nvenc: add support for lossless encoding
[ffmpeg.git] / libavcodec / nvenc_h264.c
1 /*
2  * This file is part of Libav.
3  *
4  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 #include "libavutil/internal.h"
20 #include "libavutil/opt.h"
21
22 #include "avcodec.h"
23 #include "internal.h"
24
25 #include "nvenc.h"
26
27 #define OFFSET(x) offsetof(NVENCContext, x)
28 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
29 static const AVOption options[] = {
30     { "preset",   "Set the encoding preset",              OFFSET(preset),      AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = PRESET_HQ }, PRESET_DEFAULT, PRESET_LOSSLESS_HP, VE, "preset" },
31     { "default",    "",                                   0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_DEFAULT }, 0, 0, VE, "preset" },
32     { "hp",         "",                                   0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_HP }, 0, 0, VE, "preset" },
33     { "hq",         "",                                   0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_HQ }, 0, 0, VE, "preset" },
34     { "bd",         "",                                   0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_BD }, 0, 0, VE, "preset" },
35     { "ll",         "low latency",                        0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_LOW_LATENCY_DEFAULT }, 0, 0, VE, "preset" },
36     { "llhq",       "low latency hq",                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_LOW_LATENCY_HQ }, 0, 0, VE, "preset" },
37     { "llhp",       "low latency hp",                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_LOW_LATENCY_HP }, 0, 0, VE, "preset" },
38     { "lossless",   NULL,                                 0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_LOSSLESS_DEFAULT }, 0, 0, VE, "preset" },
39     { "losslesshp", NULL,                                 0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = PRESET_LOSSLESS_HP }, 0, 0, VE, "preset" },
40     { "profile",  "Set the encoding profile",             OFFSET(profile),     AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH }, NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE, NV_ENC_H264_PROFILE_CONSTRAINED_HIGH, VE, "profile" },
41     { "baseline", "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE },            0, 0, VE, "profile" },
42     { "main",     "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN },                0, 0, VE, "profile" },
43     { "high",     "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH },                0, 0, VE, "profile" },
44     { "high_444", "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444 },            0, 0, VE, "profile" },
45     { "constrained_high", "",                             0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_CONSTRAINED_HIGH },    0, 0, VE, "profile" },
46     { "level",    "Set the encoding level restriction",   OFFSET(level),       AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT }, NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT, NV_ENC_LEVEL_H264_51, VE, "level" },
47     { "1.0",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_1 },  0, 0, VE,  "level" },
48     { "1.b",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_1b }, 0, 0, VE,  "level" },
49     { "1.1",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_11 }, 0, 0, VE,  "level" },
50     { "1.2",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_12 }, 0, 0, VE,  "level" },
51     { "1.3",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_13 }, 0, 0, VE,  "level" },
52     { "2.0",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_2 },  0, 0, VE,  "level" },
53     { "2.1",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_21 }, 0, 0, VE,  "level" },
54     { "2.2",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_22 }, 0, 0, VE,  "level" },
55     { "3.0",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_3 },  0, 0, VE,  "level" },
56     { "3.1",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_31 }, 0, 0, VE,  "level" },
57     { "3.2",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_32 }, 0, 0, VE,  "level" },
58     { "4.0",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_4 },  0, 0, VE,  "level" },
59     { "4.1",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_41 }, 0, 0, VE,  "level" },
60     { "4.2",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_42 }, 0, 0, VE,  "level" },
61     { "5.0",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_5 },  0, 0, VE,  "level" },
62     { "5.1",      "",                                     0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_51 }, 0, 0, VE,  "level" },
63     { "rc",       "Override the preset rate-control",     OFFSET(rc),          AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 },                   -1, INT_MAX, VE, "rc" },
64     { "constqp",          "Constant QP mode",                                                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP },              0, 0, VE, "rc" },
65     { "vbr",              "Variable bitrate mode",                                                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR },                  0, 0, VE, "rc" },
66     { "cbr",              "Constant bitrate mode",                                                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR },                  0, 0, VE, "rc" },
67     { "vbr_minqp",        "Variable bitrate mode with MinQP",                                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP },            0, 0, VE, "rc" },
68     { "ll_2pass_quality", "Multi-pass optimized for image quality (only for low-latency presets)",       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY },       0, 0, VE, "rc" },
69     { "ll_2pass_size",    "Multi-pass optimized for constant frame size (only for low-latency presets)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_FRAMESIZE_CAP }, 0, 0, VE, "rc" },
70     { "vbr_2pass",        "Multi-pass variable bitrate mode",                                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR },           0, 0, VE, "rc" },
71     { "surfaces", "Number of concurrent surfaces",        OFFSET(nb_surfaces), AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = 32 },                   0, INT_MAX, VE },
72     { "device",   "Select a specific NVENC device",       OFFSET(device),      AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 },                   -2, INT_MAX, VE, "device" },
73     { "any",      "Pick the first device available",      0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = ANY_DEVICE },           0, 0, VE, "device" },
74     { "list",     "List the available devices",           0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,  { .i64 = LIST_DEVICES },         0, 0, VE, "device" },
75     { NULL }
76 };
77
78 static const AVClass nvenc_h264_class = {
79     .class_name = "nvenc_h264",
80     .item_name = av_default_item_name,
81     .option = options,
82     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
83 };
84
85 static const AVCodecDefault defaults[] = {
86     { "b", "0" },
87     { "qmin", "-1" },
88     { "qmax", "-1" },
89     { "qdiff", "-1" },
90     { "qblur", "-1" },
91     { "qcomp", "-1" },
92     { NULL },
93 };
94
95 AVCodec ff_h264_nvenc_encoder = {
96     .name           = "h264_nvenc",
97     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC H.264 encoder"),
98     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
99     .id             = AV_CODEC_ID_H264,
100     .init           = ff_nvenc_encode_init,
101     .encode2        = ff_nvenc_encode_frame,
102     .close          = ff_nvenc_encode_close,
103     .priv_data_size = sizeof(NVENCContext),
104     .priv_class     = &nvenc_h264_class,
105     .defaults       = defaults,
106     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY,
107     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
108     .pix_fmts       = ff_nvenc_pix_fmts,
109 };
110
111 #if FF_API_NVENC_OLD_NAME
112
113 static int nvenc_old_init(AVCodecContext *avctx)
114 {
115     av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "This encoder is deprecated, use 'h264_nvenc' instead\n");
116     return ff_nvenc_encode_init(avctx);
117 }
118
119 static const AVClass nvenc_h264_old_class = {
120     .class_name = "nvenc_h264",
121     .item_name = av_default_item_name,
122     .option = options,
123     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
124 };
125
126 AVCodec ff_nvenc_h264_encoder = {
127     .name           = "nvenc_h264",
128     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC H.264 encoder"),
129     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
130     .id             = AV_CODEC_ID_H264,
131     .init           = nvenc_old_init,
132     .encode2        = ff_nvenc_encode_frame,
133     .close          = ff_nvenc_encode_close,
134     .priv_data_size = sizeof(NVENCContext),
135     .priv_class     = &nvenc_h264_old_class,
136     .defaults       = defaults,
137     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY,
138     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
139     .pix_fmts       = ff_nvenc_pix_fmts,
140 };
141 #endif