_params.version = NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS_VER;
-    encode_session_params.apiVersion = NVENCAPI_VERSION;
-    encode_session_params.device = ctx->cu_context;
-    encode_session_params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_CUDA;
+    if (ctx->init_qp_p < 0) {
+        rc->initialRCQP.qpInterP  = qp_inter_p;
+    } else {
+        rc->initialRCQP.qpInterP = ctx->init_qp_p;
+    }
 
-    nv_status = p_nvenc->nvEncOpenEncodeSessionEx(&encode_session_params, &ctx->nvencoder);
-    if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
-        ctx->nvencoder = NULL;
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "OpenEncodeSessionEx failed: 0x%x\n", (int)nv_status);
-        return AVERROR_EXTERNAL;
+    if (ctx->init_qp_i < 0) {
+        if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
+            rc->initialRCQP.qpIntra = av_clip(
+                rc->initialRCQP.qpInterP * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset + 0.5, 0, 51);
+        } else {
+            rc->initialRCQP.qpIntra = rc->initialRCQP.qpInterP;
+        }
+    } else {
+        rc->initialRCQP.qpIntra = ctx->init_qp_i;
     }
 
-    return 0;
+    if (ctx->init_qp_b < 0) {
+        if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
+            rc->initialRCQP.qpInterB = av_clip(
+                rc->initialRCQP.qpInterP * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset + 0.5, 0, 51);
+        } else {
+            rc->initialRCQP.qpInterB = rc->initialRCQP.qpInterP;
+        }
+    } else {
+        rc->initialRCQP.qpInterB = ctx->init_qp_b;
+    }
 }
 
-static av_cold void set_constqp(AVCodecContext *avctx)
+static av_cold void set_lossless(AVCodecContext *avctx)
 {
     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 
-    ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
-    ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterB = avctx->global_quality;
-    ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterP = avctx->global_quality;
-    ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpIntra = avctx->global_quality;
+    rc->rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
+    rc->constQP.qpInterB = 0;
+    rc->constQP.qpInterP = 0;
+    rc->constQP.qpIntra  = 0;
+
+    avctx->qmin = -1;
+    avctx->qmax = -1;
 }
 
-static av_cold void set_vbr(AVCodecContext *avctx)
+static void nvenc_override_rate_control(AVCodecContext *avctx)
 {
-    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    NvencContext *ctx    = avctx->priv_data;
+    NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 
-    ctx->encode_config.rcParams.enableMinQP = 1;
-    ctx->encode_config.rcParams.enableMaxQP = 1;
-
-    ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpInterB = avctx->qmin;
-    ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpInterP = avctx->qmin;
-    ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpIntra = avctx->qmin;
+    switch (ctx->rc) {
+    case NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP:
+        set_constqp(avctx);
+        return;
+    case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP:
+        if (avctx->qmin < 0) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
+                   "The variable bitrate rate-control requires "
+                   "the 'qmin' option set.\n");
+            set_vbr(avctx);
+            return;
+        }
+        /* fall through */
+    case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ:
+    case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR:
+        set_vbr(avctx);
+        break;
+    case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR:
+    case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ:
+    case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ:
+        break;
+    }
 
-    ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpInterB = avctx->qmax;
-    ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpInterP = avctx->qmax;
-    ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpIntra = avctx->qmax;
+    rc->rateControlMode = ctx->rc;
 }
 
-static av_cold void set_lossless(AVCodecContext *avctx)
+static av_cold int nvenc_recalc_surfaces(AVCodecContext *avctx)
 {
     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    // default minimum of 4 surfaces
+    // multiply by 2 for number of NVENCs on gpu (hardcode to 2)
+    // another multiply by 2 to avoid blocking next PBB group
+    int nb_surfaces = FFMAX(4, ctx->encode_config.frameIntervalP * 2 * 2);
+
+    // lookahead enabled
+    if (ctx->rc_lookahead > 0) {
+        // +1 is to account for lkd_bound calculation later
+        // +4 is to allow sufficient pipelining with lookahead
+        nb_surfaces = FFMAX(1, FFMAX(nb_surfaces, ctx->rc_lookahead + ctx->encode_config.frameIntervalP + 1 + 4));
+        if (nb_surfaces > ctx->nb_surfaces && ctx->nb_surfaces > 0)
+        {
+            av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
+                   "Defined rc_lookahead requires more surfaces, "
+                   "increasing used surfaces %d -> %d\n", ctx->nb_surfaces, nb_surfaces);
+        }
+        ctx->nb_surfaces = FFMAX(nb_surfaces, ctx->nb_surfaces);
+    } else {
+        if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1 && ctx->nb_surfaces < nb_surfaces && ctx->nb_surfaces > 0)
+        {
+            av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
+                   "Defined b-frame requires more surfaces, "
+                   "increasing used surfaces %d -> %d\n", ctx->nb_surfaces, nb_surfaces);
+            ctx->nb_surfaces = FFMAX(ctx->nb_surfaces, nb_surfaces);
+        }
+        else if (ctx->nb_surfaces <= 0)
+            ctx->nb_surfaces = nb_surfaces;
+        // otherwise use user specified value
+    }
 
-    ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
-    ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterB = 0;
-    ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterP = 0;
-    ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpIntra = 0;
+    ctx->nb_surfaces = FFMAX(1, FFMIN(MAX_REGISTERED_FRAMES, ctx->nb_surfaces));
+    ctx->async_depth = FFMIN(ctx->async_depth, ctx->nb_surfaces - 1);
+
+    return 0;
 }
 
-static av_cold void nvenc_setup_rate_control(AVCodecContext *avctx, int lossless)
+static av_cold void nvenc_setup_rate_control(AVCodecContext *avctx)
 {
     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 
-    int qp_inter_p;
+    if (avctx->global_quality > 0)
+        av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Using global_quality with nvenc is deprecated. Use qp instead.\n");
+
+    if (ctx->cqp < 0 && avctx->global_quality > 0)
+        ctx->cqp = avctx->global_quality;
 
     if (avctx->bit_rate > 0) {
         ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate;
@@ -647,234 +801,280 @@ static av_cold void nvenc_setup_rate_control(AVCodecContext *avctx, int lossless
     if (avctx->rc_max_rate > 0)
         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
 
-    if (lossless) {
-        if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264)
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.qpPrimeYZeroTransformBypassFlag = 1;
-
-        set_lossless(avctx);
+    if (ctx->rc < 0) {
+        if (ctx->flags & NVENC_ONE_PASS)
+            ctx->twopass = 0;
+        if (ctx->flags & NVENC_TWO_PASSES)
+            ctx->twopass = 1;
 
-        avctx->qmin = -1;
-        avctx->qmax = -1;
-    } else if (ctx->cbr) {
-        if (!ctx->twopass) {
-            ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR;
-        } else {
-            ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY;
+        if (ctx->twopass < 0)
+            ctx->twopass = (ctx->flags & NVENC_LOWLATENCY) != 0;
 
-            if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
-                ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
-                ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
+        if (ctx->cbr) {
+            if (ctx->twopass) {
+                ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ;
+            } else {
+                ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR;
             }
+        } else if (ctx->cqp >= 0) {
+            ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
+        } else if (ctx->twopass) {
+            ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ;
+        } else if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
+            ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP;
         }
+    }
 
-        if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.outputBufferingPeriodSEI = 1;
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.outputPictureTimingSEI = 1;
-        } else if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H265) {
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.outputBufferingPeriodSEI = 1;
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.outputPictureTimingSEI = 1;
-        }
-    } else if (avctx->global_quality > 0) {
-        set_constqp(avctx);
+    if (ctx->rc >= 0 && ctx->rc & RC_MODE_DEPRECATED) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Specified rc mode is deprecated.\n");
+        av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tll_2pass_quality -> cbr_ld_hq\n");
+        av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tll_2pass_size -> cbr_hq\n");
+        av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tvbr_2pass -> vbr_hq\n");
+        av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tvbr_minqp -> (no replacement)\n");
+
+        ctx->rc &= ~RC_MODE_DEPRECATED;
+    }
 
-        avctx->qmin = -1;
-        avctx->qmax = -1;
+    if (ctx->flags & NVENC_LOSSLESS) {
+        set_lossless(avctx);
+    } else if (ctx->rc >= 0) {
+        nvenc_override_rate_control(avctx);
     } else {
-        if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
-            set_vbr(avctx);
+        ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR;
+        set_vbr(avctx);
+    }
 
-            qp_inter_p = (avctx->qmax + 3 * avctx->qmin) / 4; // biased towards Qmin
+    if (avctx->rc_buffer_size > 0) {
+        ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
+    } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
+        ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = 2 * ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
+    }
 
-            if (ctx->twopass) {
-                ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR;
-                if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
-                    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
-                    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
-                }
-            } else {
-                ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP;
-            }
-        } else {
-            qp_inter_p = 26; // default to 26
+    if (ctx->aq) {
+        ctx->encode_config.rcParams.enableAQ   = 1;
+        ctx->encode_config.rcParams.aqStrength = ctx->aq_strength;
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "AQ enabled.\n");
+    }
 
-            if (ctx->twopass) {
-                ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR;
-            } else {
-                ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR;
-            }
-        }
+    if (ctx->temporal_aq) {
+        ctx->encode_config.rcParams.enableTemporalAQ = 1;
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Temporal AQ enabled.\n");
+    }
 
-        ctx->encode_config.rcParams.enableInitialRCQP = 1;
-        ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpInterP  = qp_inter_p;
+    if (ctx->rc_lookahead > 0) {
+        int lkd_bound = FFMIN(ctx->nb_surfaces, ctx->async_depth) -
+                        ctx->encode_config.frameIntervalP - 4;
 
-        if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
-            ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpIntra = av_clip(
-                qp_inter_p * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset, 0, 51);
-            ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpInterB = av_clip(
-                qp_inter_p * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset, 0, 51);
+        if (lkd_bound < 0) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
+                   "Lookahead not enabled. Increase buffer delay (-delay).\n");
         } else {
-            ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpIntra = qp_inter_p;
-            ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpInterB = qp_inter_p;
+            ctx->encode_config.rcParams.enableLookahead = 1;
+            ctx->encode_config.rcParams.lookaheadDepth  = av_clip(ctx->rc_lookahead, 0, lkd_bound);
+            ctx->encode_config.rcParams.disableIadapt   = ctx->no_scenecut;
+            ctx->encode_config.rcParams.disableBadapt   = !ctx->b_adapt;
+            av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
+                   "Lookahead enabled: depth %d, scenecut %s, B-adapt %s.\n",
+                   ctx->encode_config.rcParams.lookaheadDepth,
+                   ctx->encode_config.rcParams.disableIadapt ? "disabled" : "enabled",
+                   ctx->encode_config.rcParams.disableBadapt ? "disabled" : "enabled");
         }
     }
 
-    if (avctx->rc_buffer_size > 0) {
-        ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
-    } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
-        ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = 2 * ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
+    if (ctx->strict_gop) {
+        ctx->encode_config.rcParams.strictGOPTarget = 1;
+        av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Strict GOP target enabled.\n");
+    }
+
+    if (ctx->nonref_p)
+        ctx->encode_config.rcParams.enableNonRefP = 1;
+
+    if (ctx->zerolatency)
+        ctx->encode_config.rcParams.zeroReorderDelay = 1;
+
+    if (ctx->quality)
+    {
+        //convert from float to fixed point 8.8
+        int tmp_quality = (int)(ctx->quality * 256.0f);
+        ctx->encode_config.rcParams.targetQuality = (uint8_t)(tmp_quality >> 8);
+        ctx->encode_config.rcParams.targetQualityLSB = (uint8_t)(tmp_quality & 0xff);
     }
 }
 
-static av_cold int nvenc_setup_h264_config(AVCodecContext *avctx, int lossless)
+static av_cold int nvenc_setup_h264_config(AVCodecContext *avctx)
 {
-    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
-    int res;
+    NvencContext *ctx                      = avctx->priv_data;
+    NV_ENC_CONFIG *cc                      = &ctx->encode_config;
+    NV_ENC_CONFIG_H264 *h264               = &cc->encodeCodecConfig.h264Config;
+    NV_ENC_CONFIG_H264_VUI_PARAMETERS *vui = &h264->h264VUIParameters;
+
+    vui->colourMatrix = avctx->colorspace;
+    vui->colourPrimaries = avctx->color_primaries;
+    vui->transferCharacteristics = avctx->color_trc;
+    vui->videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
+        || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
+
+    vui->colourDescriptionPresentFlag =
+        (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
 
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourMatrix = avctx->colorspace;
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourPrimaries = avctx->color_primaries;
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.transferCharacteristics = avctx->color_trc;
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
-        || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
+    vui->videoSignalTypePresentFlag =
+        (vui->colourDescriptionPresentFlag
+        || vui->videoFormat != 5
+        || vui->videoFullRangeFlag != 0);
 
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourDescriptionPresentFlag =
-        (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
+    h264->sliceMode = 3;
+    h264->sliceModeData = 1;
 
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoSignalTypePresentFlag =
-        (ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourDescriptionPresentFlag
-        || ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoFormat != 5
-        || ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoFullRangeFlag != 0);
+    h264->disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
+    h264->repeatSPSPPS  = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
+    h264->outputAUD     = ctx->aud;
 
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode = 3;
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData = 1;
+    if (avctx->refs >= 0) {
+        /* 0 means "let the hardware decide" */
+        h264->maxNumRefFrames = avctx->refs;
+    }
+    if (avctx->gop_size >= 0) {
+        h264->idrPeriod = cc->gopLength;
+    }
 
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.repeatSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
+    if (IS_CBR(cc->rcParams.rateControlMode)) {
+        h264->outputBufferingPeriodSEI = 1;
+    }
 
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.outputAUD = 1;
+    h264->outputPictureTimingSEI = 1;
 
-    if (!ctx->profile && !lossless) {
-        switch (avctx->profile) {
-        case FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE:
-            ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
-            break;
-        case FF_PROFILE_H264_BASELINE:
-            ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
-            break;
-        case FF_PROFILE_H264_MAIN:
-            ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
-            break;
-        case FF_PROFILE_H264_HIGH:
-        case FF_PROFILE_UNKNOWN:
-            ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
+    if (cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ ||
+        cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ ||
+        cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ) {
+        h264->adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
+        h264->fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
+    }
+
+    if (ctx->flags & NVENC_LOSSLESS) {
+        h264->qpPrimeYZeroTransformBypassFlag = 1;
+    } else {
+        switch(ctx->profile) {
+        case NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE:
+            cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
+            avctx->profile = FF_PROFILE_H264_BASELINE;
             break;
-        default:
-            av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unsupported profile requested, falling back to high\n");
-            ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
+        case NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN:
+            cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
+            avctx->profile = FF_PROFILE_H264_MAIN;
             break;
-        }
-    } else if (!lossless) {
-        if (!strcmp(ctx->profile, "high")) {
-            ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
+        case NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH:
+            cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH;
-        } else if (!strcmp(ctx->profile, "main")) {
-            ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
-            avctx->profile = FF_PROFILE_H264_MAIN;
-        } else if (!strcmp(ctx->profile, "baseline")) {
-            ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
-            avctx->profile = FF_PROFILE_H264_BASELINE;
-        } else if (!strcmp(ctx->profile, "high444p")) {
-            ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
+            break;
+        case NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444P:
+            cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
-        } else {
-            av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Profile \"%s\" is unknown! Supported profiles: high, main, baseline\n", ctx->profile);
-            return AVERROR(EINVAL);
+            break;
         }
     }
 
     // force setting profile as high444p if input is AV_PIX_FMT_YUV444P
-    if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
-        ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
+    if (ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
+        cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
         avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
     }
 
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.chromaFormatIDC = avctx->profile == FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE ? 3 : 1;
+    h264->chromaFormatIDC = avctx->profile == FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE ? 3 : 1;
 
-    if (ctx->level) {
-        res = input_string_to_uint32(avctx, nvenc_h264_level_pairs, ctx->level, &ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.level);
+    h264->level = ctx->level;
 
-        if (res) {
-            av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Level \"%s\" is unknown! Supported levels: auto, 1, 1b, 1.1, 1.2, 1.3, 2, 2.1, 2.2, 3, 3.1, 3.2, 4, 4.1, 4.2, 5, 5.1\n", ctx->level);
-            return res;
-        }
-    } else {
-        ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.level = NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT;
-    }
+    if (ctx->coder >= 0)
+        h264->entropyCodingMode = ctx->coder;
 
     return 0;
 }
 
 static av_cold int nvenc_setup_hevc_config(AVCodecContext *avctx)
 {
-    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
-    int res;
-
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.colourMatrix = avctx->colorspace;
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.colourPrimaries = avctx->color_primaries;
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.transferCharacteristics = avctx->color_trc;
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
-        || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
-
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.colourDescriptionPresentFlag =
+    NvencContext *ctx                      = avctx->priv_data;
+    NV_ENC_CONFIG *cc                      = &ctx->encode_config;
+    NV_ENC_CONFIG_HEVC *hevc               = &cc->encodeCodecConfig.hevcConfig;
+    NV_ENC_CONFIG_HEVC_VUI_PARAMETERS *vui = &hevc->hevcVUIParameters;
+
+    vui->colourMatrix = avctx->colorspace;
+    vui->colourPrimaries = avctx->color_primaries;
+    vui->transferCharacteristics = avctx->color_trc;
+    vui->videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
+        || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
+
+    vui->colourDescriptionPresentFlag =
         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
 
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.videoSignalTypePresentFlag =
-        (ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.colourDescriptionPresentFlag
-        || ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.videoFormat != 5
-        || ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.videoFullRangeFlag != 0);
+    vui->videoSignalTypePresentFlag =
+        (vui->colourDescriptionPresentFlag
+        || vui->videoFormat != 5
+        || vui->videoFullRangeFlag != 0);
 
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode = 3;
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData = 1;
+    hevc->sliceMode = 3;
+    hevc->sliceModeData = 1;
 
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.repeatSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
+    hevc->disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
+    hevc->repeatSPSPPS  = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
+    hevc->outputAUD     = ctx->aud;
 
-    ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.outputAUD = 1;
+    if (avctx->refs >= 0) {
+        /* 0 means "let the hardware decide" */
+        hevc->maxNumRefFramesInDPB = avctx->refs;
+    }
+    if (avctx->gop_size >= 0) {
+        hevc->idrPeriod = cc->gopLength;
+    }
 
-    /* No other profile is supported in the current SDK version 5 */
-    ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_GUID;
-    avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_MAIN;
+    if (IS_CBR(cc->rcParams.rateControlMode)) {
+        hevc->outputBufferingPeriodSEI = 1;
+    }
 
-    if (ctx->level) {
-        res = input_string_to_uint32(avctx, nvenc_hevc_level_pairs, ctx->level, &ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.level);
+    hevc->outputPictureTimingSEI = 1;
 
-        if (res) {
-            av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Level \"%s\" is unknown! Supported levels: auto, 1, 2, 2.1, 3, 3.1, 4, 4.1, 5, 5.1, 5.2, 6, 6.1, 6.2\n", ctx->level);
-            return res;
-        }
-    } else {
-        ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.level = NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT;
+    switch (ctx->profile) {
+    case NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN:
+        cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_GUID;
+        avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_MAIN;
+        break;
+    case NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_10:
+        cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN10_GUID;
+        avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_MAIN_10;
+        break;
+    case NV_ENC_HEVC_PROFILE_REXT:
+        cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_FREXT_GUID;
+        avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_REXT;
+        break;
     }
 
-    if (ctx->tier) {
-        if (!strcmp(ctx->tier, "main")) {
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.tier = NV_ENC_TIER_HEVC_MAIN;
-        } else if (!strcmp(ctx->tier, "high")) {
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.tier = NV_ENC_TIER_HEVC_HIGH;
-        } else {
-            av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Tier \"%s\" is unknown! Supported tiers: main, high\n", ctx->tier);
-            return AVERROR(EINVAL);
-        }
+    // force setting profile as main10 if input is 10 bit
+    if (IS_10BIT(ctx->data_pix_fmt)) {
+        cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN10_GUID;
+        avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_MAIN_10;
+    }
+
+    // force setting profile as rext if input is yuv444
+    if (IS_YUV444(ctx->data_pix_fmt)) {
+        cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_FREXT_GUID;
+        avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_REXT;
     }
 
+    hevc->chromaFormatIDC = IS_YUV444(ctx->data_pix_fmt) ? 3 : 1;
+
+    hevc->pixelBitDepthMinus8 = IS_10BIT(ctx->data_pix_fmt) ? 2 : 0;
+
+    hevc->level = ctx->level;
+
+    hevc->tier = ctx->tier;
+
     return 0;
 }
 
-static av_cold int nvenc_setup_codec_config(AVCodecContext *avctx, int lossless)
+static av_cold int nvenc_setup_codec_config(AVCodecContext *avctx)
 {
     switch (avctx->codec->id) {
     case AV_CODEC_ID_H264:
-        return nvenc_setup_h264_config(avctx, lossless);
-    case AV_CODEC_ID_H265:
+        return nvenc_setup_h264_config(avctx);
+    case AV_CODEC_ID_HEVC:
         return nvenc_setup_hevc_config(avctx);
     /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
     }
@@ -889,179 +1089,87 @@ static av_cold int nvenc_setup_encoder(AVCodecContext *avctx)
     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 
     NV_ENC_PRESET_CONFIG preset_config = { 0 };
-    GUID encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
-    GUID codec;
     NVENCSTATUS nv_status = NV_ENC_SUCCESS;
     AVCPBProperties *cpb_props;
-    int num_mbs;
-    int isLL = 0;
-    int lossless = 0;
     int res = 0;
     int dw, dh;
 
-    ctx->last_dts = AV_NOPTS_VALUE;
-
     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
     ctx->init_encode_params.version = NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS_VER;
-    preset_config.version = NV_ENC_PRESET_CONFIG_VER;
-    preset_config.presetCfg.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 
-    if (ctx->preset) {
-        if (!strcmp(ctx->preset, "slow")) {
-            encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
-            ctx->twopass = 1;
-        } else if (!strcmp(ctx->preset, "medium")) {
-            encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
-            ctx->twopass = 0;
-        } else if (!strcmp(ctx->preset, "fast")) {
-            encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HP_GUID;
-            ctx->twopass = 0;
-        } else if (!strcmp(ctx->preset, "hq")) {
-            encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
-        } else if (!strcmp(ctx->preset, "hp")) {
-            encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HP_GUID;
-        } else if (!strcmp(ctx->preset, "bd")) {
-            encoder_preset = NV_ENC_PRESET_BD_GUID;
-        } else if (!strcmp(ctx->preset, "ll")) {
-            encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_DEFAULT_GUID;
-            isLL = 1;
-        } else if (!strcmp(ctx->preset, "llhp")) {
-            encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HP_GUID;
-            isLL = 1;
-        } else if (!strcmp(ctx->preset, "llhq")) {
-            encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HQ_GUID;
-            isLL = 1;
-        } else if (!strcmp(ctx->preset, "lossless")) {
-            encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOSSLESS_DEFAULT_GUID;
-            lossless = 1;
-        } else if (!strcmp(ctx->preset, "losslesshp")) {
-            encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOSSLESS_HP_GUID;
-            lossless = 1;
-        } else if (!strcmp(ctx->preset, "default")) {
-            encoder_preset = NV_ENC_PRESET_DEFAULT_GUID;
-        } else {
-            av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Preset \"%s\" is unknown! Supported presets: slow, medium, fast, hp, hq, bd, ll, llhp, llhq, lossless, losslesshp, default\n", ctx->preset);
-            return AVERROR(EINVAL);
-        }
-    }
+    ctx->init_encode_params.encodeHeight = avctx->height;
+    ctx->init_encode_params.encodeWidth = avctx->width;
 
-    if (ctx->twopass < 0) {
-        ctx->twopass = isLL;
-    }
+    ctx->init_encode_params.encodeConfig = &ctx->encode_config;
 
-    switch (avctx->codec->id) {
-    case AV_CODEC_ID_H264:
-        codec = NV_ENC_CODEC_H264_GUID;
-        break;
-    case AV_CODEC_ID_H265:
-        codec = NV_ENC_CODEC_HEVC_GUID;
-        break;
-    default:
-        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown codec name\n");
-        return AVERROR(EINVAL);
-    }
+    nvenc_map_preset(ctx);
 
-    nv_status = p_nvenc->nvEncGetEncodePresetConfig(ctx->nvencoder, codec, encoder_preset, &preset_config);
-    if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "GetEncodePresetConfig failed: 0x%x\n", (int)nv_status);
-        return AVERROR_EXTERNAL;
-    }
+    preset_config.version = NV_ENC_PRESET_CONFIG_VER;
+    preset_config.presetCfg.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 
-    ctx->init_encode_params.encodeGUID = codec;
-    ctx->init_encode_params.encodeHeight = avctx->height;
-    ctx->init_encode_params.encodeWidth = avctx->width;
+    nv_status = p_nvenc->nvEncGetEncodePresetConfig(ctx->nvencoder,
+                                                    ctx->init_encode_params.encodeGUID,
+                                                    ctx->init_encode_params.presetGUID,
+                                                    &preset_config);
+    if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
+        return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Cannot get the preset configuration");
 
-    if (avctx->sample_aspect_ratio.num && avctx->sample_aspect_ratio.den &&
-        (avctx->sample_aspect_ratio.num != 1 || avctx->sample_aspect_ratio.num != 1)) {
-        av_reduce(&dw, &dh,
-                  avctx->width * avctx->sample_aspect_ratio.num,
-                  avctx->height * avctx->sample_aspect_ratio.den,
-                  1024 * 1024);
-        ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
-        ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
-    } else {
-        ctx->init_encode_params.darHeight = avctx->height;
-        ctx->init_encode_params.darWidth = avctx->width;
-    }
+    memcpy(&ctx->encode_config, &preset_config.presetCfg, sizeof(ctx->encode_config));
+
+    ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 
-    // De-compensate for hardware, dubiously, trying to compensate for
-    // playback at 704 pixel width.
-    if (avctx->width == 720 &&
-        (avctx->height == 480 || avctx->height == 576)) {
-        av_reduce(&dw, &dh,
-                  ctx->init_encode_params.darWidth * 44,
-                  ctx->init_encode_params.darHeight * 45,
-                  1024 * 1024);
-        ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
-        ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
+    dw = avctx->width;
+    dh = avctx->height;
+    if (avctx->sample_aspect_ratio.num > 0 && avctx->sample_aspect_ratio.den > 0) {
+        dw*= avctx->sample_aspect_ratio.num;
+        dh*= avctx->sample_aspect_ratio.den;
     }
+    av_reduce(&dw, &dh, dw, dh, 1024 * 1024);
+    ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
+    ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
 
     ctx->init_encode_params.frameRateNum = avctx->time_base.den;
     ctx->init_encode_params.frameRateDen = avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame;
 
-    num_mbs = ((avctx->width + 15) >> 4) * ((avctx->height + 15) >> 4);
-    ctx->max_surface_count = (num_mbs >= 8160) ? 32 : 48;
-
-    if (ctx->buffer_delay >= ctx->max_surface_count)
-        ctx->buffer_delay = ctx->max_surface_count - 1;
-
     ctx->init_encode_params.enableEncodeAsync = 0;
     ctx->init_encode_params.enablePTD = 1;
 
-    ctx->init_encode_params.presetGUID = encoder_preset;
-
-    ctx->init_encode_params.encodeConfig = &ctx->encode_config;
-    memcpy(&ctx->encode_config, &preset_config.presetCfg, sizeof(ctx->encode_config));
-    ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
+    if (ctx->weighted_pred == 1)
+        ctx->init_encode_params.enableWeightedPrediction = 1;
 
-    if (avctx->refs >= 0) {
-        /* 0 means "let the hardware decide" */
+    if (ctx->bluray_compat) {
+        ctx->aud = 1;
+        avctx->refs = FFMIN(FFMAX(avctx->refs, 0), 6);
+        avctx->max_b_frames = FFMIN(avctx->max_b_frames, 3);
         switch (avctx->codec->id) {
         case AV_CODEC_ID_H264:
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.maxNumRefFrames = avctx->refs;
+            /* maximum level depends on used resolution */
             break;
-        case AV_CODEC_ID_H265:
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.maxNumRefFramesInDPB = avctx->refs;
+        case AV_CODEC_ID_HEVC:
+            ctx->level = NV_ENC_LEVEL_HEVC_51;
+            ctx->tier = NV_ENC_TIER_HEVC_HIGH;
             break;
-        /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
         }
     }
 
     if (avctx->gop_size > 0) {
         if (avctx->max_b_frames >= 0) {
-            /* 0 is intra-only, 1 is I/P only, 2 is one B Frame, 3 two B frames, and so on. */
+            /* 0 is intra-only, 1 is I/P only, 2 is one B-Frame, 3 two B-frames, and so on. */
             ctx->encode_config.frameIntervalP = avctx->max_b_frames + 1;
         }
 
         ctx->encode_config.gopLength = avctx->gop_size;
-        switch (avctx->codec->id) {
-        case AV_CODEC_ID_H264:
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.idrPeriod = avctx->gop_size;
-            break;
-        case AV_CODEC_ID_H265:
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.idrPeriod = avctx->gop_size;
-            break;
-        /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
-        }
     } else if (avctx->gop_size == 0) {
         ctx->encode_config.frameIntervalP = 0;
         ctx->encode_config.gopLength = 1;
-        switch (avctx->codec->id) {
-        case AV_CODEC_ID_H264:
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.idrPeriod = 1;
-            break;
-        case AV_CODEC_ID_H265:
-            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.idrPeriod = 1;
-            break;
-        /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
-        }
     }
 
-    /* when there're b frames, set dts offset */
-    if (ctx->encode_config.frameIntervalP >= 2)
-        ctx->last_dts = -2;
+    ctx->initial_pts[0] = AV_NOPTS_VALUE;
+    ctx->initial_pts[1] = AV_NOPTS_VALUE;
+
+    nvenc_recalc_surfaces(avctx);
 
-    nvenc_setup_rate_control(avctx, lossless);
+    nvenc_setup_rate_control(avctx);
 
     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FIELD;
@@ -1069,14 +1177,22 @@ static av_cold int nvenc_setup_encoder(AVCodecContext *avctx)
         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FRAME;
     }
 
-    res = nvenc_setup_codec_config(avctx, lossless);
+    res = nvenc_setup_codec_config(avctx);
     if (res)
         return res;
 
+    res = nvenc_push_context(avctx);
+    if (res < 0)
+        return res;
+
     nv_status = p_nvenc->nvEncInitializeEncoder(ctx->nvencoder, &ctx->init_encode_params);
+
+    res = nvenc_pop_context(avctx);
+    if (res < 0)
+        return res;
+
     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "InitializeEncoder failed: 0x%x\n", (int)nv_status);
-        return AVERROR_EXTERNAL;
+        return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "InitializeEncoder failed");
     }
 
     if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1)
@@ -1095,97 +1211,124 @@ static av_cold int nvenc_setup_encoder(AVCodecContext *avctx)
     return 0;
 }
 
+static NV_ENC_BUFFER_FORMAT nvenc_map_buffer_format(enum AVPixelFormat pix_fmt)
+{
+    switch (pix_fmt) {
+    case AV_PIX_FMT_YUV420P:
+        return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YV12_PL;
+    case AV_PIX_FMT_NV12:
+        return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_NV12_PL;
+    case AV_PIX_FMT_P010:
+        return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV420_10BIT;
+    case AV_PIX_FMT_YUV444P:
+        return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_PL;
+    case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
+        return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_10BIT;
+    case AV_PIX_FMT_0RGB32:
+        return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_ARGB;
+    case AV_PIX_FMT_0BGR32:
+        return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_ABGR;
+    default:
+        return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_UNDEFINED;
+    }
+}
+
 static av_cold int nvenc_alloc_surface(AVCodecContext *avctx, int idx)
 {
     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
+    NvencSurface* tmp_surface = &ctx->surfaces[idx];
 
     NVENCSTATUS nv_status;
-    NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER allocSurf = { 0 };
     NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER allocOut = { 0 };
-
-    allocSurf.version = NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER_VER;
     allocOut.version = NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER_VER;
 
-    allocSurf.width = (avctx->width + 31) & ~31;
-    allocSurf.height = (avctx->height + 31) & ~31;
-
-    allocSurf.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_CACHED;
-
-    switch (avctx->pix_fmt) {
-    case AV_PIX_FMT_YUV420P:
-        allocSurf.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YV12_PL;
-        break;
-
-    case AV_PIX_FMT_NV12:
-        allocSurf.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_NV12_PL;
-        break;
-
-    case AV_PIX_FMT_YUV444P:
-        allocSurf.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_PL;
-        break;
-
-    default:
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format\n");
-        return AVERROR(EINVAL);
-    }
+    if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
+        ctx->surfaces[idx].in_ref = av_frame_alloc();
+        if (!ctx->surfaces[idx].in_ref)
+            return AVERROR(ENOMEM);
+    } else {
+        NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER allocSurf = { 0 };
 
-    nv_status = p_nvenc->nvEncCreateInputBuffer(ctx->nvencoder, &allocSurf);
-    if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "CreateInputBuffer failed\n");
-        return AVERROR_EXTERNAL;
-    }
+        ctx->surfaces[idx].format = nvenc_map_buffer_format(ctx->data_pix_fmt);
+        if (ctx->surfaces[idx].format == NV_ENC_BUFFER_FORMAT_UNDEFINED) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format: %s\n",
+                   av_get_pix_fmt_name(ctx->data_pix_fmt));
+            return AVERROR(EINVAL);
+        }
 
-    ctx->input_surfaces[idx].lockCount = 0;
-    ctx->input_surfaces[idx].input_surface = allocSurf.inputBuffer;
-    ctx->input_surfaces[idx].format = allocSurf.bufferFmt;
-    ctx->input_surfaces[idx].width = allocSurf.width;
-    ctx->input_surfaces[idx].height = allocSurf.height;
+        allocSurf.version = NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER_VER;
+        allocSurf.width = avctx->width;
+        allocSurf.height = avctx->height;
+        allocSurf.bufferFmt = ctx->surfaces[idx].format;
 
-    /* 1MB is large enough to hold most output frames. NVENC increases this automaticaly if it's not enough. */
-    allocOut.size = 1024 * 1024;
+        nv_status = p_nvenc->nvEncCreateInputBuffer(ctx->nvencoder, &allocSurf);
+        if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
+            return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "CreateInputBuffer failed");
+        }
 
-    allocOut.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_CACHED;
+        ctx->surfaces[idx].input_surface = allocSurf.inputBuffer;
+        ctx->surfaces[idx].width = allocSurf.width;
+        ctx->surfaces[idx].height = allocSurf.height;
+    }
 
     nv_status = p_nvenc->nvEncCreateBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, &allocOut);
     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "CreateBitstreamBuffer failed\n");
-        p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->input_surfaces[idx].input_surface);
-        return AVERROR_EXTERNAL;
+        int err = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "CreateBitstreamBuffer failed");
+        if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA && avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_D3D11)
+            p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[idx].input_surface);
+        av_frame_free(&ctx->surfaces[idx].in_ref);
+        return err;
     }
 
-    ctx->output_surfaces[idx].output_surface = allocOut.bitstreamBuffer;
-    ctx->output_surfaces[idx].size = allocOut.size;
-    ctx->output_surfaces[idx].busy = 0;
+    ctx->surfaces[idx].output_surface = allocOut.bitstreamBuffer;
+    ctx->surfaces[idx].size = allocOut.size;
+
+    av_fifo_generic_write(ctx->unused_surface_queue, &tmp_surface, sizeof(tmp_surface), NULL);
 
     return 0;
 }
 
-static av_cold int nvenc_setup_surfaces(AVCodecContext *avctx, int* surfaceCount)
+static av_cold int nvenc_setup_surfaces(AVCodecContext *avctx)
 {
-    int res;
     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    int i, res = 0, res2;
 
-    ctx->input_surfaces = av_malloc(ctx->max_surface_count * sizeof(*ctx->input_surfaces));
+    ctx->surfaces = av_mallocz_array(ctx->nb_surfaces, sizeof(*ctx->surfaces));
+    if (!ctx->surfaces)
+        return AVERROR(ENOMEM);
 
-    if (!ctx->input_surfaces) {
+    ctx->timestamp_list = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(int64_t));
+    if (!ctx->timestamp_list)
         return AVERROR(ENOMEM);
-    }
 
-    ctx->output_surfaces = av_malloc(ctx->max_surface_count * sizeof(*ctx->output_surfaces));
+    ctx->unused_surface_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
+    if (!ctx->unused_surface_queue)
+        return AVERROR(ENOMEM);
 
-    if (!ctx->output_surfaces) {
+    ctx->output_surface_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
+    if (!ctx->output_surface_queue)
+        return AVERROR(ENOMEM);
+    ctx->output_surface_ready_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
+    if (!ctx->output_surface_ready_queue)
         return AVERROR(ENOMEM);
-    }
 
-    for (*surfaceCount = 0; *surfaceCount < ctx->max_surface_count; ++*surfaceCount) {
-        res = nvenc_alloc_surface(avctx, *surfaceCount);
-        if (res)
-            return res;
+    res = nvenc_push_context(avctx);
+    if (res < 0)
+        return res;
+
+    for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; i++) {
+        if ((res = nvenc_alloc_surface(avctx, i)) < 0)
+            goto fail;
     }
 
-    return 0;
+fail:
+    res2 = nvenc_pop_context(avctx);
+    if (res2 < 0)
+        return res2;
+
+    return res;
 }
 
 static av_cold int nvenc_setup_extradata(AVCodecContext *avctx)
@@ -1206,8 +1349,7 @@ static av_cold int nvenc_setup_extradata(AVCodecContext *avctx)
 
     nv_status = p_nvenc->nvEncGetSequenceParams(ctx->nvencoder, &payload);
     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "GetSequenceParams failed\n");
-        return AVERROR_EXTERNAL;
+        return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "GetSequenceParams failed");
     }
 
     avctx->extradata_size = outSize;
@@ -1222,165 +1364,252 @@ static av_cold int nvenc_setup_extradata(AVCodecContext *avctx)
     return 0;
 }
 
-static av_cold int nvenc_encode_init(AVCodecContext *avctx)
+av_cold int ff_nvenc_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 {
-    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    NvencContext *ctx               = avctx->priv_data;
     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
+    int i, res;
 
-    int res;
-    int i;
-    int surfaceCount = 0;
+    /* the encoder has to be flushed before it can be closed */
+    if (ctx->nvencoder) {
+        NV_ENC_PIC_PARAMS params        = { .version        = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER,
+                                            .encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS };
 
-    if (!nvenc_dyload_nvenc(avctx))
-        return AVERROR_EXTERNAL;
+        res = nvenc_push_context(avctx);
+        if (res < 0)
+            return res;
 
-    res = nvenc_setup_device(avctx);
-    if (res)
-        goto error;
+        p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &params);
+    }
 
-    res = nvenc_open_session(avctx);
-    if (res)
-        goto error;
+    av_fifo_freep(&ctx->timestamp_list);
+    av_fifo_freep(&ctx->output_surface_ready_queue);
+    av_fifo_freep(&ctx->output_surface_queue);
+    av_fifo_freep(&ctx->unused_surface_queue);
+
+    if (ctx->surfaces && (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11)) {
+        for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
+            if (ctx->registered_frames[i].mapped)
+                p_nvenc->nvEncUnmapInputResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].in_map.mappedResource);
+            if (ctx->registered_frames[i].regptr)
+                p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].regptr);
+        }
+        ctx->nb_registered_frames = 0;
+    }
 
-    res = nvenc_setup_encoder(avctx);
-    if (res)
-        goto error;
+    if (ctx->surfaces) {
+        for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; ++i) {
+            if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA && avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_D3D11)
+                p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].input_surface);
+            av_frame_free(&ctx->surfaces[i].in_ref);
+            p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].output_surface);
+        }
+    }
+    av_freep(&ctx->surfaces);
+    ctx->nb_surfaces = 0;
 
-    res = nvenc_setup_surfaces(avctx, &surfaceCount);
-    if (res)
-        goto error;
+    if (ctx->nvencoder) {
+        p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
 
-    if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
-        res = nvenc_setup_extradata(avctx);
-        if (res)
-            goto error;
+        res = nvenc_pop_context(avctx);
+        if (res < 0)
+            return res;
     }
+    ctx->nvencoder = NULL;
 
-    return 0;
-
-error:
+    if (ctx->cu_context_internal)
+        dl_fn->cuda_dl->cuCtxDestroy(ctx->cu_context_internal);
+    ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal = NULL;
 
-    for (i = 0; i < surfaceCount; ++i) {
-        p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->input_surfaces[i].input_surface);
-        if (ctx->output_surfaces[i].output_surface)
-            p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->output_surfaces[i].output_surface);
+#if CONFIG_D3D11VA
+    if (ctx->d3d11_device) {
+        ID3D11Device_Release(ctx->d3d11_device);
+        ctx->d3d11_device = NULL;
     }
+#endif
 
-    if (ctx->nvencoder)
-        p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
-
-    if (ctx->cu_context)
-        dl_fn->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context);
+    nvenc_free_functions(&dl_fn->nvenc_dl);
+    cuda_free_functions(&dl_fn->cuda_dl);
 
-    nvenc_unload_nvenc(avctx);
+    dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 
-    ctx->nvencoder = NULL;
-    ctx->cu_context = NULL;
+    av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc unloaded\n");
 
-    return res;
+    return 0;
 }
 
-static av_cold int nvenc_encode_close(AVCodecContext *avctx)
+av_cold int ff_nvenc_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 {
     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
-    NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
-    NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
-    int i;
+    int ret;
 
-    av_freep(&ctx->timestamp_list.data);
-    av_freep(&ctx->output_surface_ready_queue.data);
-    av_freep(&ctx->output_surface_queue.data);
-
-    for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i) {
-        p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->input_surfaces[i].input_surface);
-        p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->output_surfaces[i].output_surface);
+    if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
+        AVHWFramesContext *frames_ctx;
+        if (!avctx->hw_frames_ctx) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
+                   "hw_frames_ctx must be set when using GPU frames as input\n");
+            return AVERROR(EINVAL);
+        }
+        frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
+        if (frames_ctx->format != avctx->pix_fmt) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
+                   "hw_frames_ctx must match the GPU frame type\n");
+            return AVERROR(EINVAL);
+        }
+        ctx->data_pix_fmt = frames_ctx->sw_format;
+    } else {
+        ctx->data_pix_fmt = avctx->pix_fmt;
     }
-    ctx->max_surface_count = 0;
 
-    p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
-    ctx->nvencoder = NULL;
+    if ((ret = nvenc_load_libraries(avctx)) < 0)
+        return ret;
+
+    if ((ret = nvenc_setup_device(avctx)) < 0)
+        return ret;
+
+    if ((ret = nvenc_setup_encoder(avctx)) < 0)
+        return ret;
 
-    dl_fn->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context);
-    ctx->cu_context = NULL;
+    if ((ret = nvenc_setup_surfaces(avctx)) < 0)
+        return ret;
 
-    nvenc_unload_nvenc(avctx);
+    if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
+        if ((ret = nvenc_setup_extradata(avctx)) < 0)
+            return ret;
+    }
 
     return 0;
 }
 
-static NvencInputSurface *get_free_frame(NvencContext *ctx)
+static NvencSurface *get_free_frame(NvencContext *ctx)
 {
-    int i;
+    NvencSurface *tmp_surf;
 
-    for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i) {
-        if (!ctx->input_surfaces[i].lockCount) {
-            ctx->input_surfaces[i].lockCount = 1;
-            return &ctx->input_surfaces[i];
-        }
-    }
+    if (!(av_fifo_size(ctx->unused_surface_queue) > 0))
+        // queue empty
+        return NULL;
 
-    return NULL;
+    av_fifo_generic_read(ctx->unused_surface_queue, &tmp_surf, sizeof(tmp_surf), NULL);
+    return tmp_surf;
 }
 
-static int nvenc_copy_frame(AVCodecContext *avctx, NvencInputSurface *inSurf,
-            NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER *lockBufferParams, const AVFrame *frame)
+static int nvenc_copy_frame(AVCodecContext *avctx, NvencSurface *nv_surface,
+            NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER *lock_buffer_params, const AVFrame *frame)
 {
-    uint8_t *buf = lockBufferParams->bufferDataPtr;
-    int off = inSurf->height * lockBufferParams->pitch;
+    int dst_linesize[4] = {
+        lock_buffer_params->pitch,
+        lock_buffer_params->pitch,
+        lock_buffer_params->pitch,
+        lock_buffer_params->pitch
+    };
+    uint8_t *dst_data[4];
+    int ret;
+
+    if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV420P)
+        dst_linesize[1] = dst_linesize[2] >>= 1;
+
+    ret = av_image_fill_pointers(dst_data, frame->format, nv_surface->height,
+                                 lock_buffer_params->bufferDataPtr, dst_linesize);
+    if (ret < 0)
+        return ret;
+
+    if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV420P)
+        FFSWAP(uint8_t*, dst_data[1], dst_data[2]);
+
+    av_image_copy(dst_data, dst_linesize,
+                  (const uint8_t**)frame->data, frame->linesize, frame->format,
+                  avctx->width, avctx->height);
+
+    return 0;
+}
 
-    if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P) {
-        av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
-            frame->data[0], frame->linesize[0],
-            avctx->width, avctx->height);
+static int nvenc_find_free_reg_resource(AVCodecContext *avctx)
+{
+    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
+    NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
+    NVENCSTATUS nv_status;
 
-        buf += off;
+    int i;
 
-        av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch >> 1,
-            frame->data[2], frame->linesize[2],
-            avctx->width >> 1, avctx->height >> 1);
+    if (ctx->nb_registered_frames == FF_ARRAY_ELEMS(ctx->registered_frames)) {
+        for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
+            if (!ctx->registered_frames[i].mapped) {
+                if (ctx->registered_frames[i].regptr) {
+                    nv_status = p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].regptr);
+                    if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
+                        return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unregistering unused input resource");
+                    ctx->registered_frames[i].ptr = NULL;
+                    ctx->registered_frames[i].regptr = NULL;
+                }
+                return i;
+            }
+        }
+    } else {
+        return ctx->nb_registered_frames++;
+    }
 
-        buf += off >> 2;
+    av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many registered CUDA frames\n");
+    return AVERROR(ENOMEM);
+}
 
-        av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch >> 1,
-            frame->data[1], frame->linesize[1],
-            avctx->width >> 1, avctx->height >> 1);
-    } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_NV12) {
-        av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
-            frame->data[0], frame->linesize[0],
-            avctx->width, avctx->height);
+static int nvenc_register_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
+{
+    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
+    NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 
-        buf += off;
+    AVHWFramesContext *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)frame->hw_frames_ctx->data;
+    NV_ENC_REGISTER_RESOURCE reg;
+    int i, idx, ret;
 
-        av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
-            frame->data[1], frame->linesize[1],
-            avctx->width, avctx->height >> 1);
-    } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
-        av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
-            frame->data[0], frame->linesize[0],
-            avctx->width, avctx->height);
+    for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
+        if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA && ctx->registered_frames[i].ptr == frame->data[0])
+            return i;
+        else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11 && ctx->registered_frames[i].ptr == frame->data[0] && ctx->registered_frames[i].ptr_index == (intptr_t)frame->data[1])
+            return i;
+    }
 
-        buf += off;
+    idx = nvenc_find_free_reg_resource(avctx);
+    if (idx < 0)
+        return idx;
 
-        av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
-            frame->data[1], frame->linesize[1],
-            avctx->width, avctx->height);
+    reg.version            = NV_ENC_REGISTER_RESOURCE_VER;
+    reg.width              = frames_ctx->width;
+    reg.height             = frames_ctx->height;
+    reg.pitch              = frame->linesize[0];
+    reg.resourceToRegister = frame->data[0];
 
-        buf += off;
+    if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
+        reg.resourceType   = NV_ENC_INPUT_RESOURCE_TYPE_CUDADEVICEPTR;
+    }
+    else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
+        reg.resourceType     = NV_ENC_INPUT_RESOURCE_TYPE_DIRECTX;
+        reg.subResourceIndex = (intptr_t)frame->data[1];
+    }
 
-        av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
-            frame->data[2], frame->linesize[2],
-            avctx->width, avctx->height);
-    } else {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid pixel format!\n");
+    reg.bufferFormat       = nvenc_map_buffer_format(frames_ctx->sw_format);
+    if (reg.bufferFormat == NV_ENC_BUFFER_FORMAT_UNDEFINED) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format: %s\n",
+               av_get_pix_fmt_name(frames_ctx->sw_format));
         return AVERROR(EINVAL);
     }
 
-    return 0;
+    ret = p_nvenc->nvEncRegisterResource(ctx->nvencoder, &reg);
+    if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
+        nvenc_print_error(avctx, ret, "Error registering an input resource");
+        return AVERROR_UNKNOWN;
+    }
+
+    ctx->registered_frames[idx].ptr       = frame->data[0];
+    ctx->registered_frames[idx].ptr_index = reg.subResourceIndex;
+    ctx->registered_frames[idx].regptr    = reg.registeredResource;
+    return idx;
 }
 
 static int nvenc_upload_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame,
-                                      NvencInputSurface *nvenc_frame)
+                                      NvencSurface *nvenc_frame)
 {
     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
@@ -1388,53 +1617,136 @@ static int nvenc_upload_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame,
 
     int res;
     NVENCSTATUS nv_status;
-    NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER lockBufferParams = { 0 };
 
-    lockBufferParams.version = NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER_VER;
-    lockBufferParams.inputBuffer = nvenc_frame->input_surface;
+    if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
+        int reg_idx = nvenc_register_frame(avctx, frame);
+        if (reg_idx < 0) {
+            av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not register an input HW frame\n");
+            return reg_idx;
+        }
 
-    nv_status = p_nvenc->nvEncLockInputBuffer(ctx->nvencoder, &lockBufferParams);
-    if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed locking nvenc input buffer\n");
-        return AVERROR_EXTERNAL;
-    }
+        res = av_frame_ref(nvenc_frame->in_ref, frame);
+        if (res < 0)
+            return res;
 
-    res = nvenc_copy_frame(avctx, nvenc_frame, &lockBufferParams, frame);
+        if (!ctx->registered_frames[reg_idx].mapped) {
+            ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.version = NV_ENC_MAP_INPUT_RESOURCE_VER;
+            ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.registeredResource = ctx->registered_frames[reg_idx].regptr;
+            nv_status = p_nvenc->nvEncMapInputResource(ctx->nvencoder, &ctx->registered_frames[reg_idx].in_map);
+            if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
+                av_frame_unref(nvenc_frame->in_ref);
+                return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Error mapping an input resource");
+            }
+        }
 
-    nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockInputBuffer(ctx->nvencoder, nvenc_frame->input_surface);
-    if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed unlocking input buffer!\n");
-        return AVERROR_EXTERNAL;
-    }
+        ctx->registered_frames[reg_idx].mapped += 1;
 
-    return res;
+        nvenc_frame->reg_idx                   = reg_idx;
+        nvenc_frame->input_surface             = ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.mappedResource;
+        nvenc_frame->format                    = ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.mappedBufferFmt;
+        nvenc_frame->pitch                     = frame->linesize[0];
+
+        return 0;
+    } else {
+        NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER lockBufferParams = { 0 };
+
+        lockBufferParams.version = NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER_VER;
+        lockBufferParams.inputBuffer = nvenc_frame->input_surface;
+
+        nv_status = p_nvenc->nvEncLockInputBuffer(ctx->nvencoder, &lockBufferParams);
+        if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
+            return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed locking nvenc input buffer");
+        }
+
+        nvenc_frame->pitch = lockBufferParams.pitch;
+        res = nvenc_copy_frame(avctx, nvenc_frame, &lockBufferParams, frame);
+
+        nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockInputBuffer(ctx->nvencoder, nvenc_frame->input_surface);
+        if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
+            return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unlocking input buffer!");
+        }
+
+        return res;
+    }
 }
 
 static void nvenc_codec_specific_pic_params(AVCodecContext *avctx,
-                                                    NV_ENC_PIC_PARAMS *params)
+                                            NV_ENC_PIC_PARAMS *params)
 {
     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 
     switch (avctx->codec->id) {
     case AV_CODEC_ID_H264:
-      params->codecPicParams.h264PicParams.sliceMode = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode;
-      params->codecPicParams.h264PicParams.sliceModeData = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
-      break;
-    case AV_CODEC_ID_H265:
-      params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceMode = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode;
-      params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceModeData = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
+        params->codecPicParams.h264PicParams.sliceMode =
+            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode;
+        params->codecPicParams.h264PicParams.sliceModeData =
+            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
       break;
+    case AV_CODEC_ID_HEVC:
+        params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceMode =
+            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode;
+        params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceModeData =
+            ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
+        break;
+    }
+}
+
+static inline void timestamp_queue_enqueue(AVFifoBuffer* queue, int64_t timestamp)
+{
+    av_fifo_generic_write(queue, &timestamp, sizeof(timestamp), NULL);
+}
+
+static inline int64_t timestamp_queue_dequeue(AVFifoBuffer* queue)
+{
+    int64_t timestamp = AV_NOPTS_VALUE;
+    if (av_fifo_size(queue) > 0)
+        av_fifo_generic_read(queue, &timestamp, sizeof(timestamp), NULL);
+
+    return timestamp;
+}
+
+static int nvenc_set_timestamp(AVCodecContext *avctx,
+                               NV_ENC_LOCK_BITSTREAM *params,
+                               AVPacket *pkt)
+{
+    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+
+    pkt->pts = params->outputTimeStamp;
+
+    /* generate the first dts by linearly extrapolating the
+     * first two pts values to the past */
+    if (avctx->max_b_frames > 0 && !ctx->first_packet_output &&
+        ctx->initial_pts[1] != AV_NOPTS_VALUE) {
+        int64_t ts0 = ctx->initial_pts[0], ts1 = ctx->initial_pts[1];
+        int64_t delta;
+
+        if ((ts0 < 0 && ts1 > INT64_MAX + ts0) ||
+            (ts0 > 0 && ts1 < INT64_MIN + ts0))
+            return AVERROR(ERANGE);
+        delta = ts1 - ts0;
+
+        if ((delta < 0 && ts0 > INT64_MAX + delta) ||
+            (delta > 0 && ts0 < INT64_MIN + delta))
+            return AVERROR(ERANGE);
+        pkt->dts = ts0 - delta;
+
+        ctx->first_packet_output = 1;
+        return 0;
     }
+
+    pkt->dts = timestamp_queue_dequeue(ctx->timestamp_list);
+
+    return 0;
 }
 
-static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, NvencOutputSurface *tmpoutsurf)
+static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, NvencSurface *tmpoutsurf)
 {
     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 
     uint32_t slice_mode_data;
-    uint32_t *slice_offsets;
+    uint32_t *slice_offsets = NULL;
     NV_ENC_LOCK_BITSTREAM lock_params = { 0 };
     NVENCSTATUS nv_status;
     int res = 0;
@@ -1455,8 +1767,10 @@ static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, NvencOut
     }
     slice_offsets = av_mallocz(slice_mode_data * sizeof(*slice_offsets));
 
-    if (!slice_offsets)
-        return AVERROR(ENOMEM);
+    if (!slice_offsets) {
+        res = AVERROR(ENOMEM);
+        goto error;
+    }
 
     lock_params.version = NV_ENC_LOCK_BITSTREAM_VER;
 
@@ -1466,8 +1780,7 @@ static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, NvencOut
 
     nv_status = p_nvenc->nvEncLockBitstream(ctx->nvencoder, &lock_params);
     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed locking bitstream buffer\n");
-        res = AVERROR_EXTERNAL;
+        res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed locking bitstream buffer");
         goto error;
     }
 
@@ -1479,8 +1792,36 @@ static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, NvencOut
     memcpy(pkt->data, lock_params.bitstreamBufferPtr, lock_params.bitstreamSizeInBytes);
 
     nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
-    if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
-        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed unlocking bitstream buffer, expect the gates of mordor to open\n");
+    if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
+        res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unlocking bitstream buffer, expect the gates of mordor to open");
+        goto error;
+    }
+
+
+    if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
+        ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped -= 1;
+        if (ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped == 0) {
+            nv_status = p_nvenc->nvEncUnmapInputResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].in_map.mappedResource);
+            if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
+                res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unmapping input resource");
+                goto error;
+            }
+            nv_status = p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].regptr);
+            if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
+                res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unregistering input resource");
+                goto error;
+            }
+            ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].ptr = NULL;
+            ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].regptr = NULL;
+        } else if (ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped < 0) {
+            res = AVERROR_BUG;
+            goto error;
+        }
+
+        av_frame_unref(tmpoutsurf->in_ref);
+
+        tmpoutsurf->input_surface = NULL;
+    }
 
     switch (lock_params.pictureType) {
     case NV_ENC_PIC_TYPE_IDR:
@@ -1513,39 +1854,46 @@ FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
     ff_side_data_set_encoder_stats(pkt,
         (lock_params.frameAvgQP - 1) * FF_QP2LAMBDA, NULL, 0, pict_type);
 
-    pkt->pts = lock_params.outputTimeStamp;
-    pkt->dts = timestamp_queue_dequeue(&ctx->timestamp_list);
-
-    /* when there're b frame(s), set dts offset */
-    if (ctx->encode_config.frameIntervalP >= 2)
-        pkt->dts -= 1;
-
-    if (pkt->dts > pkt->pts)
-        pkt->dts = pkt->pts;
-
-    if (ctx->last_dts != AV_NOPTS_VALUE && pkt->dts <= ctx->last_dts)
-        pkt->dts = ctx->last_dts + 1;
-
-    ctx->last_dts = pkt->dts;
+    res = nvenc_set_timestamp(avctx, &lock_params, pkt);
+    if (res < 0)
+        goto error2;
 
     av_free(slice_offsets);
 
     return 0;
 
 error:
+    timestamp_queue_dequeue(ctx->timestamp_list);
 
+error2:
     av_free(slice_offsets);
-    timestamp_queue_dequeue(&ctx->timestamp_list);
 
     return res;
 }
 
-static int nvenc_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
-    const AVFrame *frame, int *got_packet)
+static int output_ready(AVCodecContext *avctx, int flush)
+{
+    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    int nb_ready, nb_pending;
+
+    /* when B-frames are enabled, we wait for two initial timestamps to
+     * calculate the first dts */
+    if (!flush && avctx->max_b_frames > 0 &&
+        (ctx->initial_pts[0] == AV_NOPTS_VALUE || ctx->initial_pts[1] == AV_NOPTS_VALUE))
+        return 0;
+
+    nb_ready   = av_fifo_size(ctx->output_surface_ready_queue)   / sizeof(NvencSurface*);
+    nb_pending = av_fifo_size(ctx->output_surface_queue)         / sizeof(NvencSurface*);
+    if (flush)
+        return nb_ready > 0;
+    return (nb_ready > 0) && (nb_ready + nb_pending >= ctx->async_depth);
+}
+
+int ff_nvenc_send_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
 {
     NVENCSTATUS nv_status;
-    NvencOutputSurface *tmpoutsurf;
-    int res, i = 0;
+    NvencSurface *tmp_out_surf, *in_surf;
+    int res, res2;
 
     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
@@ -1554,220 +1902,152 @@ static int nvenc_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
     NV_ENC_PIC_PARAMS pic_params = { 0 };
     pic_params.version = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER;
 
-    if (frame) {
-        NvencInputSurface *inSurf;
+    if ((!ctx->cu_context && !ctx->d3d11_device) || !ctx->nvencoder)
+        return AVERROR(EINVAL);
+
+    if (ctx->encoder_flushing)
+        return AVERROR_EOF;
 
-        inSurf = get_free_frame(ctx);
-        av_assert0(inSurf);
+    if (frame) {
+        in_surf = get_free_frame(ctx);
+        if (!in_surf)
+            return AVERROR(EAGAIN);
 
-        res = nvenc_upload_frame(avctx, frame, inSurf);
-        if (res) {
-            inSurf->lockCount = 0;
+        res = nvenc_push_context(avctx);
+        if (res < 0)
             return res;
-        }
 
-        for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i)
-            if (!ctx->output_surfaces[i].busy)
-                break;
+        res = nvenc_upload_frame(avctx, frame, in_surf);
 
-        if (i == ctx->max_surface_count) {
-            inSurf->lockCount = 0;
-            av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No free output surface found!\n");
-            return AVERROR_EXTERNAL;
-        }
+        res2 = nvenc_pop_context(avctx);
+        if (res2 < 0)
+            return res2;
 
-        ctx->output_surfaces[i].input_surface = inSurf;
+        if (res)
+            return res;
 
-        pic_params.inputBuffer = inSurf->input_surface;
-        pic_params.bufferFmt = inSurf->format;
-        pic_params.inputWidth = avctx->width;
-        pic_params.inputHeight = avctx->height;
-        pic_params.outputBitstream = ctx->output_surfaces[i].output_surface;
-        pic_params.completionEvent = 0;
+        pic_params.inputBuffer = in_surf->input_surface;
+        pic_params.bufferFmt = in_surf->format;
+        pic_params.inputWidth = in_surf->width;
+        pic_params.inputHeight = in_surf->height;
+        pic_params.inputPitch = in_surf->pitch;
+        pic_params.outputBitstream = in_surf->output_surface;
 
         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
-            if (frame->top_field_first) {
+            if (frame->top_field_first)
                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_TOP_BOTTOM;
-            } else {
+            else
                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_BOTTOM_TOP;
-            }
         } else {
             pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FRAME;
         }
 
-        pic_params.encodePicFlags = 0;
+        if (ctx->forced_idr >= 0 && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
+            pic_params.encodePicFlags =
+                ctx->forced_idr ? NV_ENC_PIC_FLAG_FORCEIDR : NV_ENC_PIC_FLAG_FORCEINTRA;
+        } else {
+            pic_params.encodePicFlags = 0;
+        }
+
         pic_params.inputTimeStamp = frame->pts;
-        pic_params.inputDuration = 0;
 
         nvenc_codec_specific_pic_params(avctx, &pic_params);
-
-        res = timestamp_queue_enqueue(&ctx->timestamp_list, frame->pts);
-
-        if (res) {
-            inSurf->lockCount = 0;
-            return res;
-        }
     } else {
         pic_params.encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS;
+        ctx->encoder_flushing = 1;
     }
 
+    res = nvenc_push_context(avctx);
+    if (res < 0)
+        return res;
+
     nv_status = p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &pic_params);
 
-    if (frame && nv_status == NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
-        res = out_surf_queue_enqueue(&ctx->output_surface_queue, &ctx->output_surfaces[i]);
+    res = nvenc_pop_context(avctx);
+    if (res < 0)
+        return res;
+
+    if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS &&
+        nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT)
+        return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "EncodePicture failed!");
 
-        if (res)
-            return res;
+    if (frame) {
+        av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_queue, &in_surf, sizeof(in_surf), NULL);
+        timestamp_queue_enqueue(ctx->timestamp_list, frame->pts);
 
-        ctx->output_surfaces[i].busy = 1;
+        if (ctx->initial_pts[0] == AV_NOPTS_VALUE)
+            ctx->initial_pts[0] = frame->pts;
+        else if (ctx->initial_pts[1] == AV_NOPTS_VALUE)
+            ctx->initial_pts[1] = frame->pts;
     }
 
-    if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS && nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
-        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "EncodePicture failed!\n");
-        return AVERROR_EXTERNAL;
+    /* all the pending buffers are now ready for output */
+    if (nv_status == NV_ENC_SUCCESS) {
+        while (av_fifo_size(ctx->output_surface_queue) > 0) {
+            av_fifo_generic_read(ctx->output_surface_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
+            av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_ready_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
+        }
     }
 
-    if (nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
-        while (ctx->output_surface_queue.count) {
-            tmpoutsurf = out_surf_queue_dequeue(&ctx->output_surface_queue);
-            res = out_surf_queue_enqueue(&ctx->output_surface_ready_queue, tmpoutsurf);
+    return 0;
+}
+
+int ff_nvenc_receive_packet(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt)
+{
+    NvencSurface *tmp_out_surf;
+    int res, res2;
 
-            if (res)
-                return res;
-        }
+    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 
-        if (frame) {
-            res = out_surf_queue_enqueue(&ctx->output_surface_ready_queue, &ctx->output_surfaces[i]);
+    if ((!ctx->cu_context && !ctx->d3d11_device) || !ctx->nvencoder)
+        return AVERROR(EINVAL);
 
-            if (res)
-                return res;
+    if (output_ready(avctx, ctx->encoder_flushing)) {
+        av_fifo_generic_read(ctx->output_surface_ready_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
 
-            ctx->output_surfaces[i].busy = 1;
-        }
-    }
+        res = nvenc_push_context(avctx);
+        if (res < 0)
+            return res;
 
-    if (ctx->output_surface_ready_queue.count && (!frame || ctx->output_surface_ready_queue.count + ctx->output_surface_queue.count >= ctx->buffer_delay)) {
-        tmpoutsurf = out_surf_queue_dequeue(&ctx->output_surface_ready_queue);
+        res = process_output_surface(avctx, pkt, tmp_out_surf);
 
-        res = process_output_surface(avctx, pkt, tmpoutsurf);
+        res2 = nvenc_pop_context(avctx);
+        if (res2 < 0)
+            return res2;
 
         if (res)
             return res;
 
-        tmpoutsurf->busy = 0;
-        av_assert0(tmpoutsurf->input_surface->lockCount);
-        tmpoutsurf->input_surface->lockCount--;
-
-        *got_packet = 1;
+        av_fifo_generic_write(ctx->unused_surface_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
+    } else if (ctx->encoder_flushing) {
+        return AVERROR_EOF;
     } else {
-        *got_packet = 0;
+        return AVERROR(EAGAIN);
     }
 
     return 0;
 }
 
-static const enum AVPixelFormat pix_fmts_nvenc[] = {
-    AV_PIX_FMT_YUV420P,
-    AV_PIX_FMT_NV12,
-    AV_PIX_FMT_YUV444P,
-    AV_PIX_FMT_NONE
-};
-
-#define OFFSET(x) offsetof(NvencContext, x)
-#define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
-static const AVOption options[] = {
-    { "preset", "Set the encoding preset (one of slow = hq 2pass, medium = hq, fast = hp, hq, hp, bd, ll, llhq, llhp, lossless, losslesshp, default)", OFFSET(preset), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "medium" }, 0, 0, VE },
-    { "profile", "Set the encoding profile (high, main, baseline or high444p)", OFFSET(profile), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "main" }, 0, 0, VE },
-    { "level", "Set the encoding level restriction (auto, 1.0, 1.0b, 1.1, 1.2, ..., 4.2, 5.0, 5.1)", OFFSET(level), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "auto" }, 0, 0, VE },
-    { "tier", "Set the encoding tier (main or high)", OFFSET(tier), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "main" }, 0, 0, VE },
-    { "cbr", "Use cbr encoding mode", OFFSET(cbr), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
-    { "2pass", "Use 2pass encoding mode", OFFSET(twopass), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
-    { "gpu", "Selects which NVENC capable GPU to use. First GPU is 0, second is 1, and so on.", OFFSET(gpu), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, VE },
-    { "delay", "Delays frame output by the given amount of frames.", OFFSET(buffer_delay), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = INT_MAX }, 0, INT_MAX, VE },
-    { NULL }
-};
-
-static const AVCodecDefault nvenc_defaults[] = {
-    { "b", "2M" },
-    { "qmin", "-1" },
-    { "qmax", "-1" },
-    { "qdiff", "-1" },
-    { "qblur", "-1" },
-    { "qcomp", "-1" },
-    { "g", "250" },
-    { "bf", "0" },
-    { NULL },
-};
-
-#if CONFIG_NVENC_ENCODER
-static const AVClass nvenc_class = {
-    .class_name = "nvenc",
-    .item_name = av_default_item_name,
-    .option = options,
-    .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
-};
-
-AVCodec ff_nvenc_encoder = {
-    .name = "nvenc",
-    .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC h264 encoder"),
-    .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
-    .id = AV_CODEC_ID_H264,
-    .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
-    .init = nvenc_encode_init,
-    .encode2 = nvenc_encode_frame,
-    .close = nvenc_encode_close,
-    .capabilities = AV_CODEC_CAP_DELAY,
-    .priv_class = &nvenc_class,
-    .defaults = nvenc_defaults,
-    .pix_fmts = pix_fmts_nvenc,
-};
-#endif
-
-/* Add an alias for nvenc_h264 */
-#if CONFIG_NVENC_H264_ENCODER
-static const AVClass nvenc_h264_class = {
-    .class_name = "nvenc_h264",
-    .item_name = av_default_item_name,
-    .option = options,
-    .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
-};
+int ff_nvenc_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
+                          const AVFrame *frame, int *got_packet)
+{
+    NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
+    int res;
 
-AVCodec ff_nvenc_h264_encoder = {
-    .name = "nvenc_h264",
-    .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC h264 encoder"),
-    .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
-    .id = AV_CODEC_ID_H264,
-    .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
-    .init = nvenc_encode_init,
-    .encode2 = nvenc_encode_frame,
-    .close = nvenc_encode_close,
-    .capabilities = AV_CODEC_CAP_DELAY,
-    .priv_class = &nvenc_h264_class,
-    .defaults = nvenc_defaults,
-    .pix_fmts = pix_fmts_nvenc,
-};
-#endif
+    if (!ctx->encoder_flushing) {
+        res = ff_nvenc_send_frame(avctx, frame);
+        if (res < 0)
+            return res;
+    }
 
-#if CONFIG_NVENC_HEVC_ENCODER
-static const AVClass nvenc_hevc_class = {
-    .class_name = "nvenc_hevc",
-    .item_name = av_default_item_name,
-    .option = options,
-    .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
-};
+    res = ff_nvenc_receive_packet(avctx, pkt);
+    if (res == AVERROR(EAGAIN) || res == AVERROR_EOF) {
+        *got_packet = 0;
+    } else if (res < 0) {
+        return res;
+    } else {
+        *got_packet = 1;
+    }
 
-AVCodec ff_nvenc_hevc_encoder = {
-    .name = "nvenc_hevc",
-    .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC hevc encoder"),
-    .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
-    .id = AV_CODEC_ID_H265,
-    .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
-    .init = nvenc_encode_init,
-    .encode2 = nvenc_encode_frame,
-    .close = nvenc_encode_close,
-    .capabilities = AV_CODEC_CAP_DELAY,
-    .priv_class = &nvenc_hevc_class,
-    .defaults = nvenc_defaults,
-    .pix_fmts = pix_fmts_nvenc,
-};
-#endif
+    return 0;
+}