fe0247f9a3cda86c4613105fd933d7ce8a67082d
[ffmpeg.git] / libavcodec / libx264.c
1 /*
2  * H.264 encoding using the x264 library
3  * Copyright (C) 2005  Mans Rullgard <mans@mansr.com>
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/internal.h"
23 #include "libavutil/opt.h"
24 #include "libavutil/mem.h"
25 #include "libavutil/pixdesc.h"
26 #include "libavutil/stereo3d.h"
27 #include "avcodec.h"
28 #include "internal.h"
29
30 #if defined(_MSC_VER)
31 #define X264_API_IMPORTS 1
32 #endif
33
34 #include <x264.h>
35 #include <float.h>
36 #include <math.h>
37 #include <stdio.h>
38 #include <stdlib.h>
39 #include <string.h>
40
41 typedef struct X264Context {
42     AVClass        *class;
43     x264_param_t    params;
44     x264_t         *enc;
45     x264_picture_t  pic;
46     uint8_t        *sei;
47     int             sei_size;
48     char *preset;
49     char *tune;
50     char *profile;
51     int fastfirstpass;
52     float crf;
53     float crf_max;
54     int cqp;
55     int aq_mode;
56     float aq_strength;
57     char *psy_rd;
58     int psy;
59     int rc_lookahead;
60     int weightp;
61     int weightb;
62     int ssim;
63     int intra_refresh;
64     int bluray_compat;
65     int b_bias;
66     int b_pyramid;
67     int mixed_refs;
68     int dct8x8;
69     int fast_pskip;
70     int aud;
71     int mbtree;
72     char *deblock;
73     float cplxblur;
74     char *partitions;
75     int direct_pred;
76     int slice_max_size;
77     char *stats;
78     int nal_hrd;
79     int motion_est;
80     int forced_idr;
81     int coder;
82
83     char *x264_params;
84 } X264Context;
85
86 static void X264_log(void *p, int level, const char *fmt, va_list args)
87 {
88     static const int level_map[] = {
89         [X264_LOG_ERROR]   = AV_LOG_ERROR,
90         [X264_LOG_WARNING] = AV_LOG_WARNING,
91         [X264_LOG_INFO]    = AV_LOG_INFO,
92         [X264_LOG_DEBUG]   = AV_LOG_DEBUG
93     };
94
95     if (level < 0 || level > X264_LOG_DEBUG)
96         return;
97
98     av_vlog(p, level_map[level], fmt, args);
99 }
100
101
102 static int encode_nals(AVCodecContext *ctx, AVPacket *pkt,
103                        x264_nal_t *nals, int nnal)
104 {
105     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
106     uint8_t *p;
107     int i, size = x4->sei_size, ret;
108
109     if (!nnal)
110         return 0;
111
112     for (i = 0; i < nnal; i++)
113         size += nals[i].i_payload;
114
115     if ((ret = ff_alloc_packet(pkt, size)) < 0)
116         return ret;
117
118     p = pkt->data;
119
120     /* Write the SEI as part of the first frame. */
121     if (x4->sei_size > 0 && nnal > 0) {
122         memcpy(p, x4->sei, x4->sei_size);
123         p += x4->sei_size;
124         x4->sei_size = 0;
125     }
126
127     for (i = 0; i < nnal; i++){
128         memcpy(p, nals[i].p_payload, nals[i].i_payload);
129         p += nals[i].i_payload;
130     }
131
132     return 1;
133 }
134
135 static void reconfig_encoder(AVCodecContext *ctx, const AVFrame *frame)
136 {
137     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
138     AVFrameSideData *side_data;
139
140
141     if (x4->params.b_tff != frame->top_field_first) {
142         x4->params.b_tff = frame->top_field_first;
143         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
144     }
145     if (x4->params.vui.i_sar_height != ctx->sample_aspect_ratio.den ||
146         x4->params.vui.i_sar_width  != ctx->sample_aspect_ratio.num) {
147         x4->params.vui.i_sar_height = ctx->sample_aspect_ratio.den;
148         x4->params.vui.i_sar_width  = ctx->sample_aspect_ratio.num;
149         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
150     }
151
152     if (x4->params.rc.i_vbv_buffer_size != ctx->rc_buffer_size / 1000 ||
153         x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate != ctx->rc_max_rate    / 1000) {
154         x4->params.rc.i_vbv_buffer_size = ctx->rc_buffer_size / 1000;
155         x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate = ctx->rc_max_rate    / 1000;
156         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
157     }
158
159     if (x4->params.rc.i_rc_method == X264_RC_ABR &&
160         x4->params.rc.i_bitrate != ctx->bit_rate / 1000) {
161         x4->params.rc.i_bitrate = ctx->bit_rate / 1000;
162         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
163     }
164
165     if (x4->crf >= 0 &&
166         x4->params.rc.i_rc_method == X264_RC_CRF &&
167         x4->params.rc.f_rf_constant != x4->crf) {
168         x4->params.rc.f_rf_constant = x4->crf;
169         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
170     }
171
172     if (x4->params.rc.i_rc_method == X264_RC_CQP &&
173         x4->params.rc.i_qp_constant != x4->cqp) {
174         x4->params.rc.i_qp_constant = x4->cqp;
175         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
176     }
177
178     if (x4->crf_max >= 0 &&
179         x4->params.rc.f_rf_constant_max != x4->crf_max) {
180         x4->params.rc.f_rf_constant_max = x4->crf_max;
181         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
182     }
183
184     side_data = av_frame_get_side_data(frame, AV_FRAME_DATA_STEREO3D);
185     if (side_data) {
186         AVStereo3D *stereo = (AVStereo3D *)side_data->data;
187         int fpa_type;
188
189         switch (stereo->type) {
190         case AV_STEREO3D_CHECKERBOARD:
191             fpa_type = 0;
192             break;
193         case AV_STEREO3D_COLUMNS:
194             fpa_type = 1;
195             break;
196         case AV_STEREO3D_LINES:
197             fpa_type = 2;
198             break;
199         case AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE:
200             fpa_type = 3;
201             break;
202         case AV_STEREO3D_TOPBOTTOM:
203             fpa_type = 4;
204             break;
205         case AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE:
206             fpa_type = 5;
207             break;
208         default:
209             fpa_type = -1;
210             break;
211         }
212
213         if (fpa_type != x4->params.i_frame_packing) {
214             x4->params.i_frame_packing = fpa_type;
215             x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
216         }
217     }
218 }
219
220 static int X264_frame(AVCodecContext *ctx, AVPacket *pkt, const AVFrame *frame,
221                       int *got_packet)
222 {
223     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
224     x264_nal_t *nal;
225     int nnal, i, ret;
226     x264_picture_t pic_out;
227
228     x264_picture_init( &x4->pic );
229     x4->pic.img.i_csp   = x4->params.i_csp;
230     if (x264_bit_depth > 8)
231         x4->pic.img.i_csp |= X264_CSP_HIGH_DEPTH;
232     x4->pic.img.i_plane = 3;
233
234     if (frame) {
235         for (i = 0; i < 3; i++) {
236             x4->pic.img.plane[i]    = frame->data[i];
237             x4->pic.img.i_stride[i] = frame->linesize[i];
238         }
239
240         x4->pic.i_pts  = frame->pts;
241
242         switch (frame->pict_type) {
243         case AV_PICTURE_TYPE_I:
244             x4->pic.i_type = x4->forced_idr ? X264_TYPE_IDR
245                                             : X264_TYPE_KEYFRAME;
246             break;
247         case AV_PICTURE_TYPE_P:
248             x4->pic.i_type = X264_TYPE_P;
249             break;
250         case AV_PICTURE_TYPE_B:
251             x4->pic.i_type = X264_TYPE_B;
252             break;
253         default:
254             x4->pic.i_type = X264_TYPE_AUTO;
255             break;
256         }
257         reconfig_encoder(ctx, frame);
258     }
259     do {
260         if (x264_encoder_encode(x4->enc, &nal, &nnal, frame? &x4->pic: NULL, &pic_out) < 0)
261             return AVERROR_UNKNOWN;
262
263         ret = encode_nals(ctx, pkt, nal, nnal);
264         if (ret < 0)
265             return ret;
266     } while (!ret && !frame && x264_encoder_delayed_frames(x4->enc));
267
268     pkt->pts = pic_out.i_pts;
269     pkt->dts = pic_out.i_dts;
270
271 #if FF_API_CODED_FRAME
272 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
273     switch (pic_out.i_type) {
274     case X264_TYPE_IDR:
275     case X264_TYPE_I:
276         ctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
277         break;
278     case X264_TYPE_P:
279         ctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
280         break;
281     case X264_TYPE_B:
282     case X264_TYPE_BREF:
283         ctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
284         break;
285     }
286 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
287 #endif
288
289     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY*pic_out.b_keyframe;
290     if (ret) {
291         uint8_t *sd = av_packet_new_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_QUALITY_FACTOR,
292                                               sizeof(int));
293         if (!sd)
294             return AVERROR(ENOMEM);
295         *(int *)sd = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
296
297 #if FF_API_CODED_FRAME
298 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
299         ctx->coded_frame->quality = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
300 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
301 #endif
302     }
303
304     *got_packet = ret;
305     return 0;
306 }
307
308 static av_cold int X264_close(AVCodecContext *avctx)
309 {
310     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
311
312     av_freep(&avctx->extradata);
313     av_freep(&x4->sei);
314
315     if (x4->enc) {
316         x264_encoder_close(x4->enc);
317         x4->enc = NULL;
318     }
319
320     return 0;
321 }
322
323 static int convert_pix_fmt(enum AVPixelFormat pix_fmt)
324 {
325     switch (pix_fmt) {
326     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
327     case AV_PIX_FMT_YUVJ420P:
328     case AV_PIX_FMT_YUV420P9:
329     case AV_PIX_FMT_YUV420P10: return X264_CSP_I420;
330     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
331     case AV_PIX_FMT_YUVJ422P:
332     case AV_PIX_FMT_YUV422P10: return X264_CSP_I422;
333     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
334     case AV_PIX_FMT_YUVJ444P:
335     case AV_PIX_FMT_YUV444P9:
336     case AV_PIX_FMT_YUV444P10: return X264_CSP_I444;
337     case AV_PIX_FMT_NV12:      return X264_CSP_NV12;
338     case AV_PIX_FMT_NV16:
339     case AV_PIX_FMT_NV20:      return X264_CSP_NV16;
340 #ifdef X264_CSP_NV21
341     case AV_PIX_FMT_NV21:      return X264_CSP_NV21;
342 #endif
343     };
344     return 0;
345 }
346
347 #define PARSE_X264_OPT(name, var)\
348     if (x4->var && x264_param_parse(&x4->params, name, x4->var) < 0) {\
349         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing option '%s' with value '%s'.\n", name, x4->var);\
350         return AVERROR(EINVAL);\
351     }
352
353 static av_cold int X264_init(AVCodecContext *avctx)
354 {
355     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
356     AVCPBProperties *cpb_props;
357
358 #if CONFIG_LIBX262_ENCODER
359     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
360         x4->params.b_mpeg2 = 1;
361         x264_param_default_mpeg2(&x4->params);
362     } else
363 #else
364     x264_param_default(&x4->params);
365 #endif
366
367     x4->params.b_deblocking_filter         = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_LOOP_FILTER;
368
369     if (x4->preset || x4->tune)
370         if (x264_param_default_preset(&x4->params, x4->preset, x4->tune) < 0) {
371             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error setting preset/tune %s/%s.\n", x4->preset, x4->tune);
372             return AVERROR(EINVAL);
373         }
374
375     if (avctx->level > 0)
376         x4->params.i_level_idc = avctx->level;
377
378     x4->params.pf_log               = X264_log;
379     x4->params.p_log_private        = avctx;
380     x4->params.i_log_level          = X264_LOG_DEBUG;
381     x4->params.i_csp                = convert_pix_fmt(avctx->pix_fmt);
382
383     if (avctx->bit_rate) {
384         x4->params.rc.i_bitrate   = avctx->bit_rate / 1000;
385         x4->params.rc.i_rc_method = X264_RC_ABR;
386     }
387     x4->params.rc.i_vbv_buffer_size = avctx->rc_buffer_size / 1000;
388     x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate = avctx->rc_max_rate    / 1000;
389     x4->params.rc.b_stat_write      = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1;
390     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS2) {
391         x4->params.rc.b_stat_read = 1;
392     } else {
393         if (x4->crf >= 0) {
394             x4->params.rc.i_rc_method   = X264_RC_CRF;
395             x4->params.rc.f_rf_constant = x4->crf;
396         } else if (x4->cqp >= 0) {
397             x4->params.rc.i_rc_method   = X264_RC_CQP;
398             x4->params.rc.i_qp_constant = x4->cqp;
399         }
400
401         if (x4->crf_max >= 0)
402             x4->params.rc.f_rf_constant_max = x4->crf_max;
403     }
404
405     if (avctx->rc_buffer_size && avctx->rc_initial_buffer_occupancy > 0 &&
406         (avctx->rc_initial_buffer_occupancy <= avctx->rc_buffer_size)) {
407         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init =
408             (float)avctx->rc_initial_buffer_occupancy / avctx->rc_buffer_size;
409     }
410
411     if (avctx->i_quant_factor > 0)
412         x4->params.rc.f_ip_factor         = 1 / fabs(avctx->i_quant_factor);
413     x4->params.rc.f_pb_factor             = avctx->b_quant_factor;
414     x4->params.analyse.i_chroma_qp_offset = avctx->chromaoffset;
415
416     if (avctx->gop_size >= 0)
417         x4->params.i_keyint_max         = avctx->gop_size;
418     if (avctx->max_b_frames >= 0)
419         x4->params.i_bframe             = avctx->max_b_frames;
420     if (avctx->scenechange_threshold >= 0)
421         x4->params.i_scenecut_threshold = avctx->scenechange_threshold;
422     if (avctx->qmin >= 0)
423         x4->params.rc.i_qp_min          = avctx->qmin;
424     if (avctx->qmax >= 0)
425         x4->params.rc.i_qp_max          = avctx->qmax;
426     if (avctx->max_qdiff >= 0)
427         x4->params.rc.i_qp_step         = avctx->max_qdiff;
428     if (avctx->qblur >= 0)
429         x4->params.rc.f_qblur           = avctx->qblur;     /* temporally blur quants */
430     if (avctx->qcompress >= 0)
431         x4->params.rc.f_qcompress       = avctx->qcompress; /* 0.0 => cbr, 1.0 => constant qp */
432     if (avctx->refs >= 0)
433         x4->params.i_frame_reference    = avctx->refs;
434     if (avctx->trellis >= 0)
435         x4->params.analyse.i_trellis    = avctx->trellis;
436     if (avctx->me_range >= 0)
437         x4->params.analyse.i_me_range   = avctx->me_range;
438     if (avctx->noise_reduction >= 0)
439         x4->params.analyse.i_noise_reduction = avctx->noise_reduction;
440     if (avctx->me_subpel_quality >= 0)
441         x4->params.analyse.i_subpel_refine   = avctx->me_subpel_quality;
442     if (avctx->b_frame_strategy >= 0)
443         x4->params.i_bframe_adaptive = avctx->b_frame_strategy;
444     if (avctx->keyint_min >= 0)
445         x4->params.i_keyint_min = avctx->keyint_min;
446 #if FF_API_CODER_TYPE
447 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
448     if (avctx->coder_type >= 0)
449         x4->coder = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_AC;
450 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
451 #endif
452     if (avctx->me_cmp >= 0)
453         x4->params.analyse.b_chroma_me = avctx->me_cmp & FF_CMP_CHROMA;
454
455     if (x4->aq_mode >= 0)
456         x4->params.rc.i_aq_mode = x4->aq_mode;
457     if (x4->aq_strength >= 0)
458         x4->params.rc.f_aq_strength = x4->aq_strength;
459     PARSE_X264_OPT("psy-rd", psy_rd);
460     PARSE_X264_OPT("deblock", deblock);
461     PARSE_X264_OPT("partitions", partitions);
462     PARSE_X264_OPT("stats", stats);
463     if (x4->psy >= 0)
464         x4->params.analyse.b_psy  = x4->psy;
465     if (x4->rc_lookahead >= 0)
466         x4->params.rc.i_lookahead = x4->rc_lookahead;
467     if (x4->weightp >= 0)
468         x4->params.analyse.i_weighted_pred = x4->weightp;
469     if (x4->weightb >= 0)
470         x4->params.analyse.b_weighted_bipred = x4->weightb;
471     if (x4->cplxblur >= 0)
472         x4->params.rc.f_complexity_blur = x4->cplxblur;
473
474     if (x4->ssim >= 0)
475         x4->params.analyse.b_ssim = x4->ssim;
476     if (x4->intra_refresh >= 0)
477         x4->params.b_intra_refresh = x4->intra_refresh;
478     if (x4->bluray_compat >= 0) {
479         x4->params.b_bluray_compat = x4->bluray_compat;
480         x4->params.b_vfr_input = 0;
481     }
482     if (x4->b_bias != INT_MIN)
483         x4->params.i_bframe_bias              = x4->b_bias;
484     if (x4->b_pyramid >= 0)
485         x4->params.i_bframe_pyramid = x4->b_pyramid;
486     if (x4->mixed_refs >= 0)
487         x4->params.analyse.b_mixed_references = x4->mixed_refs;
488     if (x4->dct8x8 >= 0)
489         x4->params.analyse.b_transform_8x8    = x4->dct8x8;
490     if (x4->fast_pskip >= 0)
491         x4->params.analyse.b_fast_pskip       = x4->fast_pskip;
492     if (x4->aud >= 0)
493         x4->params.b_aud                      = x4->aud;
494     if (x4->mbtree >= 0)
495         x4->params.rc.b_mb_tree               = x4->mbtree;
496     if (x4->direct_pred >= 0)
497         x4->params.analyse.i_direct_mv_pred   = x4->direct_pred;
498
499     if (x4->slice_max_size >= 0)
500         x4->params.i_slice_max_size =  x4->slice_max_size;
501
502     if (x4->fastfirstpass)
503         x264_param_apply_fastfirstpass(&x4->params);
504
505     if (x4->nal_hrd >= 0)
506         x4->params.i_nal_hrd = x4->nal_hrd;
507
508     if (x4->motion_est >= 0) {
509         x4->params.analyse.i_me_method = x4->motion_est;
510 #if FF_API_MOTION_EST
511 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
512     } else {
513         if (avctx->me_method == ME_EPZS)
514             x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_DIA;
515         else if (avctx->me_method == ME_HEX)
516             x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
517         else if (avctx->me_method == ME_UMH)
518             x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_UMH;
519         else if (avctx->me_method == ME_FULL)
520             x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_ESA;
521         else if (avctx->me_method == ME_TESA)
522             x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_TESA;
523 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
524 #endif
525     }
526
527     if (x4->coder >= 0)
528         x4->params.b_cabac = x4->coder;
529
530     if (x4->profile)
531         if (x264_param_apply_profile(&x4->params, x4->profile) < 0) {
532             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error setting profile %s.\n", x4->profile);
533             return AVERROR(EINVAL);
534         }
535
536     x4->params.i_width          = avctx->width;
537     x4->params.i_height         = avctx->height;
538     x4->params.vui.i_sar_width  = avctx->sample_aspect_ratio.num;
539     x4->params.vui.i_sar_height = avctx->sample_aspect_ratio.den;
540     x4->params.i_fps_num = x4->params.i_timebase_den = avctx->time_base.den;
541     x4->params.i_fps_den = x4->params.i_timebase_num = avctx->time_base.num;
542
543     x4->params.analyse.b_psnr = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PSNR;
544
545     x4->params.i_threads      = avctx->thread_count;
546     if (avctx->thread_type)
547         x4->params.b_sliced_threads = avctx->thread_type == FF_THREAD_SLICE;
548
549     x4->params.b_interlaced   = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT;
550
551     x4->params.b_open_gop     = !(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_CLOSED_GOP);
552
553     x4->params.i_slice_count  = avctx->slices;
554
555     x4->params.vui.b_fullrange = avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P ||
556                                  avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P ||
557                                  avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P ||
558                                  avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG;
559
560     // x264 validates the values internally
561     x4->params.vui.i_colorprim = avctx->color_primaries;
562     x4->params.vui.i_transfer  = avctx->color_trc;
563     x4->params.vui.i_colmatrix = avctx->colorspace;
564
565     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER)
566         x4->params.b_repeat_headers = 0;
567
568     if (x4->x264_params) {
569         AVDictionary *dict    = NULL;
570         AVDictionaryEntry *en = NULL;
571
572         if (!av_dict_parse_string(&dict, x4->x264_params, "=", ":", 0)) {
573             while ((en = av_dict_get(dict, "", en, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
574                 if (x264_param_parse(&x4->params, en->key, en->value) < 0)
575                     av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
576                            "Error parsing option '%s = %s'.\n",
577                             en->key, en->value);
578             }
579
580             av_dict_free(&dict);
581         }
582     }
583
584     // update AVCodecContext with x264 parameters
585     avctx->has_b_frames = x4->params.i_bframe ?
586         x4->params.i_bframe_pyramid ? 2 : 1 : 0;
587     if (avctx->max_b_frames < 0)
588         avctx->max_b_frames = 0;
589
590     avctx->bit_rate = x4->params.rc.i_bitrate*1000;
591
592     x4->enc = x264_encoder_open(&x4->params);
593     if (!x4->enc)
594         return AVERROR_UNKNOWN;
595
596     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
597         x264_nal_t *nal;
598         uint8_t *p;
599         int nnal, s, i;
600
601         s = x264_encoder_headers(x4->enc, &nal, &nnal);
602         avctx->extradata = p = av_mallocz(s + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
603         if (!p)
604             return AVERROR(ENOMEM);
605
606         for (i = 0; i < nnal; i++) {
607             /* Don't put the SEI in extradata. */
608             if (nal[i].i_type == NAL_SEI) {
609                 av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "%s\n", nal[i].p_payload+25);
610                 x4->sei_size = nal[i].i_payload;
611                 x4->sei      = av_malloc(x4->sei_size);
612                 if (!x4->sei)
613                     return AVERROR(ENOMEM);
614                 memcpy(x4->sei, nal[i].p_payload, nal[i].i_payload);
615                 continue;
616             }
617             memcpy(p, nal[i].p_payload, nal[i].i_payload);
618             p += nal[i].i_payload;
619         }
620         avctx->extradata_size = p - avctx->extradata;
621     }
622
623     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
624     if (!cpb_props)
625         return AVERROR(ENOMEM);
626     cpb_props->buffer_size = x4->params.rc.i_vbv_buffer_size * 1000;
627     cpb_props->max_bitrate = x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate * 1000;
628     cpb_props->avg_bitrate = x4->params.rc.i_bitrate         * 1000;
629
630     return 0;
631 }
632
633 static const enum AVPixelFormat pix_fmts_8bit[] = {
634     AV_PIX_FMT_YUV420P,
635     AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
636     AV_PIX_FMT_YUV422P,
637     AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
638     AV_PIX_FMT_YUV444P,
639     AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
640     AV_PIX_FMT_NV12,
641     AV_PIX_FMT_NV16,
642 #ifdef X264_CSP_NV21
643     AV_PIX_FMT_NV21,
644 #endif
645     AV_PIX_FMT_NONE
646 };
647 static const enum AVPixelFormat pix_fmts_9bit[] = {
648     AV_PIX_FMT_YUV420P9,
649     AV_PIX_FMT_YUV444P9,
650     AV_PIX_FMT_NONE
651 };
652 static const enum AVPixelFormat pix_fmts_10bit[] = {
653     AV_PIX_FMT_YUV420P10,
654     AV_PIX_FMT_YUV422P10,
655     AV_PIX_FMT_YUV444P10,
656     AV_PIX_FMT_NV20,
657     AV_PIX_FMT_NONE
658 };
659
660 static av_cold void X264_init_static(AVCodec *codec)
661 {
662     if (x264_bit_depth == 8)
663         codec->pix_fmts = pix_fmts_8bit;
664     else if (x264_bit_depth == 9)
665         codec->pix_fmts = pix_fmts_9bit;
666     else if (x264_bit_depth == 10)
667         codec->pix_fmts = pix_fmts_10bit;
668 }
669
670 #define OFFSET(x) offsetof(X264Context, x)
671 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
672 static const AVOption options[] = {
673     { "preset",        "Set the encoding preset (cf. x264 --fullhelp)",   OFFSET(preset),        AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "medium" }, 0, 0, VE},
674     { "tune",          "Tune the encoding params (cf. x264 --fullhelp)",  OFFSET(tune),          AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE},
675     { "profile",       "Set profile restrictions (cf. x264 --fullhelp) ", OFFSET(profile),       AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE},
676     { "fastfirstpass", "Use fast settings when encoding first pass",      OFFSET(fastfirstpass), AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = 1 }, 0, 1, VE},
677     { "crf",           "Select the quality for constant quality mode",    OFFSET(crf),           AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl = -1 }, -1, FLT_MAX, VE },
678     { "crf_max",       "In CRF mode, prevents VBV from lowering quality beyond this point.",OFFSET(crf_max), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = -1 }, -1, FLT_MAX, VE },
679     { "qp",            "Constant quantization parameter rate control method",OFFSET(cqp),        AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE },
680     { "aq-mode",       "AQ method",                                       OFFSET(aq_mode),       AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE, "aq_mode"},
681     { "none",          NULL,                              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_AQ_NONE},         INT_MIN, INT_MAX, VE, "aq_mode" },
682     { "variance",      "Variance AQ (complexity mask)",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_AQ_VARIANCE},     INT_MIN, INT_MAX, VE, "aq_mode" },
683     { "autovariance",  "Auto-variance AQ (experimental)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_AQ_AUTOVARIANCE}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "aq_mode" },
684     { "aq-strength",   "AQ strength. Reduces blocking and blurring in flat and textured areas.", OFFSET(aq_strength), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = -1}, -1, FLT_MAX, VE},
685     { "psy",           "Use psychovisual optimizations.",                 OFFSET(psy),           AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
686     { "psy-rd",        "Strength of psychovisual optimization, in <psy-rd>:<psy-trellis> format.", OFFSET(psy_rd), AV_OPT_TYPE_STRING,  {0 }, 0, 0, VE},
687     { "rc-lookahead",  "Number of frames to look ahead for frametype and ratecontrol", OFFSET(rc_lookahead), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE },
688     { "weightb",       "Weighted prediction for B-frames.",               OFFSET(weightb),       AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
689     { "weightp",       "Weighted prediction analysis method.",            OFFSET(weightp),       AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE, "weightp" },
690     { "none",          NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_WEIGHTP_NONE},   INT_MIN, INT_MAX, VE, "weightp" },
691     { "simple",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_WEIGHTP_SIMPLE}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "weightp" },
692     { "smart",         NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_WEIGHTP_SMART},  INT_MIN, INT_MAX, VE, "weightp" },
693     { "ssim",          "Calculate and print SSIM stats.",                 OFFSET(ssim),          AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
694     { "intra-refresh", "Use Periodic Intra Refresh instead of IDR frames.",OFFSET(intra_refresh),AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
695     { "bluray-compat", "Bluray compatibility workarounds.",               OFFSET(bluray_compat) ,AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
696     { "b-bias",        "Influences how often B-frames are used",          OFFSET(b_bias),        AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = INT_MIN}, INT_MIN, INT_MAX, VE },
697     { "b-pyramid",     "Keep some B-frames as references.",               OFFSET(b_pyramid),     AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE, "b_pyramid" },
698     { "none",          NULL,                                  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_B_PYRAMID_NONE},   INT_MIN, INT_MAX, VE, "b_pyramid" },
699     { "strict",        "Strictly hierarchical pyramid",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_B_PYRAMID_STRICT}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "b_pyramid" },
700     { "normal",        "Non-strict (not Blu-ray compatible)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_B_PYRAMID_NORMAL}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "b_pyramid" },
701     { "mixed-refs",    "One reference per partition, as opposed to one reference per macroblock", OFFSET(mixed_refs), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1}, -1, 1, VE },
702     { "8x8dct",        "High profile 8x8 transform.",                     OFFSET(dct8x8),        AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE},
703     { "fast-pskip",    NULL,                                              OFFSET(fast_pskip),    AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE},
704     { "aud",           "Use access unit delimiters.",                     OFFSET(aud),           AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE},
705     { "mbtree",        "Use macroblock tree ratecontrol.",                OFFSET(mbtree),        AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE},
706     { "deblock",       "Loop filter parameters, in <alpha:beta> form.",   OFFSET(deblock),       AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 },  0, 0, VE},
707     { "cplxblur",      "Reduce fluctuations in QP (before curve compression)", OFFSET(cplxblur), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl = -1 }, -1, FLT_MAX, VE},
708     { "partitions",    "A comma-separated list of partitions to consider. "
709                        "Possible values: p8x8, p4x4, b8x8, i8x8, i4x4, none, all", OFFSET(partitions), AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE},
710     { "direct-pred",   "Direct MV prediction mode",                       OFFSET(direct_pred),   AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE, "direct-pred" },
711     { "none",          NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_DIRECT_PRED_NONE },     0, 0, VE, "direct-pred" },
712     { "spatial",       NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_DIRECT_PRED_SPATIAL },  0, 0, VE, "direct-pred" },
713     { "temporal",      NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_DIRECT_PRED_TEMPORAL }, 0, 0, VE, "direct-pred" },
714     { "auto",          NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_DIRECT_PRED_AUTO },     0, 0, VE, "direct-pred" },
715     { "slice-max-size","Limit the size of each slice in bytes",           OFFSET(slice_max_size),AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE },
716     { "stats",         "Filename for 2 pass stats",                       OFFSET(stats),         AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 },  0,       0, VE },
717     { "nal-hrd",       "Signal HRD information (requires vbv-bufsize; "
718                        "cbr not allowed in .mp4)",                        OFFSET(nal_hrd),       AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE, "nal-hrd" },
719     { "none",          NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_NAL_HRD_NONE}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "nal-hrd" },
720     { "vbr",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_NAL_HRD_VBR},  INT_MIN, INT_MAX, VE, "nal-hrd" },
721     { "cbr",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_NAL_HRD_CBR},  INT_MIN, INT_MAX, VE, "nal-hrd" },
722     { "motion-est",   "Set motion estimation method",                     OFFSET(motion_est),    AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, X264_ME_TESA, VE, "motion-est"},
723     { "dia",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_ME_DIA },  INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
724     { "hex",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_ME_HEX },  INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
725     { "umh",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_ME_UMH },  INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
726     { "esa",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_ME_ESA },  INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
727     { "tesa",          NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_ME_TESA }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
728     { "forced-idr",   "If forwarding iframes, require them to be IDR frames.", OFFSET(forced_idr),  AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
729     { "coder",    "Coder type",                                           OFFSET(coder), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE, "coder" },
730     { "default",          NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "coder" },
731     { "cavlc",            NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 0 },  INT_MIN, INT_MAX, VE, "coder" },
732     { "cabac",            NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 1 },  INT_MIN, INT_MAX, VE, "coder" },
733
734     { "x264-params",  "Override the x264 configuration using a :-separated list of key=value parameters", OFFSET(x264_params), AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE },
735     { NULL },
736 };
737
738 static const AVCodecDefault x264_defaults[] = {
739     { "b",                "0" },
740     { "bf",               "-1" },
741     { "g",                "-1" },
742     { "i_qfactor",        "-1" },
743     { "qmin",             "-1" },
744     { "qmax",             "-1" },
745     { "qdiff",            "-1" },
746     { "qblur",            "-1" },
747     { "qcomp",            "-1" },
748     { "refs",             "-1" },
749     { "sc_threshold",     "-1" },
750     { "trellis",          "-1" },
751     { "nr",               "-1" },
752     { "me_range",         "-1" },
753 #if FF_API_MOTION_EST
754     { "me_method",        "-1" },
755 #endif
756     { "subq",             "-1" },
757     { "b_strategy",       "-1" },
758     { "keyint_min",       "-1" },
759 #if FF_API_CODER_TYPE
760     { "coder",            "-1" },
761 #endif
762     { "cmp",              "-1" },
763     { "threads",          AV_STRINGIFY(X264_THREADS_AUTO) },
764     { "thread_type",      "0" },
765     { "flags",            "+cgop" },
766     { "rc_init_occupancy","-1" },
767     { NULL },
768 };
769
770 #if CONFIG_LIBX264_ENCODER
771 static const AVClass class = {
772     .class_name = "libx264",
773     .item_name  = av_default_item_name,
774     .option     = options,
775     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
776 };
777
778 AVCodec ff_libx264_encoder = {
779     .name             = "libx264",
780     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libx264 H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
781     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
782     .id               = AV_CODEC_ID_H264,
783     .priv_data_size   = sizeof(X264Context),
784     .init             = X264_init,
785     .encode2          = X264_frame,
786     .close            = X264_close,
787     .capabilities     = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
788     .priv_class       = &class,
789     .defaults         = x264_defaults,
790     .init_static_data = X264_init_static,
791     .caps_internal    = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
792                         FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
793 };
794 #endif
795
796 #if CONFIG_LIBX262_ENCODER
797 static const AVClass X262_class = {
798     .class_name = "libx262",
799     .item_name  = av_default_item_name,
800     .option     = options,
801     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
802 };
803
804 AVCodec ff_libx262_encoder = {
805     .name             = "libx262",
806     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libx262 MPEG2VIDEO"),
807     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
808     .id               = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
809     .priv_data_size   = sizeof(X264Context),
810     .init             = X264_init,
811     .encode2          = X264_frame,
812     .close            = X264_close,
813     .capabilities     = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
814     .priv_class       = &X262_class,
815     .defaults         = x264_defaults,
816     .pix_fmts         = pix_fmts_8bit,
817     .caps_internal    = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
818                         FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
819 };
820 #endif