vaapi_encode: Fix fallback when input does not match any format
[ffmpeg.git] / libavcodec / vaapi_encode.c
1 /*
2  * This file is part of Libav.
3  *
4  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 #include <inttypes.h>
20 #include <string.h>
21
22 #include "libavutil/avassert.h"
23 #include "libavutil/common.h"
24 #include "libavutil/log.h"
25 #include "libavutil/pixdesc.h"
26
27 #include "vaapi_encode.h"
28 #include "avcodec.h"
29
30 static const char *picture_type_name[] = { "IDR", "I", "P", "B" };
31
32 static int vaapi_encode_make_packed_header(AVCodecContext *avctx,
33                                            VAAPIEncodePicture *pic,
34                                            int type, char *data, size_t bit_len)
35 {
36     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
37     VAStatus vas;
38     VABufferID param_buffer, data_buffer;
39     VAEncPackedHeaderParameterBuffer params = {
40         .type = type,
41         .bit_length = bit_len,
42         .has_emulation_bytes = 1,
43     };
44
45     av_assert0(pic->nb_param_buffers + 2 <= MAX_PARAM_BUFFERS);
46
47     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
48                          VAEncPackedHeaderParameterBufferType,
49                          sizeof(params), 1, &params, &param_buffer);
50     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
51         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create parameter buffer "
52                "for packed header (type %d): %d (%s).\n",
53                type, vas, vaErrorStr(vas));
54         return AVERROR(EIO);
55     }
56     pic->param_buffers[pic->nb_param_buffers++] = param_buffer;
57
58     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
59                          VAEncPackedHeaderDataBufferType,
60                          (bit_len + 7) / 8, 1, data, &data_buffer);
61     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
62         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create data buffer "
63                "for packed header (type %d): %d (%s).\n",
64                type, vas, vaErrorStr(vas));
65         return AVERROR(EIO);
66     }
67     pic->param_buffers[pic->nb_param_buffers++] = data_buffer;
68
69     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Packed header buffer (%d) is %#x/%#x "
70            "(%zu bits).\n", type, param_buffer, data_buffer, bit_len);
71     return 0;
72 }
73
74 static int vaapi_encode_make_param_buffer(AVCodecContext *avctx,
75                                           VAAPIEncodePicture *pic,
76                                           int type, char *data, size_t len)
77 {
78     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
79     VAStatus vas;
80     VABufferID buffer;
81
82     av_assert0(pic->nb_param_buffers + 1 <= MAX_PARAM_BUFFERS);
83
84     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
85                          type, len, 1, data, &buffer);
86     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
87         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create parameter buffer "
88                "(type %d): %d (%s).\n", type, vas, vaErrorStr(vas));
89         return AVERROR(EIO);
90     }
91     pic->param_buffers[pic->nb_param_buffers++] = buffer;
92
93     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Param buffer (%d) is %#x.\n",
94            type, buffer);
95     return 0;
96 }
97
98 static int vaapi_encode_wait(AVCodecContext *avctx,
99                              VAAPIEncodePicture *pic)
100 {
101     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
102     VAStatus vas;
103
104     av_assert0(pic->encode_issued);
105
106     if (pic->encode_complete) {
107         // Already waited for this picture.
108         return 0;
109     }
110
111     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Sync to pic %"PRId64"/%"PRId64" "
112            "(recon surface %#x).\n", pic->display_order,
113            pic->encode_order, pic->recon_surface);
114
115     vas = vaSyncSurface(ctx->hwctx->display, pic->recon_surface);
116     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
117         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to sync to picture completion: "
118                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
119         return AVERROR(EIO);
120     }
121
122     // Input is definitely finished with now.
123     av_frame_free(&pic->input_image);
124
125     pic->encode_complete = 1;
126     return 0;
127 }
128
129 static int vaapi_encode_issue(AVCodecContext *avctx,
130                               VAAPIEncodePicture *pic)
131 {
132     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
133     VAAPIEncodeSlice *slice;
134     VAStatus vas;
135     int err, i;
136     char data[MAX_PARAM_BUFFER_SIZE];
137     size_t bit_len;
138
139     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Issuing encode for pic %"PRId64"/%"PRId64" "
140            "as type %s.\n", pic->display_order, pic->encode_order,
141            picture_type_name[pic->type]);
142     if (pic->nb_refs == 0) {
143         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "No reference pictures.\n");
144     } else {
145         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Refers to:");
146         for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
147             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " %"PRId64"/%"PRId64,
148                    pic->refs[i]->display_order, pic->refs[i]->encode_order);
149         }
150         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, ".\n");
151     }
152
153     av_assert0(pic->input_available && !pic->encode_issued);
154     for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
155         av_assert0(pic->refs[i]);
156         // If we are serialised then the references must have already
157         // completed.  If not, they must have been issued but need not
158         // have completed yet.
159         if (ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_SERIALISE_EVERYTHING)
160             av_assert0(pic->refs[i]->encode_complete);
161         else
162             av_assert0(pic->refs[i]->encode_issued);
163     }
164
165     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Input surface is %#x.\n", pic->input_surface);
166
167     pic->recon_image = av_frame_alloc();
168     if (!pic->recon_image) {
169         err = AVERROR(ENOMEM);
170         goto fail;
171     }
172
173     err = av_hwframe_get_buffer(ctx->recon_frames_ref, pic->recon_image, 0);
174     if (err < 0) {
175         err = AVERROR(ENOMEM);
176         goto fail;
177     }
178     pic->recon_surface = (VASurfaceID)(uintptr_t)pic->recon_image->data[3];
179     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Recon surface is %#x.\n", pic->recon_surface);
180
181     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
182                          VAEncCodedBufferType,
183                          MAX_OUTPUT_BUFFER_SIZE, 1, 0,
184                          &pic->output_buffer);
185     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
186         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create bitstream "
187                "output buffer: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
188         err = AVERROR(ENOMEM);
189         goto fail;
190     }
191     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output buffer is %#x.\n",
192            pic->output_buffer);
193
194     if (ctx->codec->picture_params_size > 0) {
195         pic->codec_picture_params = av_malloc(ctx->codec->picture_params_size);
196         if (!pic->codec_picture_params)
197             goto fail;
198         memcpy(pic->codec_picture_params, ctx->codec_picture_params,
199                ctx->codec->picture_params_size);
200     } else {
201         av_assert0(!ctx->codec_picture_params);
202     }
203
204     pic->nb_param_buffers = 0;
205
206     if (pic->encode_order == 0) {
207         // Global parameter buffers are set on the first picture only.
208
209         for (i = 0; i < ctx->nb_global_params; i++) {
210             err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
211                                                  VAEncMiscParameterBufferType,
212                                                  (char*)ctx->global_params[i],
213                                                  ctx->global_params_size[i]);
214             if (err < 0)
215                 goto fail;
216         }
217     }
218
219     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR && ctx->codec->init_sequence_params) {
220         err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
221                                              VAEncSequenceParameterBufferType,
222                                              ctx->codec_sequence_params,
223                                              ctx->codec->sequence_params_size);
224         if (err < 0)
225             goto fail;
226     }
227
228     if (ctx->codec->init_picture_params) {
229         err = ctx->codec->init_picture_params(avctx, pic);
230         if (err < 0) {
231             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise picture "
232                    "parameters: %d.\n", err);
233             goto fail;
234         }
235         err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
236                                              VAEncPictureParameterBufferType,
237                                              pic->codec_picture_params,
238                                              ctx->codec->picture_params_size);
239         if (err < 0)
240             goto fail;
241     }
242
243     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR) {
244         if (ctx->codec->write_sequence_header) {
245             bit_len = 8 * sizeof(data);
246             err = ctx->codec->write_sequence_header(avctx, data, &bit_len);
247             if (err < 0) {
248                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write per-sequence "
249                        "header: %d.\n", err);
250                 goto fail;
251             }
252             err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic,
253                                                   ctx->codec->sequence_header_type,
254                                                   data, bit_len);
255             if (err < 0)
256                 goto fail;
257         }
258     }
259
260     if (ctx->codec->write_picture_header) {
261         bit_len = 8 * sizeof(data);
262         err = ctx->codec->write_picture_header(avctx, pic, data, &bit_len);
263         if (err < 0) {
264             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write per-picture "
265                    "header: %d.\n", err);
266             goto fail;
267         }
268         err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic,
269                                               ctx->codec->picture_header_type,
270                                               data, bit_len);
271         if (err < 0)
272             goto fail;
273     }
274
275     if (ctx->codec->write_extra_buffer) {
276         for (i = 0;; i++) {
277             size_t len = sizeof(data);
278             int type;
279             err = ctx->codec->write_extra_buffer(avctx, pic, i, &type,
280                                                  data, &len);
281             if (err == AVERROR_EOF)
282                 break;
283             if (err < 0) {
284                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write extra "
285                        "buffer %d: %d.\n", i, err);
286                 goto fail;
287             }
288
289             err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic, type,
290                                                  data, len);
291             if (err < 0)
292                 goto fail;
293         }
294     }
295
296     if (ctx->codec->write_extra_header) {
297         for (i = 0;; i++) {
298             int type;
299             bit_len = 8 * sizeof(data);
300             err = ctx->codec->write_extra_header(avctx, pic, i, &type,
301                                                  data, &bit_len);
302             if (err == AVERROR_EOF)
303                 break;
304             if (err < 0) {
305                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write extra "
306                        "header %d: %d.\n", i, err);
307                 goto fail;
308             }
309
310             err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic, type,
311                                                   data, bit_len);
312             if (err < 0)
313                 goto fail;
314         }
315     }
316
317     av_assert0(pic->nb_slices <= MAX_PICTURE_SLICES);
318     for (i = 0; i < pic->nb_slices; i++) {
319         slice = av_mallocz(sizeof(*slice));
320         if (!slice) {
321             err = AVERROR(ENOMEM);
322             goto fail;
323         }
324         pic->slices[i] = slice;
325
326         if (ctx->codec->slice_params_size > 0) {
327             slice->codec_slice_params = av_mallocz(ctx->codec->slice_params_size);
328             if (!slice->codec_slice_params) {
329                 err = AVERROR(ENOMEM);
330                 goto fail;
331             }
332         }
333
334         if (ctx->codec->init_slice_params) {
335             err = ctx->codec->init_slice_params(avctx, pic, slice);
336             if (err < 0) {
337                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initalise slice "
338                        "parameters: %d.\n", err);
339                 goto fail;
340             }
341         }
342
343         if (ctx->codec->write_slice_header) {
344             bit_len = 8 * sizeof(data);
345             err = ctx->codec->write_slice_header(avctx, pic, slice,
346                                                  data, &bit_len);
347             if (err < 0) {
348                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write per-slice "
349                        "header: %d.\n", err);
350                 goto fail;
351             }
352             err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic,
353                                                   ctx->codec->slice_header_type,
354                                                   data, bit_len);
355             if (err < 0)
356                 goto fail;
357         }
358
359         if (ctx->codec->init_slice_params) {
360             err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
361                                                  VAEncSliceParameterBufferType,
362                                                  slice->codec_slice_params,
363                                                  ctx->codec->slice_params_size);
364             if (err < 0)
365                 goto fail;
366         }
367     }
368
369     vas = vaBeginPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
370                          pic->input_surface);
371     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
372         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to begin picture encode issue: "
373                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
374         err = AVERROR(EIO);
375         goto fail_with_picture;
376     }
377
378     vas = vaRenderPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
379                           pic->param_buffers, pic->nb_param_buffers);
380     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
381         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to upload encode parameters: "
382                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
383         err = AVERROR(EIO);
384         goto fail_with_picture;
385     }
386
387     vas = vaEndPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
388     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
389         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to end picture encode issue: "
390                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
391         err = AVERROR(EIO);
392         goto fail_at_end;
393     }
394
395     pic->encode_issued = 1;
396
397     if (ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_SERIALISE_EVERYTHING)
398         return vaapi_encode_wait(avctx, pic);
399     else
400         return 0;
401
402 fail_with_picture:
403     vaEndPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
404 fail:
405     for(i = 0; i < pic->nb_param_buffers; i++)
406         vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, pic->param_buffers[i]);
407 fail_at_end:
408     av_freep(&pic->codec_picture_params);
409     av_frame_free(&pic->recon_image);
410     return err;
411 }
412
413 static int vaapi_encode_output(AVCodecContext *avctx,
414                                VAAPIEncodePicture *pic, AVPacket *pkt)
415 {
416     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
417     VACodedBufferSegment *buf_list, *buf;
418     VAStatus vas;
419     int err;
420
421     err = vaapi_encode_wait(avctx, pic);
422     if (err < 0)
423         return err;
424
425     buf_list = NULL;
426     vas = vaMapBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer,
427                       (void**)&buf_list);
428     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
429         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to map output buffers: "
430                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
431         err = AVERROR(EIO);
432         goto fail;
433     }
434
435     for (buf = buf_list; buf; buf = buf->next) {
436         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output buffer: %u bytes "
437                "(status %08x).\n", buf->size, buf->status);
438
439         err = av_new_packet(pkt, buf->size);
440         if (err < 0)
441             goto fail;
442
443         memcpy(pkt->data, buf->buf, buf->size);
444     }
445
446     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR)
447         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
448
449     pkt->pts = pic->pts;
450
451     vas = vaUnmapBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer);
452     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
453         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to unmap output buffers: "
454                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
455         err = AVERROR(EIO);
456         goto fail;
457     }
458
459     vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer);
460     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
461
462     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output read for pic %"PRId64"/%"PRId64".\n",
463            pic->display_order, pic->encode_order);
464     return 0;
465
466 fail:
467     if (pic->output_buffer != VA_INVALID_ID) {
468         vaUnmapBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer);
469         vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer);
470         pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
471     }
472     return err;
473 }
474
475 static int vaapi_encode_discard(AVCodecContext *avctx,
476                                 VAAPIEncodePicture *pic)
477 {
478     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
479
480     vaapi_encode_wait(avctx, pic);
481
482     if (pic->output_buffer != VA_INVALID_ID) {
483         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Discard output for pic "
484                "%"PRId64"/%"PRId64".\n",
485                pic->display_order, pic->encode_order);
486
487         vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer);
488         pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
489     }
490
491     return 0;
492 }
493
494 static VAAPIEncodePicture *vaapi_encode_alloc(void)
495 {
496     VAAPIEncodePicture *pic;
497
498     pic = av_mallocz(sizeof(*pic));
499     if (!pic)
500         return NULL;
501
502     pic->input_surface = VA_INVALID_ID;
503     pic->recon_surface = VA_INVALID_ID;
504     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
505
506     return pic;
507 }
508
509 static int vaapi_encode_free(AVCodecContext *avctx,
510                              VAAPIEncodePicture *pic)
511 {
512     int i;
513
514     if (pic->encode_issued)
515         vaapi_encode_discard(avctx, pic);
516
517     for (i = 0; i < pic->nb_slices; i++) {
518         av_freep(&pic->slices[i]->priv_data);
519         av_freep(&pic->slices[i]->codec_slice_params);
520         av_freep(&pic->slices[i]);
521     }
522     av_freep(&pic->codec_picture_params);
523
524     av_frame_free(&pic->input_image);
525     av_frame_free(&pic->recon_image);
526
527     // Output buffer should already be destroyed.
528     av_assert0(pic->output_buffer == VA_INVALID_ID);
529
530     av_freep(&pic->priv_data);
531     av_freep(&pic->codec_picture_params);
532
533     av_free(pic);
534
535     return 0;
536 }
537
538 static int vaapi_encode_step(AVCodecContext *avctx,
539                              VAAPIEncodePicture *target)
540 {
541     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
542     VAAPIEncodePicture *pic;
543     int i, err;
544
545     if (ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_SERIALISE_EVERYTHING ||
546         ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_MINIMISE_LATENCY) {
547         // These two modes are equivalent, except that we wait for
548         // immediate completion on each operation if serialised.
549
550         if (!target) {
551             // No target, nothing to do yet.
552             return 0;
553         }
554
555         if (target->encode_complete) {
556             // Already done.
557             return 0;
558         }
559
560         pic = target;
561         for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
562             if (!pic->refs[i]->encode_complete) {
563                 err = vaapi_encode_step(avctx, pic->refs[i]);
564                 if (err < 0)
565                     return err;
566             }
567         }
568
569         err = vaapi_encode_issue(avctx, pic);
570         if (err < 0)
571             return err;
572
573     } else if (ctx->issue_mode == ISSUE_MODE_MAXIMISE_THROUGHPUT) {
574         int activity;
575
576         do {
577             activity = 0;
578             for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
579                 if (!pic->input_available || pic->encode_issued)
580                     continue;
581                 for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
582                     if (!pic->refs[i]->encode_issued)
583                         break;
584                 }
585                 if (i < pic->nb_refs)
586                     continue;
587                 err = vaapi_encode_issue(avctx, pic);
588                 if (err < 0)
589                     return err;
590                 activity = 1;
591             }
592         } while(activity);
593
594         if (target) {
595             av_assert0(target->encode_issued && "broken dependencies?");
596         }
597
598     } else {
599         av_assert0(0);
600     }
601
602     return 0;
603 }
604
605 static int vaapi_encode_get_next(AVCodecContext *avctx,
606                                  VAAPIEncodePicture **pic_out)
607 {
608     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
609     VAAPIEncodePicture *start, *end, *pic;
610     int i;
611
612     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
613         if (pic->next)
614             av_assert0(pic->display_order + 1 == pic->next->display_order);
615         if (pic->display_order == ctx->input_order) {
616             *pic_out = pic;
617             return 0;
618         }
619     }
620
621     if (ctx->input_order == 0) {
622         // First frame is always an IDR frame.
623         av_assert0(!ctx->pic_start && !ctx->pic_end);
624
625         pic = vaapi_encode_alloc();
626         if (!pic)
627             return AVERROR(ENOMEM);
628
629         pic->type = PICTURE_TYPE_IDR;
630         pic->display_order = 0;
631         pic->encode_order  = 0;
632
633         ctx->pic_start = ctx->pic_end = pic;
634
635         *pic_out = pic;
636         return 0;
637     }
638
639     pic = vaapi_encode_alloc();
640     if (!pic)
641         return AVERROR(ENOMEM);
642
643     if (ctx->p_per_i == 0 || ctx->p_counter == ctx->p_per_i) {
644         if (ctx->i_per_idr == 0 || ctx->i_counter == ctx->i_per_idr) {
645             pic->type = PICTURE_TYPE_IDR;
646             ctx->i_counter = 0;
647         } else {
648             pic->type = PICTURE_TYPE_I;
649             ++ctx->i_counter;
650         }
651         ctx->p_counter = 0;
652     } else {
653         pic->type = PICTURE_TYPE_P;
654         pic->refs[0] = ctx->pic_end;
655         pic->nb_refs = 1;
656         ++ctx->p_counter;
657     }
658     start = end = pic;
659
660     if (pic->type != PICTURE_TYPE_IDR) {
661         // If that was not an IDR frame, add B-frames display-before and
662         // encode-after it.
663
664         for (i = 0; i < ctx->b_per_p; i++) {
665             pic = vaapi_encode_alloc();
666             if (!pic)
667                 goto fail;
668
669             pic->type = PICTURE_TYPE_B;
670             pic->refs[0] = ctx->pic_end;
671             pic->refs[1] = end;
672             pic->nb_refs = 2;
673
674             pic->next = start;
675             pic->display_order = ctx->input_order + ctx->b_per_p - i - 1;
676             pic->encode_order  = pic->display_order + 1;
677             start = pic;
678         }
679     }
680
681     for (i = 0, pic = start; pic; i++, pic = pic->next) {
682         pic->display_order = ctx->input_order + i;
683         if (end->type == PICTURE_TYPE_IDR)
684             pic->encode_order = ctx->input_order + i;
685         else if (pic == end)
686             pic->encode_order = ctx->input_order;
687         else
688             pic->encode_order = ctx->input_order + i + 1;
689     }
690
691     av_assert0(ctx->pic_end);
692     ctx->pic_end->next = start;
693     ctx->pic_end = end;
694
695     *pic_out = start;
696
697     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pictures:");
698     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
699         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s (%"PRId64"/%"PRId64")",
700                picture_type_name[pic->type],
701                pic->display_order, pic->encode_order);
702     }
703     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "\n");
704
705     return 0;
706
707 fail:
708     while (start) {
709         pic = start->next;
710         vaapi_encode_free(avctx, start);
711         start = pic;
712     }
713     return AVERROR(ENOMEM);
714 }
715
716 static int vaapi_encode_mangle_end(AVCodecContext *avctx)
717 {
718     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
719     VAAPIEncodePicture *pic, *last_pic, *next;
720
721     // Find the last picture we actually have input for.
722     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
723         if (!pic->input_available)
724             break;
725         last_pic = pic;
726     }
727
728     if (pic) {
729         av_assert0(last_pic);
730
731         if (last_pic->type == PICTURE_TYPE_B) {
732             // Some fixing up is required.  Change the type of this
733             // picture to P, then modify preceding B references which
734             // point beyond it to point at it instead.
735
736             last_pic->type = PICTURE_TYPE_P;
737             last_pic->encode_order = last_pic->refs[1]->encode_order;
738
739             for (pic = ctx->pic_start; pic != last_pic; pic = pic->next) {
740                 if (pic->type == PICTURE_TYPE_B &&
741                     pic->refs[1] == last_pic->refs[1])
742                     pic->refs[1] = last_pic;
743             }
744
745             last_pic->nb_refs = 1;
746             last_pic->refs[1] = NULL;
747         } else {
748             // We can use the current structure (no references point
749             // beyond the end), but there are unused pics to discard.
750         }
751
752         // Discard all following pics, they will never be used.
753         for (pic = last_pic->next; pic; pic = next) {
754             next = pic->next;
755             vaapi_encode_free(avctx, pic);
756         }
757
758         last_pic->next = NULL;
759         ctx->pic_end = last_pic;
760
761     } else {
762         // Input is available for all pictures, so we don't need to
763         // mangle anything.
764     }
765
766     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pictures at end of stream:");
767     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
768         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " %s (%"PRId64"/%"PRId64")",
769                picture_type_name[pic->type],
770                pic->display_order, pic->encode_order);
771     }
772     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "\n");
773
774     return 0;
775 }
776
777 static int vaapi_encode_clear_old(AVCodecContext *avctx)
778 {
779     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
780     VAAPIEncodePicture *pic, *old;
781     int i;
782
783     while (ctx->pic_start != ctx->pic_end) {
784         old = ctx->pic_start;
785         if (old->encode_order > ctx->output_order)
786             break;
787
788         for (pic = old->next; pic; pic = pic->next) {
789             if (pic->encode_complete)
790                 continue;
791             for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
792                 if (pic->refs[i] == old) {
793                     // We still need this picture because it's referred to
794                     // directly by a later one, so it and all following
795                     // pictures have to stay.
796                     return 0;
797                 }
798             }
799         }
800
801         pic = ctx->pic_start;
802         ctx->pic_start = pic->next;
803         vaapi_encode_free(avctx, pic);
804     }
805
806     return 0;
807 }
808
809 int ff_vaapi_encode2(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
810                      const AVFrame *input_image, int *got_packet)
811 {
812     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
813     VAAPIEncodePicture *pic;
814     int err;
815
816     if (input_image) {
817         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Encode frame: %ux%u (%"PRId64").\n",
818                input_image->width, input_image->height, input_image->pts);
819
820         err = vaapi_encode_get_next(avctx, &pic);
821         if (err) {
822             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input setup failed: %d.\n", err);
823             return err;
824         }
825
826         pic->input_image = av_frame_alloc();
827         if (!pic->input_image) {
828             err = AVERROR(ENOMEM);
829             goto fail;
830         }
831         err = av_frame_ref(pic->input_image, input_image);
832         if (err < 0)
833             goto fail;
834         pic->input_surface = (VASurfaceID)(uintptr_t)input_image->data[3];
835         pic->pts = input_image->pts;
836
837         if (ctx->input_order == 0)
838             ctx->first_pts = pic->pts;
839         if (ctx->input_order == ctx->decode_delay)
840             ctx->dts_pts_diff = pic->pts - ctx->first_pts;
841         if (ctx->output_delay > 0)
842             ctx->ts_ring[ctx->input_order % (3 * ctx->output_delay)] = pic->pts;
843
844         pic->input_available = 1;
845
846     } else {
847         if (!ctx->end_of_stream) {
848             err = vaapi_encode_mangle_end(avctx);
849             if (err < 0)
850                 goto fail;
851             ctx->end_of_stream = 1;
852         }
853     }
854
855     ++ctx->input_order;
856     ++ctx->output_order;
857     av_assert0(ctx->output_order + ctx->output_delay + 1 == ctx->input_order);
858
859     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next)
860         if (pic->encode_order == ctx->output_order)
861             break;
862
863     // pic can be null here if we don't have a specific target in this
864     // iteration.  We might still issue encodes if things can be overlapped,
865     // even though we don't intend to output anything.
866
867     err = vaapi_encode_step(avctx, pic);
868     if (err < 0) {
869         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Encode failed: %d.\n", err);
870         goto fail;
871     }
872
873     if (!pic) {
874         *got_packet = 0;
875     } else {
876         err = vaapi_encode_output(avctx, pic, pkt);
877         if (err < 0) {
878             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Output failed: %d.\n", err);
879             goto fail;
880         }
881
882         if (ctx->output_delay == 0) {
883             pkt->dts = pkt->pts;
884         } else if (ctx->output_order < ctx->decode_delay) {
885             if (ctx->ts_ring[ctx->output_order] < INT64_MIN + ctx->dts_pts_diff)
886                 pkt->dts = INT64_MIN;
887             else
888                 pkt->dts = ctx->ts_ring[ctx->output_order] - ctx->dts_pts_diff;
889         } else {
890             pkt->dts = ctx->ts_ring[(ctx->output_order - ctx->decode_delay) %
891                                     (3 * ctx->output_delay)];
892         }
893
894         *got_packet = 1;
895     }
896
897     err = vaapi_encode_clear_old(avctx);
898     if (err < 0) {
899         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "List clearing failed: %d.\n", err);
900         goto fail;
901     }
902
903     return 0;
904
905 fail:
906     // Unclear what to clean up on failure.  There are probably some things we
907     // could do usefully clean up here, but for now just leave them for uninit()
908     // to do instead.
909     return err;
910 }
911
912 static av_cold int vaapi_encode_check_config(AVCodecContext *avctx)
913 {
914     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
915     VAStatus vas;
916     int i, n, err;
917     VAProfile    *profiles    = NULL;
918     VAEntrypoint *entrypoints = NULL;
919     VAConfigAttrib attr[] = {
920         { VAConfigAttribRateControl     },
921         { VAConfigAttribEncMaxRefFrames },
922     };
923
924     n = vaMaxNumProfiles(ctx->hwctx->display);
925     profiles = av_malloc_array(n, sizeof(VAProfile));
926     if (!profiles) {
927         err = AVERROR(ENOMEM);
928         goto fail;
929     }
930     vas = vaQueryConfigProfiles(ctx->hwctx->display, profiles, &n);
931     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
932         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query profiles: %d (%s).\n",
933                vas, vaErrorStr(vas));
934         err = AVERROR(ENOSYS);
935         goto fail;
936     }
937     for (i = 0; i < n; i++) {
938         if (profiles[i] == ctx->va_profile)
939             break;
940     }
941     if (i >= n) {
942         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Encoding profile not found (%d).\n",
943                ctx->va_profile);
944         err = AVERROR(ENOSYS);
945         goto fail;
946     }
947
948     n = vaMaxNumEntrypoints(ctx->hwctx->display);
949     entrypoints = av_malloc_array(n, sizeof(VAEntrypoint));
950     if (!entrypoints) {
951         err = AVERROR(ENOMEM);
952         goto fail;
953     }
954     vas = vaQueryConfigEntrypoints(ctx->hwctx->display, ctx->va_profile,
955                                    entrypoints, &n);
956     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
957         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query entrypoints for "
958                "profile %u: %d (%s).\n", ctx->va_profile,
959                vas, vaErrorStr(vas));
960         err = AVERROR(ENOSYS);
961         goto fail;
962     }
963     for (i = 0; i < n; i++) {
964         if (entrypoints[i] == ctx->va_entrypoint)
965             break;
966     }
967     if (i >= n) {
968         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Encoding entrypoint not found "
969                "(%d / %d).\n", ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint);
970         err = AVERROR(ENOSYS);
971         goto fail;
972     }
973
974     vas = vaGetConfigAttributes(ctx->hwctx->display,
975                                 ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint,
976                                 attr, FF_ARRAY_ELEMS(attr));
977     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
978         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to fetch config "
979                "attributes: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
980         return AVERROR(EINVAL);
981     }
982
983     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(attr); i++) {
984         if (attr[i].value == VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
985             // Unfortunately we have to treat this as "don't know" and hope
986             // for the best, because the Intel MJPEG encoder returns this
987             // for all the interesting attributes.
988             continue;
989         }
990         switch (attr[i].type) {
991         case VAConfigAttribRateControl:
992             if (!(ctx->va_rc_mode & attr[i].value)) {
993                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Rate control mode is not "
994                        "supported: %x\n", attr[i].value);
995                 err = AVERROR(EINVAL);
996                 goto fail;
997             }
998             break;
999         case VAConfigAttribEncMaxRefFrames:
1000         {
1001             unsigned int ref_l0 = attr[i].value & 0xffff;
1002             unsigned int ref_l1 = (attr[i].value >> 16) & 0xffff;
1003
1004             if (avctx->gop_size > 1 && ref_l0 < 1) {
1005                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "P frames are not "
1006                        "supported (%x).\n", attr[i].value);
1007                 err = AVERROR(EINVAL);
1008                 goto fail;
1009             }
1010             if (avctx->max_b_frames > 0 && ref_l1 < 1) {
1011                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "B frames are not "
1012                        "supported (%x).\n", attr[i].value);
1013                 err = AVERROR(EINVAL);
1014                 goto fail;
1015             }
1016         }
1017         break;
1018         }
1019     }
1020
1021     err = 0;
1022 fail:
1023     av_freep(&profiles);
1024     av_freep(&entrypoints);
1025     return err;
1026 }
1027
1028 av_cold int ff_vaapi_encode_init(AVCodecContext *avctx,
1029                                  const VAAPIEncodeType *type)
1030 {
1031     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1032     AVVAAPIFramesContext *recon_hwctx = NULL;
1033     AVVAAPIHWConfig *hwconfig = NULL;
1034     AVHWFramesConstraints *constraints = NULL;
1035     enum AVPixelFormat recon_format;
1036     VAStatus vas;
1037     int err, i;
1038
1039     if (!avctx->hw_frames_ctx) {
1040         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "A hardware frames reference is "
1041                "required to associate the encoding device.\n");
1042         return AVERROR(EINVAL);
1043     }
1044
1045     ctx->codec = type;
1046     ctx->codec_options = ctx->codec_options_data;
1047
1048     ctx->va_config  = VA_INVALID_ID;
1049     ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
1050
1051     ctx->priv_data = av_mallocz(type->priv_data_size);
1052     if (!ctx->priv_data) {
1053         err = AVERROR(ENOMEM);
1054         goto fail;
1055     }
1056
1057     ctx->input_frames_ref = av_buffer_ref(avctx->hw_frames_ctx);
1058     if (!ctx->input_frames_ref) {
1059         err = AVERROR(ENOMEM);
1060         goto fail;
1061     }
1062     ctx->input_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->input_frames_ref->data;
1063
1064     ctx->device_ref = av_buffer_ref(ctx->input_frames->device_ref);
1065     if (!ctx->device_ref) {
1066         err = AVERROR(ENOMEM);
1067         goto fail;
1068     }
1069     ctx->device = (AVHWDeviceContext*)ctx->device_ref->data;
1070     ctx->hwctx = ctx->device->hwctx;
1071
1072     err = ctx->codec->init(avctx);
1073     if (err < 0)
1074         goto fail;
1075
1076     err = vaapi_encode_check_config(avctx);
1077     if (err < 0)
1078         goto fail;
1079
1080     vas = vaCreateConfig(ctx->hwctx->display,
1081                          ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint,
1082                          ctx->config_attributes, ctx->nb_config_attributes,
1083                          &ctx->va_config);
1084     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1085         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create encode pipeline "
1086                "configuration: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1087         err = AVERROR(EIO);
1088         goto fail;
1089     }
1090
1091     hwconfig = av_hwdevice_hwconfig_alloc(ctx->device_ref);
1092     if (!hwconfig) {
1093         err = AVERROR(ENOMEM);
1094         goto fail;
1095     }
1096     hwconfig->config_id = ctx->va_config;
1097
1098     constraints = av_hwdevice_get_hwframe_constraints(ctx->device_ref,
1099                                                       hwconfig);
1100     if (!constraints) {
1101         err = AVERROR(ENOMEM);
1102         goto fail;
1103     }
1104
1105     // Probably we can use the input surface format as the surface format
1106     // of the reconstructed frames.  If not, we just pick the first (only?)
1107     // format in the valid list and hope that it all works.
1108     recon_format = AV_PIX_FMT_NONE;
1109     if (constraints->valid_sw_formats) {
1110         for (i = 0; constraints->valid_sw_formats[i] != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
1111             if (ctx->input_frames->sw_format ==
1112                 constraints->valid_sw_formats[i]) {
1113                 recon_format = ctx->input_frames->sw_format;
1114                 break;
1115             }
1116         }
1117         if (recon_format == AV_PIX_FMT_NONE) {
1118             // No match.  Just use the first in the supported list and
1119             // hope for the best.
1120             recon_format = constraints->valid_sw_formats[0];
1121         }
1122     } else {
1123         // No idea what to use; copy input format.
1124         recon_format = ctx->input_frames->sw_format;
1125     }
1126     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Using %s as format of "
1127            "reconstructed frames.\n", av_get_pix_fmt_name(recon_format));
1128
1129     if (ctx->aligned_width  < constraints->min_width  ||
1130         ctx->aligned_height < constraints->min_height ||
1131         ctx->aligned_width  > constraints->max_width ||
1132         ctx->aligned_height > constraints->max_height) {
1133         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Hardware does not support encoding at "
1134                "size %dx%d (constraints: width %d-%d height %d-%d).\n",
1135                ctx->aligned_width, ctx->aligned_height,
1136                constraints->min_width,  constraints->max_width,
1137                constraints->min_height, constraints->max_height);
1138         err = AVERROR(EINVAL);
1139         goto fail;
1140     }
1141
1142     av_freep(&hwconfig);
1143     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
1144
1145     ctx->recon_frames_ref = av_hwframe_ctx_alloc(ctx->device_ref);
1146     if (!ctx->recon_frames_ref) {
1147         err = AVERROR(ENOMEM);
1148         goto fail;
1149     }
1150     ctx->recon_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->recon_frames_ref->data;
1151
1152     ctx->recon_frames->format    = AV_PIX_FMT_VAAPI;
1153     ctx->recon_frames->sw_format = recon_format;
1154     ctx->recon_frames->width     = ctx->aligned_width;
1155     ctx->recon_frames->height    = ctx->aligned_height;
1156     ctx->recon_frames->initial_pool_size = ctx->nb_recon_frames;
1157
1158     err = av_hwframe_ctx_init(ctx->recon_frames_ref);
1159     if (err < 0) {
1160         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise reconstructed "
1161                "frame context: %d.\n", err);
1162         goto fail;
1163     }
1164     recon_hwctx = ctx->recon_frames->hwctx;
1165
1166     vas = vaCreateContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_config,
1167                           ctx->aligned_width, ctx->aligned_height,
1168                           VA_PROGRESSIVE,
1169                           recon_hwctx->surface_ids,
1170                           recon_hwctx->nb_surfaces,
1171                           &ctx->va_context);
1172     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1173         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create encode pipeline "
1174                "context: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1175         err = AVERROR(EIO);
1176         goto fail;
1177     }
1178
1179     ctx->input_order  = 0;
1180     ctx->output_delay = avctx->max_b_frames;
1181     ctx->decode_delay = 1;
1182     ctx->output_order = - ctx->output_delay - 1;
1183
1184     if (ctx->codec->sequence_params_size > 0) {
1185         ctx->codec_sequence_params =
1186             av_mallocz(ctx->codec->sequence_params_size);
1187         if (!ctx->codec_sequence_params) {
1188             err = AVERROR(ENOMEM);
1189             goto fail;
1190         }
1191     }
1192     if (ctx->codec->picture_params_size > 0) {
1193         ctx->codec_picture_params =
1194             av_mallocz(ctx->codec->picture_params_size);
1195         if (!ctx->codec_picture_params) {
1196             err = AVERROR(ENOMEM);
1197             goto fail;
1198         }
1199     }
1200
1201     if (ctx->codec->init_sequence_params) {
1202         err = ctx->codec->init_sequence_params(avctx);
1203         if (err < 0) {
1204             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codec sequence initialisation "
1205                    "failed: %d.\n", err);
1206             goto fail;
1207         }
1208     }
1209
1210     // All I are IDR for now.
1211     ctx->i_per_idr = 0;
1212     ctx->p_per_i = ((avctx->gop_size + avctx->max_b_frames) /
1213                     (avctx->max_b_frames + 1));
1214     ctx->b_per_p = avctx->max_b_frames;
1215
1216     // This should be configurable somehow.  (Needs testing on a machine
1217     // where it actually overlaps properly, though.)
1218     ctx->issue_mode = ISSUE_MODE_MAXIMISE_THROUGHPUT;
1219
1220     return 0;
1221
1222 fail:
1223     av_freep(&hwconfig);
1224     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
1225     ff_vaapi_encode_close(avctx);
1226     return err;
1227 }
1228
1229 av_cold int ff_vaapi_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1230 {
1231     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1232     VAAPIEncodePicture *pic, *next;
1233
1234     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = next) {
1235         next = pic->next;
1236         vaapi_encode_free(avctx, pic);
1237     }
1238
1239     if (ctx->va_context != VA_INVALID_ID) {
1240         vaDestroyContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
1241         ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
1242     }
1243
1244     if (ctx->va_config != VA_INVALID_ID) {
1245         vaDestroyConfig(ctx->hwctx->display, ctx->va_config);
1246         ctx->va_config = VA_INVALID_ID;
1247     }
1248
1249     if (ctx->codec->close)
1250         ctx->codec->close(avctx);
1251
1252     av_freep(&ctx->codec_sequence_params);
1253     av_freep(&ctx->codec_picture_params);
1254
1255     av_buffer_unref(&ctx->recon_frames_ref);
1256     av_buffer_unref(&ctx->input_frames_ref);
1257     av_buffer_unref(&ctx->device_ref);
1258
1259     av_freep(&ctx->priv_data);
1260
1261     return 0;
1262 }