subprojects/gst-plugins-bad/sys/qsv/gstqsvh264enc.cpp

   1 /* GStreamer
   2  * Copyright (C) 2021 Seungha Yang <seungha@centricular.com>
   3  *
   4  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This library 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  * Library General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  15  * License along with this library; if not, write to the
  16  * Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor,
  17  * Boston, MA 02110-1301, USA.
  18  */
  19
  20 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  21 #include "config.h"
  22 #endif
  23
  24 #include "gstqsvh264enc.h"
  25 #include <gst/base/gstbytewriter.h>
  26 #include <gst/codecparsers/gsth264parser.h>
  27 #include <vector>
  28 #include <string>
  29 #include <set>
  30 #include <string.h>
  31
  32 #ifdef G_OS_WIN32
  33 #include <gst/d3d11/gstd3d11.h>
  34 #else
  35 #include <gst/va/gstva.h>
  36 #endif
  37
  38 GST_DEBUG_CATEGORY_EXTERN (gst_qsv_h264_enc_debug);
  39 #define GST_CAT_DEFAULT gst_qsv_h264_enc_debug
  40
  41 typedef enum
  42 {
  43   GST_QSV_H264_ENC_SEI_INSERT,
  44   GST_QSV_H264_ENC_SEI_INSERT_AND_DROP,
  45   GST_QSV_H264_ENC_SEI_DISABLED,
  46 } GstQsvH264EncSeiInsertMode;
  47
  48 #define GST_TYPE_QSV_H264_ENC_SEI_INSERT_MODE (gst_qsv_h264_enc_sei_insert_mode_get_type ())
  49 static GType
  50 gst_qsv_h264_enc_sei_insert_mode_get_type (void)
  51 {
  52   static GType sei_insert_mode_type = 0;
  53   static const GEnumValue insert_modes[] = {
  54     {GST_QSV_H264_ENC_SEI_INSERT, "Insert SEI", "insert"},
  55     {GST_QSV_H264_ENC_SEI_INSERT_AND_DROP,
  56           "Insert SEI and remove corresponding meta from output buffer",
  57         "insert-and-drop"},
  58     {GST_QSV_H264_ENC_SEI_DISABLED, "Disable SEI insertion", "disabled"},
  59     {0, nullptr, nullptr}
  60   };
  61
  62   if (g_once_init_enter (&sei_insert_mode_type)) {
  63     GType type =
  64         g_enum_register_static ("GstQsvH264EncSeiInsertMode", insert_modes);
  65     g_once_init_leave (&sei_insert_mode_type, type);
  66   }
  67
  68   return sei_insert_mode_type;
  69 }
  70
  71 #define GST_TYPE_QSV_H264_ENC_RATE_CONTROL (gst_qsv_h264_enc_rate_control_get_type ())
  72 static GType
  73 gst_qsv_h264_enc_rate_control_get_type (void)
  74 {
  75   static GType rate_control_type = 0;
  76   static const GEnumValue rate_controls[] = {
  77     {MFX_RATECONTROL_CBR, "Constant Bitrate", "cbr"},
  78     {MFX_RATECONTROL_VBR, "Variable Bitrate", "vbr"},
  79     {MFX_RATECONTROL_CQP, "Constant Quantizer", "cqp"},
  80     {MFX_RATECONTROL_AVBR, "Average Variable Bitrate", "avbr"},
  81     {MFX_RATECONTROL_LA, "VBR with look ahead (Non HRD compliant)", "la_vbr"},
  82     {MFX_RATECONTROL_ICQ, "Intelligent CQP", "icq"},
  83     {MFX_RATECONTROL_VCM, "Video Conferencing Mode (Non HRD compliant)", "vcm"},
  84     {MFX_RATECONTROL_LA_ICQ, "Intelligent CQP with LA (Non HRD compliant)",
  85         "la_icq"},
  86     {MFX_RATECONTROL_LA_HRD, "HRD compliant LA", "la_hrd"},
  87     {MFX_RATECONTROL_QVBR, "VBR with CQP", "qvbr"},
  88     {0, nullptr, nullptr}
  89   };
  90
  91   if (g_once_init_enter (&rate_control_type)) {
  92     GType type =
  93         g_enum_register_static ("GstQsvH264EncRateControl", rate_controls);
  94     g_once_init_leave (&rate_control_type, type);
  95   }
  96
  97   return rate_control_type;
  98 }
  99
 100 #define GST_TYPE_QSV_H264_ENC_RC_LOOKAHEAD_DS (gst_qsv_h264_enc_rc_lookahead_ds_get_type ())
 101 static GType
 102 gst_qsv_h264_enc_rc_lookahead_ds_get_type (void)
 103 {
 104   static GType rc_lookahead_ds_type = 0;
 105   static const GEnumValue rc_lookahead_ds[] = {
 106     {MFX_LOOKAHEAD_DS_UNKNOWN, "Unknown", "unknown"},
 107     {MFX_LOOKAHEAD_DS_OFF, "Do not use down sampling", "off"},
 108     {MFX_LOOKAHEAD_DS_2x,
 109         "Down sample frames two times before estimation", "2x"},
 110     {MFX_LOOKAHEAD_DS_4x,
 111         "Down sample frames four times before estimation", "4x"},
 112     {0, nullptr, nullptr}
 113   };
 114
 115   if (g_once_init_enter (&rc_lookahead_ds_type)) {
 116     GType type =
 117         g_enum_register_static ("GstQsvH264EncRCLookAheadDS", rc_lookahead_ds);
 118     g_once_init_leave (&rc_lookahead_ds_type, type);
 119   }
 120
 121   return rc_lookahead_ds_type;
 122 }
 123
 124 enum
 125 {
 126   PROP_0,
 127   PROP_ADAPTER_LUID,
 128   PROP_DEVICE_PATH,
 129   PROP_CABAC,
 130   PROP_MIN_QP_I,
 131   PROP_MIN_QP_P,
 132   PROP_MIN_QP_B,
 133   PROP_MAX_QP_I,
 134   PROP_MAX_QP_P,
 135   PROP_MAX_QP_B,
 136   PROP_QP_I,
 137   PROP_QP_P,
 138   PROP_QP_B,
 139   PROP_GOP_SIZE,
 140   PROP_IDR_INTERVAL,
 141   PROP_B_FRAMES,
 142   PROP_REF_FRAMES,
 143   PROP_BITRATE,
 144   PROP_MAX_BITRATE,
 145   PROP_RATE_CONTROL,
 146   PROP_RC_LOOKAHEAD,
 147   PROP_RC_LOOKAHEAD_DS,
 148   PROP_AVBR_ACCURACY,
 149   PROP_AVBR_CONVERGENCE,
 150   PROP_ICQ_QUALITY,
 151   PROP_QVBR_QUALITY,
 152   PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE,
 153   PROP_CC_INSERT,
 154 };
 155
 156 #define DEFAULT_CABAC MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN
 157 #define DEFAULT_QP 0
 158 #define DEFAULT_GOP_SIZE 30
 159 #define DEFAULT_IDR_INTERVAL 0
 160 #define DEFAULT_B_FRAMES 0
 161 #define DEFAULT_REF_FRAMES 2
 162 #define DEFAULT_BITRATE 2000
 163 #define DEFAULT_MAX_BITRATE 0
 164 #define DEFAULT_RATE_CONTROL MFX_RATECONTROL_VBR
 165 #define DEFAULT_RC_LOOKAHEAD 10
 166 #define DEFAULT_RC_LOOKAHEAD_DS MFX_LOOKAHEAD_DS_UNKNOWN
 167 #define DEFAULT_AVBR_ACCURACY 0
 168 #define DEFAULT_AVBR_CONVERGENCE 0
 169 #define DEFAULT_IQC_QUALITY 0
 170 #define DEFAULT_QVBR_QUALITY 0
 171 #define DEFAULT_DISABLE_HRD_CONFORMANCE FALSE
 172 #define DEFAULT_CC_INSERT GST_QSV_H264_ENC_SEI_INSERT
 173
 174 typedef struct _GstQsvH264EncClassData
 175 {
 176   GstCaps *sink_caps;
 177   GstCaps *src_caps;
 178   guint impl_index;
 179   gint64 adapter_luid;
 180   gchar *display_path;
 181 } GstQsvH264EncClassData;
 182
 183 typedef struct _GstQsvH264Enc
 184 {
 185   GstQsvEncoder parent;
 186
 187   mfxExtVideoSignalInfo signal_info;
 188   mfxExtCodingOption option;
 189   mfxExtCodingOption2 option2;
 190   mfxExtCodingOption3 option3;
 191
 192   gboolean packetized;
 193   GstH264NalParser *parser;
 194
 195   mfxU16 profile;
 196
 197   GMutex prop_lock;
 198   /* protected by prop_lock */
 199   gboolean bitrate_updated;
 200   gboolean property_updated;
 201
 202   /* properties */
 203   mfxU16 cabac;
 204   guint min_qp_i;
 205   guint min_qp_p;
 206   guint min_qp_b;
 207   guint max_qp_i;
 208   guint max_qp_p;
 209   guint max_qp_b;
 210   guint qp_i;
 211   guint qp_p;
 212   guint qp_b;
 213   guint gop_size;
 214   guint idr_interval;
 215   guint bframes;
 216   guint ref_frames;
 217   guint bitrate;
 218   guint max_bitrate;
 219   mfxU16 rate_control;
 220   guint rc_lookahead;
 221   mfxU16 rc_lookahead_ds;
 222   guint avbr_accuracy;
 223   guint avbr_convergence;
 224   guint icq_quality;
 225   guint qvbr_quality;
 226   gboolean disable_hrd_conformance;
 227   GstQsvH264EncSeiInsertMode cc_insert;
 228 } GstQsvH264Enc;
 229
 230 typedef struct _GstQsvH264EncClass
 231 {
 232   GstQsvEncoderClass parent_class;
 233 } GstQsvH264EncClass;
 234
 235 static GstElementClass *parent_class = nullptr;
 236
 237 #define GST_QSV_H264_ENC(object) ((GstQsvH264Enc *) (object))
 238 #define GST_QSV_H264_ENC_GET_CLASS(object) \
 239     (G_TYPE_INSTANCE_GET_CLASS ((object),G_TYPE_FROM_INSTANCE (object),GstQsvH264EncClass))
 240
 241 static void gst_qsv_h264_enc_finalize (GObject * object);
 242 static void gst_qsv_h264_enc_set_property (GObject * object, guint prop_id,
 243     const GValue * value, GParamSpec * pspec);
 244 static void gst_qsv_h264_enc_get_property (GObject * object, guint prop_id,
 245     GValue * value, GParamSpec * pspec);
 246
 247 static gboolean gst_qsv_h264_enc_start (GstVideoEncoder * encoder);
 248 static gboolean gst_qsv_h264_enc_transform_meta (GstVideoEncoder * encoder,
 249     GstVideoCodecFrame * frame, GstMeta * meta);
 250 static GstCaps *gst_qsv_h264_enc_getcaps (GstVideoEncoder * encoder,
 251     GstCaps * filter);
 252
 253 static gboolean gst_qsv_h264_enc_set_format (GstQsvEncoder * encoder,
 254     GstVideoCodecState * state, mfxVideoParam * param,
 255     GPtrArray * extra_params);
 256 static gboolean gst_qsv_h264_enc_set_output_state (GstQsvEncoder * encoder,
 257     GstVideoCodecState * state, mfxSession session);
 258 static gboolean gst_qsv_h264_enc_attach_payload (GstQsvEncoder * encoder,
 259     GstVideoCodecFrame * frame, GPtrArray * payload);
 260 static GstBuffer *gst_qsv_h264_enc_create_output_buffer (GstQsvEncoder *
 261     encoder, mfxBitstream * bitstream);
 262 static GstQsvEncoderReconfigure
 263 gst_qsv_h264_enc_check_reconfigure (GstQsvEncoder * encoder, mfxSession session,
 264     mfxVideoParam * param, GPtrArray * extra_params);
 265
 266 static void
 267 gst_qsv_h264_enc_class_init (GstQsvH264EncClass * klass, gpointer data)
 268 {
 269   GObjectClass *object_class = G_OBJECT_CLASS (klass);
 270   GstElementClass *element_class = GST_ELEMENT_CLASS (klass);
 271   GstVideoEncoderClass *encoder_class = GST_VIDEO_ENCODER_CLASS (klass);
 272   GstQsvEncoderClass *qsvenc_class = GST_QSV_ENCODER_CLASS (klass);
 273   GstQsvH264EncClassData *cdata = (GstQsvH264EncClassData *) data;
 274
 275   qsvenc_class->codec_id = MFX_CODEC_AVC;
 276   qsvenc_class->impl_index = cdata->impl_index;
 277   qsvenc_class->adapter_luid = cdata->adapter_luid;
 278   qsvenc_class->display_path = cdata->display_path;
 279
 280   object_class->finalize = gst_qsv_h264_enc_finalize;
 281   object_class->set_property = gst_qsv_h264_enc_set_property;
 282   object_class->get_property = gst_qsv_h264_enc_get_property;
 283
 284 #ifdef G_OS_WIN32
 285   g_object_class_install_property (object_class, PROP_ADAPTER_LUID,
 286       g_param_spec_int64 ("adapter-luid", "Adapter LUID",
 287           "DXGI Adapter LUID (Locally Unique Identifier) of created device",
 288           G_MININT64, G_MAXINT64, qsvenc_class->adapter_luid,
 289           (GParamFlags) (GST_PARAM_CONDITIONALLY_AVAILABLE | G_PARAM_READABLE |
 290               G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 291 #else
 292   g_object_class_install_property (object_class, PROP_DEVICE_PATH,
 293       g_param_spec_string ("device-path", "Device Path",
 294           "DRM device path", cdata->display_path,
 295           (GParamFlags) (GST_PARAM_CONDITIONALLY_AVAILABLE |
 296               G_PARAM_READABLE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 297 #endif
 298
 299   g_object_class_install_property (object_class, PROP_CABAC,
 300       g_param_spec_enum ("cabac", "Cabac", "Enables CABAC entropy coding",
 301           GST_TYPE_QSV_CODING_OPTION, DEFAULT_CABAC,
 302           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 303   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MIN_QP_I,
 304       g_param_spec_uint ("min-qp-i", "Min QP I",
 305           "Minimum allowed QP value for I-frame types (0: default)",
 306           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
 307           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 308   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MIN_QP_P,
 309       g_param_spec_uint ("min-qp-p", "Min QP P",
 310           "Minimum allowed QP value for P-frame types (0: default)",
 311           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
 312           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 313   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MIN_QP_B,
 314       g_param_spec_uint ("min-qp-b", "Min QP B",
 315           "Minimum allowed QP value for B-frame types (0: default)",
 316           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
 317           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 318   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_QP_I,
 319       g_param_spec_uint ("max-qp-i", "Max QP I",
 320           "Maximum allowed QP value for I-frame types (0: default)",
 321           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
 322           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 323   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_QP_P,
 324       g_param_spec_uint ("max-qp-p", "Max QP P",
 325           "Maximum allowed QP value for P-frame types (0: default)",
 326           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
 327           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 328   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_QP_B,
 329       g_param_spec_uint ("max-qp-b", "Max QP B",
 330           "Maximum allowed QP value for B-frame types (0: default)",
 331           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
 332           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 333   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QP_I,
 334       g_param_spec_uint ("qp-i", "QP I",
 335           "Constant quantizer for I frames (0: default)",
 336           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
 337           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 338   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QP_P,
 339       g_param_spec_uint ("qp-p", "QP P",
 340           "Constant quantizer for P frames (0: default)",
 341           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
 342           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 343   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QP_B,
 344       g_param_spec_uint ("qp-b", "QP B",
 345           "Constant quantizer for B frames (0: default)",
 346           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
 347           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 348   g_object_class_install_property (object_class, PROP_GOP_SIZE,
 349       g_param_spec_uint ("gop-size", "GOP Size",
 350           "Number of pictures within a GOP (0: unspecified)",
 351           0, G_MAXUSHORT, DEFAULT_GOP_SIZE, (GParamFlags)
 352           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 353   g_object_class_install_property (object_class, PROP_IDR_INTERVAL,
 354       g_param_spec_uint ("idr-interval", "IDR interval",
 355           "IDR-frame interval in terms of I-frames. "
 356           "0: every I-frame is an IDR frame, "
 357           "N: \"N\" I-frames are inserted between IDR-frames",
 358           0, G_MAXUSHORT, DEFAULT_IDR_INTERVAL, (GParamFlags)
 359           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 360   g_object_class_install_property (object_class, PROP_B_FRAMES,
 361       g_param_spec_uint ("b-frames", "B Frames",
 362           "Number of B frames between I and P frames",
 363           0, G_MAXUSHORT, DEFAULT_B_FRAMES, (GParamFlags)
 364           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 365   g_object_class_install_property (object_class, PROP_REF_FRAMES,
 366       g_param_spec_uint ("ref-frames", "Reference Frames",
 367           "Number of reference frames (0: unspecified)",
 368           0, 16, DEFAULT_REF_FRAMES, (GParamFlags)
 369           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 370   g_object_class_install_property (object_class, PROP_BITRATE,
 371       g_param_spec_uint ("bitrate", "Bitrate",
 372           "Target bitrate in kbit/sec, Ignored when selected rate-control mode "
 373           "is constant QP variants (i.e., \"cqp\", \"icq\", and \"la_icq\")",
 374           0, G_MAXINT, DEFAULT_BITRATE, (GParamFlags)
 375           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 376   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_BITRATE,
 377       g_param_spec_uint ("max-bitrate", "Max Bitrate",
 378           "Maximum bitrate in kbit/sec, Ignored when selected rate-control mode "
 379           "is constant QP variants (i.e., \"cqp\", \"icq\", and \"la_icq\")",
 380           0, G_MAXINT, DEFAULT_MAX_BITRATE, (GParamFlags)
 381           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 382   g_object_class_install_property (object_class, PROP_RATE_CONTROL,
 383       g_param_spec_enum ("rate-control", "Rate Control",
 384           "Rate Control Method", GST_TYPE_QSV_H264_ENC_RATE_CONTROL,
 385           DEFAULT_RATE_CONTROL,
 386           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 387   g_object_class_install_property (object_class, PROP_RC_LOOKAHEAD,
 388       g_param_spec_uint ("rc-lookahead", "Rate Control Look-ahead",
 389           "Number of frames to look ahead for Rate Control, used for "
 390           "\"la_vbr\", \"la_icq\", and \"la_hrd\" rate-control modes",
 391           10, 100, DEFAULT_RC_LOOKAHEAD, (GParamFlags)
 392           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 393   g_object_class_install_property (object_class, PROP_RC_LOOKAHEAD_DS,
 394       g_param_spec_enum ("rc-lookahead-ds",
 395           "Rate Control Look-ahead Downsampling",
 396           "Downsampling method in look-ahead rate control",
 397           GST_TYPE_QSV_H264_ENC_RC_LOOKAHEAD_DS, DEFAULT_RC_LOOKAHEAD_DS,
 398           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 399   g_object_class_install_property (object_class, PROP_AVBR_ACCURACY,
 400       g_param_spec_uint ("avbr-accuracy", "AVBR Accuracy",
 401           "AVBR Accuracy in the unit of tenth of percent",
 402           0, G_MAXUINT16, DEFAULT_AVBR_ACCURACY, (GParamFlags)
 403           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 404   g_object_class_install_property (object_class, PROP_AVBR_CONVERGENCE,
 405       g_param_spec_uint ("avbr-convergence", "AVBR Convergence",
 406           "AVBR Convergence in the unit of 100 frames",
 407           0, G_MAXUINT16, DEFAULT_AVBR_ACCURACY, (GParamFlags)
 408           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 409   g_object_class_install_property (object_class, PROP_ICQ_QUALITY,
 410       g_param_spec_uint ("icq-quality", "ICQ Quality",
 411           "Intelligent Constant Quality for \"icq\" rate-control (0: default)",
 412           0, 51, DEFAULT_IQC_QUALITY, (GParamFlags)
 413           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 414   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QVBR_QUALITY,
 415       g_param_spec_uint ("qvbr-quality", "QVBR Quality",
 416           "Quality level used for \"qvbr\" rate-control mode (0: default)",
 417           0, 51, DEFAULT_QVBR_QUALITY, (GParamFlags)
 418           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 419   g_object_class_install_property (object_class, PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE,
 420       g_param_spec_boolean ("disable-hrd-conformance",
 421           "Disable HRD Conformance", "Allow NAL HRD non-conformant stream",
 422           DEFAULT_DISABLE_HRD_CONFORMANCE,
 423           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 424   g_object_class_install_property (object_class, PROP_CC_INSERT,
 425       g_param_spec_enum ("cc-insert", "Closed Caption Insert",
 426           "Closed Caption Insert mode. "
 427           "Only CEA-708 RAW format is supported for now",
 428           GST_TYPE_QSV_H264_ENC_SEI_INSERT_MODE, DEFAULT_CC_INSERT,
 429           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
 430
 431   parent_class = (GstElementClass *) g_type_class_peek_parent (klass);
 432   gst_element_class_set_static_metadata (element_class,
 433       "Intel Quick Sync Video H.264 Encoder",
 434       "Codec/Encoder/Video/Hardware",
 435       "Intel Quick Sync Video H.264 Encoder",
 436       "Seungha Yang <seungha@centricular.com>");
 437
 438   gst_element_class_add_pad_template (element_class,
 439       gst_pad_template_new ("sink", GST_PAD_SINK, GST_PAD_ALWAYS,
 440           cdata->sink_caps));
 441   gst_element_class_add_pad_template (element_class,
 442       gst_pad_template_new ("src", GST_PAD_SRC, GST_PAD_ALWAYS,
 443           cdata->src_caps));
 444
 445   encoder_class->start = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h264_enc_start);
 446   encoder_class->transform_meta =
 447       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h264_enc_transform_meta);
 448   encoder_class->getcaps = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h264_enc_getcaps);
 449
 450   qsvenc_class->set_format = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h264_enc_set_format);
 451   qsvenc_class->set_output_state =
 452       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h264_enc_set_output_state);
 453   qsvenc_class->attach_payload =
 454       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h264_enc_attach_payload);
 455   qsvenc_class->create_output_buffer =
 456       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h264_enc_create_output_buffer);
 457   qsvenc_class->check_reconfigure =
 458       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h264_enc_check_reconfigure);
 459
 460   gst_caps_unref (cdata->sink_caps);
 461   gst_caps_unref (cdata->src_caps);
 462   g_free (cdata);
 463 }
 464
 465 static void
 466 gst_qsv_h264_enc_init (GstQsvH264Enc * self)
 467 {
 468   self->cabac = DEFAULT_CABAC;
 469   self->min_qp_i = DEFAULT_QP;
 470   self->min_qp_p = DEFAULT_QP;
 471   self->min_qp_b = DEFAULT_QP;
 472   self->max_qp_i = DEFAULT_QP;
 473   self->max_qp_p = DEFAULT_QP;
 474   self->max_qp_p = DEFAULT_QP;
 475   self->qp_i = DEFAULT_QP;
 476   self->qp_p = DEFAULT_QP;
 477   self->qp_b = DEFAULT_QP;
 478   self->gop_size = DEFAULT_GOP_SIZE;
 479   self->idr_interval = DEFAULT_IDR_INTERVAL;
 480   self->bframes = DEFAULT_B_FRAMES;
 481   self->ref_frames = DEFAULT_REF_FRAMES;
 482   self->bitrate = DEFAULT_BITRATE;
 483   self->max_bitrate = DEFAULT_MAX_BITRATE;
 484   self->rate_control = DEFAULT_RATE_CONTROL;
 485   self->rc_lookahead = DEFAULT_RC_LOOKAHEAD;
 486   self->rc_lookahead_ds = DEFAULT_RC_LOOKAHEAD_DS;
 487   self->avbr_accuracy = DEFAULT_AVBR_ACCURACY;
 488   self->avbr_convergence = DEFAULT_AVBR_CONVERGENCE;
 489   self->icq_quality = DEFAULT_IQC_QUALITY;
 490   self->qvbr_quality = DEFAULT_QVBR_QUALITY;
 491   self->disable_hrd_conformance = DEFAULT_DISABLE_HRD_CONFORMANCE;
 492   self->cc_insert = DEFAULT_CC_INSERT;
 493
 494   g_mutex_init (&self->prop_lock);
 495
 496   self->parser = gst_h264_nal_parser_new ();
 497 }
 498
 499 static void
 500 gst_qsv_h264_enc_finalize (GObject * object)
 501 {
 502   GstQsvH264Enc *self = GST_QSV_H264_ENC (object);
 503
 504   g_mutex_clear (&self->prop_lock);
 505   gst_h264_nal_parser_free (self->parser);
 506
 507   G_OBJECT_CLASS (parent_class)->finalize (object);
 508 }
 509
 510 static void
 511 gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (GstQsvH264Enc * self, guint * old_val,
 512     guint new_val, gboolean is_bitrate_param)
 513 {
 514   if (*old_val == new_val)
 515     return;
 516
 517   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
 518   *old_val = new_val;
 519   if (is_bitrate_param)
 520     self->bitrate_updated = TRUE;
 521   else
 522     self->property_updated = TRUE;
 523   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
 524 }
 525
 526 static void
 527 gst_qsv_h264_enc_check_update_enum (GstQsvH264Enc * self, mfxU16 * old_val,
 528     gint new_val)
 529 {
 530   if (*old_val == (mfxU16) new_val)
 531     return;
 532
 533   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
 534   *old_val = (mfxU16) new_val;
 535   self->property_updated = TRUE;
 536   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
 537 }
 538
 539 static void
 540 gst_qsv_h264_enc_check_update_boolean (GstQsvH264Enc * self, gboolean * old_val,
 541     gboolean new_val)
 542 {
 543   if (*old_val == new_val)
 544     return;
 545
 546   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
 547   *old_val = new_val;
 548   self->property_updated = TRUE;
 549   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
 550 }
 551
 552 static void
 553 gst_qsv_h264_enc_set_property (GObject * object, guint prop_id,
 554     const GValue * value, GParamSpec * pspec)
 555 {
 556   GstQsvH264Enc *self = GST_QSV_H264_ENC (object);
 557
 558   switch (prop_id) {
 559     case PROP_CABAC:
 560       gst_qsv_h264_enc_check_update_enum (self, &self->cabac,
 561           g_value_get_enum (value));
 562       break;
 563       /* MIN/MAX QP change requires new sequence */
 564     case PROP_MIN_QP_I:
 565       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->min_qp_i,
 566           g_value_get_uint (value), FALSE);
 567       break;
 568     case PROP_MIN_QP_P:
 569       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->min_qp_p,
 570           g_value_get_uint (value), FALSE);
 571       break;
 572     case PROP_MIN_QP_B:
 573       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->min_qp_b,
 574           g_value_get_uint (value), FALSE);
 575       break;
 576     case PROP_MAX_QP_I:
 577       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->max_qp_i,
 578           g_value_get_uint (value), FALSE);
 579       break;
 580     case PROP_MAX_QP_P:
 581       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->max_qp_p,
 582           g_value_get_uint (value), FALSE);
 583       break;
 584     case PROP_MAX_QP_B:
 585       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->max_qp_b,
 586           g_value_get_uint (value), FALSE);
 587       break;
 588     case PROP_QP_I:
 589       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->qp_i,
 590           g_value_get_uint (value), TRUE);
 591       break;
 592     case PROP_QP_P:
 593       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->qp_p,
 594           g_value_get_uint (value), TRUE);
 595       break;
 596     case PROP_QP_B:
 597       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->qp_b,
 598           g_value_get_uint (value), TRUE);
 599       break;
 600     case PROP_GOP_SIZE:
 601       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->gop_size,
 602           g_value_get_uint (value), FALSE);
 603       break;
 604     case PROP_IDR_INTERVAL:
 605       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->idr_interval,
 606           g_value_get_uint (value), FALSE);
 607       break;
 608     case PROP_B_FRAMES:
 609       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->bframes,
 610           g_value_get_uint (value), FALSE);
 611       break;
 612     case PROP_REF_FRAMES:
 613       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->ref_frames,
 614           g_value_get_uint (value), FALSE);
 615       break;
 616     case PROP_BITRATE:
 617       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->bitrate,
 618           g_value_get_uint (value), TRUE);
 619       break;
 620     case PROP_MAX_BITRATE:
 621       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->max_bitrate,
 622           g_value_get_uint (value), TRUE);
 623       break;
 624     case PROP_RATE_CONTROL:
 625       gst_qsv_h264_enc_check_update_enum (self, &self->rate_control,
 626           g_value_get_enum (value));
 627       break;
 628     case PROP_RC_LOOKAHEAD:
 629       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->rc_lookahead,
 630           g_value_get_uint (value), FALSE);
 631       break;
 632     case PROP_RC_LOOKAHEAD_DS:
 633       gst_qsv_h264_enc_check_update_enum (self, &self->rc_lookahead_ds,
 634           g_value_get_enum (value));
 635       break;
 636     case PROP_AVBR_ACCURACY:
 637       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->avbr_accuracy,
 638           g_value_get_uint (value), FALSE);
 639       break;
 640     case PROP_AVBR_CONVERGENCE:
 641       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->avbr_convergence,
 642           g_value_get_uint (value), FALSE);
 643       break;
 644     case PROP_ICQ_QUALITY:
 645       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->icq_quality,
 646           g_value_get_uint (value), FALSE);
 647       break;
 648     case PROP_QVBR_QUALITY:
 649       gst_qsv_h264_enc_check_update_uint (self, &self->qvbr_quality,
 650           g_value_get_uint (value), FALSE);
 651       break;
 652     case PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE:
 653       gst_qsv_h264_enc_check_update_boolean (self,
 654           &self->disable_hrd_conformance, g_value_get_boolean (value));
 655       break;
 656     case PROP_CC_INSERT:
 657       /* This property is unrelated to encoder-reset */
 658       self->cc_insert = (GstQsvH264EncSeiInsertMode) g_value_get_enum (value);
 659       break;
 660     default:
 661       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
 662       break;
 663   }
 664 }
 665
 666 static void
 667 gst_qsv_h264_enc_get_property (GObject * object, guint prop_id, GValue * value,
 668     GParamSpec * pspec)
 669 {
 670   GstQsvH264Enc *self = GST_QSV_H264_ENC (object);
 671   GstQsvEncoderClass *klass = GST_QSV_ENCODER_GET_CLASS (self);
 672
 673   switch (prop_id) {
 674     case PROP_ADAPTER_LUID:
 675       g_value_set_int64 (value, klass->adapter_luid);
 676       break;
 677     case PROP_DEVICE_PATH:
 678       g_value_set_string (value, klass->display_path);
 679       break;
 680     case PROP_CABAC:
 681       g_value_set_enum (value, self->cabac);
 682       break;
 683     case PROP_MIN_QP_I:
 684       g_value_set_uint (value, self->min_qp_i);
 685       break;
 686     case PROP_MIN_QP_P:
 687       g_value_set_uint (value, self->min_qp_p);
 688       break;
 689     case PROP_MIN_QP_B:
 690       g_value_set_uint (value, self->min_qp_b);
 691       break;
 692     case PROP_MAX_QP_I:
 693       g_value_set_uint (value, self->max_qp_i);
 694       break;
 695     case PROP_MAX_QP_P:
 696       g_value_set_uint (value, self->max_qp_p);
 697       break;
 698     case PROP_MAX_QP_B:
 699       g_value_set_uint (value, self->max_qp_b);
 700       break;
 701     case PROP_QP_I:
 702       g_value_set_uint (value, self->qp_i);
 703       break;
 704     case PROP_QP_P:
 705       g_value_set_uint (value, self->qp_p);
 706       break;
 707     case PROP_QP_B:
 708       g_value_set_uint (value, self->qp_b);
 709       break;
 710     case PROP_GOP_SIZE:
 711       g_value_set_uint (value, self->gop_size);
 712       break;
 713     case PROP_IDR_INTERVAL:
 714       g_value_set_uint (value, self->idr_interval);
 715       break;
 716     case PROP_B_FRAMES:
 717       g_value_set_uint (value, self->bframes);
 718       break;
 719     case PROP_REF_FRAMES:
 720       g_value_set_uint (value, self->ref_frames);
 721       break;
 722     case PROP_BITRATE:
 723       g_value_set_uint (value, self->bitrate);
 724       break;
 725     case PROP_MAX_BITRATE:
 726       g_value_set_uint (value, self->max_bitrate);
 727       break;
 728     case PROP_RATE_CONTROL:
 729       g_value_set_enum (value, self->rate_control);
 730       break;
 731     case PROP_RC_LOOKAHEAD:
 732       g_value_set_uint (value, self->rc_lookahead);
 733       break;
 734     case PROP_RC_LOOKAHEAD_DS:
 735       g_value_set_enum (value, self->rc_lookahead_ds);
 736       break;
 737     case PROP_AVBR_ACCURACY:
 738       g_value_set_uint (value, self->avbr_accuracy);
 739       break;
 740     case PROP_AVBR_CONVERGENCE:
 741       g_value_set_uint (value, self->avbr_convergence);
 742       break;
 743     case PROP_ICQ_QUALITY:
 744       g_value_set_uint (value, self->icq_quality);
 745       break;
 746     case PROP_QVBR_QUALITY:
 747       g_value_set_uint (value, self->qvbr_quality);
 748       break;
 749     case PROP_CC_INSERT:
 750       g_value_set_enum (value, self->cc_insert);
 751       break;
 752     case PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE:
 753       g_value_set_boolean (value, self->disable_hrd_conformance);
 754       break;
 755     default:
 756       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
 757       break;
 758   }
 759 }
 760
 761 static gboolean
 762 gst_qsv_h264_enc_start (GstVideoEncoder * encoder)
 763 {
 764   /* To avoid negative DTS when B frame is enabled */
 765   gst_video_encoder_set_min_pts (encoder, GST_SECOND * 60 * 60 * 1000);
 766
 767   return TRUE;
 768 }
 769
 770 static gboolean
 771 gst_qsv_h264_enc_transform_meta (GstVideoEncoder * encoder,
 772     GstVideoCodecFrame * frame, GstMeta * meta)
 773 {
 774   GstQsvH264Enc *self = GST_QSV_H264_ENC (encoder);
 775   GstVideoCaptionMeta *cc_meta;
 776
 777   /* We need to handle only case CC meta should be dropped */
 778   if (self->cc_insert != GST_QSV_H264_ENC_SEI_INSERT_AND_DROP)
 779     goto out;
 780
 781   if (meta->info->api != GST_VIDEO_CAPTION_META_API_TYPE)
 782     goto out;
 783
 784   cc_meta = (GstVideoCaptionMeta *) meta;
 785   if (cc_meta->caption_type != GST_VIDEO_CAPTION_TYPE_CEA708_RAW)
 786     goto out;
 787
 788   /* Don't copy this meta into output buffer */
 789   return FALSE;
 790
 791 out:
 792   return GST_VIDEO_ENCODER_CLASS (parent_class)->transform_meta (encoder,
 793       frame, meta);
 794 }
 795
 796 static GstCaps *
 797 gst_qsv_h264_enc_getcaps (GstVideoEncoder * encoder, GstCaps * filter)
 798 {
 799   GstQsvH264Enc *self = GST_QSV_H264_ENC (encoder);
 800   GstCaps *allowed_caps;
 801   GstCaps *template_caps;
 802   GstCaps *supported_caps;
 803   std::set < std::string > downstream_profiles;
 804
 805   allowed_caps = gst_pad_get_allowed_caps (encoder->srcpad);
 806
 807   /* Shouldn't be any or empty though, just return template caps in this case */
 808   if (!allowed_caps || gst_caps_is_empty (allowed_caps) ||
 809       gst_caps_is_any (allowed_caps)) {
 810     gst_clear_caps (&allowed_caps);
 811
 812     return gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder, nullptr, filter);
 813   }
 814
 815   /* Check if downstream specified profile explicitly, then filter out
 816    * incompatible interlaced field */
 817   for (guint i = 0; i < gst_caps_get_size (allowed_caps); i++) {
 818     const GValue *profile_value;
 819     const gchar *profile;
 820     GstStructure *s;
 821
 822     s = gst_caps_get_structure (allowed_caps, i);
 823     profile_value = gst_structure_get_value (s, "profile");
 824     if (!profile_value)
 825       continue;
 826
 827     if (GST_VALUE_HOLDS_LIST (profile_value)) {
 828       for (guint j = 0; j < gst_value_list_get_size (profile_value); j++) {
 829         const GValue *p = gst_value_list_get_value (profile_value, j);
 830
 831         if (!G_VALUE_HOLDS_STRING (p))
 832           continue;
 833
 834         profile = g_value_get_string (p);
 835         if (profile)
 836           downstream_profiles.insert (profile);
 837       }
 838
 839     } else if (G_VALUE_HOLDS_STRING (profile_value)) {
 840       profile = g_value_get_string (profile_value);
 841       if (profile)
 842         downstream_profiles.insert (profile);
 843     }
 844   }
 845
 846   GST_DEBUG_OBJECT (self, "Downstream specified %" G_GSIZE_FORMAT " profiles",
 847       downstream_profiles.size ());
 848
 849   /* Caps returned by gst_pad_get_allowed_caps() should hold profile field
 850    * already */
 851   if (downstream_profiles.size () == 0) {
 852     GST_WARNING_OBJECT (self,
 853         "Allowed caps holds no profile field %" GST_PTR_FORMAT, allowed_caps);
 854
 855     gst_clear_caps (&allowed_caps);
 856
 857     return gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder, nullptr, filter);
 858   }
 859
 860   gst_clear_caps (&allowed_caps);
 861
 862   /* Profile allows interlaced? */
 863   /* *INDENT-OFF* */
 864   gboolean can_support_interlaced = FALSE;
 865   for (const auto &iter: downstream_profiles) {
 866     if (iter == "high" || iter == "main") {
 867       can_support_interlaced = TRUE;
 868       break;
 869     }
 870   }
 871   /* *INDENT-ON* */
 872
 873   GST_DEBUG_OBJECT (self, "Downstream %s support interlaced format",
 874       can_support_interlaced ? "can" : "cannot");
 875
 876   if (can_support_interlaced) {
 877     /* No special handling is needed */
 878     return gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder, nullptr, filter);
 879   }
 880
 881   template_caps = gst_pad_get_pad_template_caps (encoder->sinkpad);
 882   template_caps = gst_caps_make_writable (template_caps);
 883
 884   gst_caps_set_simple (template_caps, "interlace-mode", G_TYPE_STRING,
 885       "progressive", nullptr);
 886
 887   supported_caps = gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder,
 888       template_caps, filter);
 889   gst_caps_unref (template_caps);
 890
 891   GST_DEBUG_OBJECT (self, "Returning %" GST_PTR_FORMAT, supported_caps);
 892
 893   return supported_caps;
 894 }
 895
 896 typedef struct
 897 {
 898   mfxU16 profile;
 899   const gchar *profile_str;
 900 } H264Profile;
 901
 902 static const H264Profile profile_map[] = {
 903   {MFX_PROFILE_AVC_HIGH, "high"},
 904   {MFX_PROFILE_AVC_MAIN, "main"},
 905   {MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_BASELINE, "constrained-baseline"},
 906   {MFX_PROFILE_AVC_PROGRESSIVE_HIGH, "progressive-high"},
 907   {MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_HIGH, "constrained-high"},
 908   {MFX_PROFILE_AVC_BASELINE, "baseline"}
 909 };
 910
 911 static const gchar *
 912 gst_qsv_h264_profile_to_string (mfxU16 profile)
 913 {
 914   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (profile_map); i++) {
 915     if (profile_map[i].profile == profile)
 916       return profile_map[i].profile_str;
 917   }
 918
 919   return nullptr;
 920 }
 921
 922 static mfxU16
 923 gst_qsv_h264_profile_string_to_value (const gchar * profile_str)
 924 {
 925   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (profile_map); i++) {
 926     if (g_strcmp0 (profile_map[i].profile_str, profile_str) == 0)
 927       return profile_map[i].profile;
 928   }
 929
 930   return MFX_PROFILE_UNKNOWN;
 931 }
 932
 933 static void
 934 gst_qsv_h264_enc_init_extra_params (GstQsvH264Enc * self)
 935 {
 936   memset (&self->signal_info, 0, sizeof (mfxExtVideoSignalInfo));
 937   memset (&self->option, 0, sizeof (mfxExtCodingOption));
 938   memset (&self->option2, 0, sizeof (mfxExtCodingOption2));
 939   memset (&self->option3, 0, sizeof (mfxExtCodingOption3));
 940
 941   self->signal_info.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_VIDEO_SIGNAL_INFO;
 942   self->signal_info.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtVideoSignalInfo);
 943
 944   self->option.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION;
 945   self->option.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOption);
 946
 947   self->option2.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2;
 948   self->option2.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOption2);
 949
 950   self->option3.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION3;
 951   self->option3.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOption3);
 952 }
 953
 954 static void
 955 gst_qsv_h264_enc_set_bitrate (GstQsvH264Enc * self, mfxVideoParam * param)
 956 {
 957   guint max_val;
 958   guint multiplier;
 959
 960   switch (param->mfx.RateControlMethod) {
 961     case MFX_RATECONTROL_CBR:
 962       multiplier = (self->bitrate + 0x10000) / 0x10000;
 963       param->mfx.TargetKbps = param->mfx.MaxKbps = self->bitrate / multiplier;
 964       param->mfx.BRCParamMultiplier = (mfxU16) multiplier;
 965       break;
 966     case MFX_RATECONTROL_VBR:
 967     case MFX_RATECONTROL_VCM:
 968     case MFX_RATECONTROL_QVBR:
 969       max_val = MAX (self->bitrate, self->max_bitrate);
 970       multiplier = (max_val + 0x10000) / 0x10000;
 971       param->mfx.TargetKbps = self->bitrate / multiplier;
 972       param->mfx.MaxKbps = self->max_bitrate / multiplier;
 973       param->mfx.BRCParamMultiplier = (mfxU16) multiplier;
 974       break;
 975     case MFX_RATECONTROL_CQP:
 976       param->mfx.QPI = self->qp_i;
 977       param->mfx.QPP = self->qp_p;
 978       param->mfx.QPB = self->qp_b;
 979       break;
 980     case MFX_RATECONTROL_AVBR:
 981       multiplier = (self->bitrate + 0x10000) / 0x10000;
 982       param->mfx.TargetKbps = self->bitrate / multiplier;
 983       param->mfx.Accuracy = self->avbr_accuracy;
 984       param->mfx.Convergence = self->avbr_convergence;
 985       param->mfx.BRCParamMultiplier = (mfxU16) multiplier;
 986       break;
 987     case MFX_RATECONTROL_LA:
 988       multiplier = (self->bitrate + 0x10000) / 0x10000;
 989       param->mfx.TargetKbps = self->bitrate / multiplier;
 990       param->mfx.BRCParamMultiplier = (mfxU16) multiplier;
 991       break;
 992     case MFX_RATECONTROL_LA_HRD:
 993       max_val = MAX (self->bitrate, self->max_bitrate);
 994       multiplier = (max_val + 0x10000) / 0x10000;
 995       param->mfx.TargetKbps = self->bitrate / multiplier;
 996       param->mfx.MaxKbps = self->max_bitrate / multiplier;
 997       param->mfx.BRCParamMultiplier = (mfxU16) multiplier;
 998       break;
 999     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
1000     case MFX_RATECONTROL_LA_ICQ:
1001       param->mfx.ICQQuality = self->icq_quality;
1002       break;
1003     default:
1004       GST_WARNING_OBJECT (self,
1005           "Unhandled rate-control method %d", self->rate_control);
1006       break;
1007   }
1008 }
1009
1010 static gboolean
1011 gst_qsv_h264_enc_set_format (GstQsvEncoder * encoder,
1012     GstVideoCodecState * state, mfxVideoParam * param, GPtrArray * extra_params)
1013 {
1014   GstQsvH264Enc *self = GST_QSV_H264_ENC (encoder);
1015   GstCaps *allowed_caps, *fixated_caps;
1016   std::set < std::string > downstream_profiles;
1017   std::set < std::string > tmp;
1018   guint bframes = self->bframes;
1019   mfxU16 cabac = self->cabac;
1020   std::string profile_str;
1021   mfxU16 mfx_profile = MFX_PROFILE_UNKNOWN;
1022   GstVideoInfo *info = &state->info;
1023   mfxExtVideoSignalInfo *signal_info = nullptr;
1024   mfxExtCodingOption *option;
1025   mfxExtCodingOption2 *option2;
1026   mfxExtCodingOption3 *option3;
1027   GstStructure *s;
1028   const gchar *stream_format;
1029   mfxFrameInfo *frame_info;
1030
1031   frame_info = &param->mfx.FrameInfo;
1032
1033   /* QSV specific alignment requirement:
1034    * width/height should be multiple of 16, and for interlaced encoding,
1035    * height should be multiple of 32 */
1036   frame_info->Width = GST_ROUND_UP_16 (info->width);
1037   if (GST_VIDEO_INFO_IS_INTERLACED (info)) {
1038     frame_info->Height = GST_ROUND_UP_32 (info->height);
1039     switch (GST_VIDEO_INFO_FIELD_ORDER (info)) {
1040       case GST_VIDEO_FIELD_ORDER_TOP_FIELD_FIRST:
1041         frame_info->PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
1042         break;
1043       case GST_VIDEO_FIELD_ORDER_BOTTOM_FIELD_FIRST:
1044         frame_info->PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF;
1045         break;
1046       default:
1047         frame_info->PicStruct = MFX_PICSTRUCT_UNKNOWN;
1048         break;
1049     }
1050   } else {
1051     frame_info->Height = GST_ROUND_UP_16 (info->height);
1052     frame_info->PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
1053   }
1054
1055   /* QSV wouldn't be happy with this size, increase */
1056   if (frame_info->Width == 16)
1057     frame_info->Width = 32;
1058
1059   if (frame_info->Height == 16)
1060     frame_info->Height = 32;
1061
1062   frame_info->CropW = info->width;
1063   frame_info->CropH = info->height;
1064   if (GST_VIDEO_INFO_FPS_N (info) > 0 && GST_VIDEO_INFO_FPS_D (info) > 0) {
1065     frame_info->FrameRateExtN = GST_VIDEO_INFO_FPS_N (info);
1066     frame_info->FrameRateExtD = GST_VIDEO_INFO_FPS_D (info);
1067   } else {
1068     /* HACK: Same as x264enc */
1069     frame_info->FrameRateExtN = 25;
1070     frame_info->FrameRateExtD = 1;
1071   }
1072
1073   frame_info->AspectRatioW = GST_VIDEO_INFO_PAR_N (info);
1074   frame_info->AspectRatioH = GST_VIDEO_INFO_PAR_D (info);
1075
1076   /* TODO: update for non 4:2:0 formats. Currently NV12 only */
1077   frame_info->ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
1078   switch (GST_VIDEO_INFO_FORMAT (info)) {
1079     case GST_VIDEO_FORMAT_NV12:
1080       frame_info->FourCC = MFX_FOURCC_NV12;
1081       frame_info->BitDepthLuma = 8;
1082       frame_info->BitDepthChroma = 8;
1083       break;
1084     default:
1085       GST_ERROR_OBJECT (self, "Unexpected format %s",
1086           gst_video_format_to_string (GST_VIDEO_INFO_FORMAT (info)));
1087       return FALSE;
1088   }
1089
1090   allowed_caps = gst_pad_get_allowed_caps (GST_VIDEO_ENCODER_SRC_PAD (encoder));
1091   if (!allowed_caps) {
1092     GST_WARNING_OBJECT (self, "Failed to get allowed caps");
1093     return FALSE;
1094   }
1095
1096   gst_qsv_h264_enc_init_extra_params (self);
1097   option = &self->option;
1098   option2 = &self->option2;
1099   option3 = &self->option3;
1100
1101   self->packetized = FALSE;
1102
1103   fixated_caps = gst_caps_fixate (gst_caps_copy (allowed_caps));
1104   s = gst_caps_get_structure (fixated_caps, 0);
1105   stream_format = gst_structure_get_string (s, "stream-format");
1106   if (g_strcmp0 (stream_format, "avc") == 0)
1107     self->packetized = TRUE;
1108   gst_caps_unref (fixated_caps);
1109
1110   for (guint i = 0; i < gst_caps_get_size (allowed_caps); i++) {
1111     const GValue *profile_value;
1112     const gchar *profile;
1113
1114     s = gst_caps_get_structure (allowed_caps, i);
1115     profile_value = gst_structure_get_value (s, "profile");
1116     if (!profile_value)
1117       continue;
1118
1119     if (GST_VALUE_HOLDS_LIST (profile_value)) {
1120       for (guint j = 0; j < gst_value_list_get_size (profile_value); j++) {
1121         const GValue *p = gst_value_list_get_value (profile_value, j);
1122
1123         if (!G_VALUE_HOLDS_STRING (p))
1124           continue;
1125
1126         profile = g_value_get_string (p);
1127         if (profile)
1128           downstream_profiles.insert (profile);
1129       }
1130
1131     } else if (G_VALUE_HOLDS_STRING (profile_value)) {
1132       profile = g_value_get_string (profile_value);
1133       if (profile)
1134         downstream_profiles.insert (profile);
1135     }
1136   }
1137
1138   GST_DEBUG_OBJECT (self, "Downstream supports %" G_GSIZE_FORMAT " profiles",
1139       downstream_profiles.size ());
1140
1141   /* Prune incompatible profiles */
1142   if ((param->mfx.FrameInfo.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE) == 0) {
1143     /* Interlaced, only main and high profiles are allowed */
1144     downstream_profiles.erase (gst_qsv_h264_profile_to_string
1145         (MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_BASELINE));
1146     downstream_profiles.erase (gst_qsv_h264_profile_to_string
1147         (MFX_PROFILE_AVC_PROGRESSIVE_HIGH));
1148     downstream_profiles.erase (gst_qsv_h264_profile_to_string
1149         (MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_HIGH));
1150     downstream_profiles.erase (gst_qsv_h264_profile_to_string
1151         (MFX_PROFILE_AVC_BASELINE));
1152   }
1153
1154   if (downstream_profiles.empty ()) {
1155     GST_WARNING_OBJECT (self, "No compatible profile was detected");
1156     gst_clear_caps (&allowed_caps);
1157     return FALSE;
1158   }
1159
1160   if (bframes > 0) {
1161     /* baseline and constrained-high doesn't support bframe */
1162     tmp = downstream_profiles;
1163     tmp.erase (gst_qsv_h264_profile_to_string
1164         (MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_BASELINE));
1165     tmp.erase (gst_qsv_h264_profile_to_string
1166         (MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_HIGH));
1167     tmp.erase (gst_qsv_h264_profile_to_string (MFX_PROFILE_AVC_BASELINE));
1168
1169     if (tmp.empty ()) {
1170       GST_WARNING_OBJECT (self, "None of downstream profile supports bframes");
1171       bframes = 0;
1172       tmp = downstream_profiles;
1173     }
1174
1175     downstream_profiles = tmp;
1176   }
1177
1178   if (cabac == MFX_CODINGOPTION_ON) {
1179     /* baseline doesn't support cabac */
1180     tmp = downstream_profiles;
1181     tmp.erase (gst_qsv_h264_profile_to_string
1182         (MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_BASELINE));
1183     tmp.erase (gst_qsv_h264_profile_to_string (MFX_PROFILE_AVC_BASELINE));
1184
1185     if (tmp.empty ()) {
1186       GST_WARNING_OBJECT (self, "None of downstream profile supports cabac");
1187       cabac = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1188       tmp = downstream_profiles;
1189     }
1190     downstream_profiles = tmp;
1191   }
1192
1193   /* we have our preference order */
1194   /* *INDENT-OFF* */
1195   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (profile_map); i++) {
1196     auto it = downstream_profiles.find (profile_map[i].profile_str);
1197     if (it != downstream_profiles.end ()) {
1198       profile_str = *it;
1199       break;
1200     }
1201   }
1202   /* *INDENT-ON* */
1203
1204   if (profile_str.empty ()) {
1205     GST_WARNING_OBJECT (self, "Failed to determine profile");
1206     return FALSE;
1207   }
1208
1209   GST_DEBUG_OBJECT (self, "Selected profile %s", profile_str.c_str ());
1210   mfx_profile = gst_qsv_h264_profile_string_to_value (profile_str.c_str ());
1211
1212   gst_clear_caps (&allowed_caps);
1213
1214   if (cabac == MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN) {
1215     switch (mfx_profile) {
1216       case MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_BASELINE:
1217       case MFX_PROFILE_AVC_BASELINE:
1218         cabac = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1219         break;
1220       default:
1221         cabac = MFX_CODINGOPTION_ON;
1222         break;
1223     }
1224   }
1225
1226   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
1227   param->mfx.CodecId = MFX_CODEC_AVC;
1228   param->mfx.CodecProfile = mfx_profile;
1229   param->mfx.GopRefDist = bframes + 1;
1230   param->mfx.GopPicSize = self->gop_size;
1231   param->mfx.IdrInterval = self->idr_interval;
1232   param->mfx.RateControlMethod = self->rate_control;
1233   param->mfx.NumRefFrame = self->ref_frames;
1234
1235   gst_qsv_h264_enc_set_bitrate (self, param);
1236
1237   /* Write signal info only when upstream caps contains valid colorimetry,
1238    * because derived default colorimetry in gst_video_info_from_caps() tends to
1239    * very wrong in various cases, and it's even worse than "unknown" */
1240   if (state->caps) {
1241     GstStructure *s = gst_caps_get_structure (state->caps, 0);
1242     GstVideoColorimetry cinfo;
1243     const gchar *str;
1244
1245     str = gst_structure_get_string (s, "colorimetry");
1246     if (str && gst_video_colorimetry_from_string (&cinfo, str)) {
1247       signal_info = &self->signal_info;
1248
1249       /* 0: Component, 1: PAL, 2: NTSC, 3: SECAM, 4: MAC, 5: Unspecified */
1250       signal_info->VideoFormat = 5;
1251       if (cinfo.range == GST_VIDEO_COLOR_RANGE_0_255)
1252         signal_info->VideoFullRange = 1;
1253       else
1254         signal_info->VideoFullRange = 0;
1255       signal_info->ColourDescriptionPresent = 1;
1256       signal_info->ColourPrimaries =
1257           gst_video_color_primaries_to_iso (cinfo.primaries);
1258       signal_info->TransferCharacteristics =
1259           gst_video_transfer_function_to_iso (cinfo.transfer);
1260       signal_info->MatrixCoefficients =
1261           gst_video_color_matrix_to_iso (cinfo.matrix);
1262     }
1263   }
1264
1265   if (cabac == MFX_CODINGOPTION_OFF)
1266     option->CAVLC = MFX_CODINGOPTION_ON;
1267   else
1268     option->CAVLC = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1269
1270   /* TODO: property ? */
1271   option->AUDelimiter = MFX_CODINGOPTION_ON;
1272
1273   if (self->disable_hrd_conformance) {
1274     option->NalHrdConformance = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1275     option->VuiVclHrdParameters = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1276   }
1277
1278   /* Enables PicTiming SEI by default */
1279   option->PicTimingSEI = MFX_CODINGOPTION_ON;
1280
1281   /* VUI is useful in various cases, so we don't want to disable it */
1282   option2->DisableVUI = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1283
1284   /* Do not repeat PPS */
1285   option2->RepeatPPS = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1286
1287   if (param->mfx.RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA ||
1288       param->mfx.RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA_HRD ||
1289       param->mfx.RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA_ICQ) {
1290     option2->LookAheadDS = self->rc_lookahead_ds;
1291     option2->LookAheadDepth = self->rc_lookahead;
1292   }
1293
1294   option2->MinQPI = self->min_qp_i;
1295   option2->MinQPP = self->min_qp_p;
1296   option2->MinQPB = self->min_qp_b;
1297   option2->MaxQPI = self->max_qp_i;
1298   option2->MaxQPP = self->max_qp_p;
1299   option2->MaxQPB = self->max_qp_b;
1300
1301   /* QSV wants MFX_B_REF_PYRAMID when more than 1 b-frame is enabled */
1302   if (param->mfx.GopRefDist > 2)
1303     option2->BRefType = MFX_B_REF_PYRAMID;
1304
1305   /* Upstream specified framerate, we will believe it's fixed framerate */
1306   if (GST_VIDEO_INFO_FPS_N (info) > 0 && GST_VIDEO_INFO_FPS_D (info) > 0) {
1307     option2->FixedFrameRate = MFX_CODINGOPTION_ON;
1308     option3->TimingInfoPresent = MFX_CODINGOPTION_ON;
1309   }
1310
1311   if (param->mfx.RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_QVBR)
1312     option3->QVBRQuality = self->qvbr_quality;
1313
1314   if (signal_info)
1315     g_ptr_array_add (extra_params, signal_info);
1316   g_ptr_array_add (extra_params, option);
1317   g_ptr_array_add (extra_params, option2);
1318   g_ptr_array_add (extra_params, option3);
1319
1320   param->ExtParam = (mfxExtBuffer **) extra_params->pdata;
1321   param->NumExtParam = extra_params->len;
1322
1323   self->bitrate_updated = FALSE;
1324   self->property_updated = FALSE;
1325
1326   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
1327
1328   return TRUE;
1329 }
1330
1331 static gboolean
1332 gst_qsv_h264_enc_set_output_state (GstQsvEncoder * encoder,
1333     GstVideoCodecState * state, mfxSession session)
1334 {
1335   GstQsvH264Enc *self = GST_QSV_H264_ENC (encoder);
1336   GstCaps *caps;
1337   GstTagList *tags;
1338   GstVideoCodecState *out_state;
1339   guint bitrate, max_bitrate;
1340   guint multiplier = 1;
1341   mfxVideoParam param;
1342   const gchar *profile_str;
1343   mfxStatus status;
1344   mfxExtCodingOptionSPSPPS sps_pps;
1345   mfxExtBuffer *ext_buffers[1];
1346   mfxU8 sps[1024];
1347   mfxU8 pps[1024];
1348   GstBuffer *codec_data = nullptr;
1349
1350   memset (&param, 0, sizeof (mfxVideoParam));
1351   memset (&sps_pps, 0, sizeof (mfxExtCodingOptionSPSPPS));
1352   if (self->packetized) {
1353     sps_pps.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION_SPSPPS;
1354     sps_pps.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOptionSPSPPS);
1355
1356     sps_pps.SPSBuffer = sps;
1357     sps_pps.SPSBufSize = sizeof (sps);
1358
1359     sps_pps.PPSBuffer = pps;
1360     sps_pps.PPSBufSize = sizeof (pps);
1361
1362     ext_buffers[0] = (mfxExtBuffer *) & sps_pps;
1363
1364     param.NumExtParam = 1;
1365     param.ExtParam = ext_buffers;
1366   }
1367
1368   status = MFXVideoENCODE_GetVideoParam (session, &param);
1369   if (status < MFX_ERR_NONE) {
1370     GST_ERROR_OBJECT (self, "Failed to get video param %d (%s)",
1371         QSV_STATUS_ARGS (status));
1372     return FALSE;
1373   } else if (status != MFX_ERR_NONE) {
1374     GST_WARNING_OBJECT (self, "GetVideoParam returned warning %d (%s)",
1375         QSV_STATUS_ARGS (status));
1376   }
1377
1378   if (self->packetized) {
1379     GstH264ParserResult rst;
1380     GstH264NalUnit sps_nalu, pps_nalu;
1381     GstMapInfo info;
1382     guint8 *data;
1383     guint8 profile_idc, profile_comp, level_idc;
1384     const guint nal_length_size = 4;
1385     const guint num_sps = 1;
1386     const guint num_pps = 1;
1387
1388     rst = gst_h264_parser_identify_nalu_unchecked (self->parser,
1389         sps, 0, sps_pps.SPSBufSize, &sps_nalu);
1390     if (rst != GST_H264_PARSER_OK) {
1391       GST_ERROR_OBJECT (self, "Failed to identify SPS nal");
1392       return FALSE;
1393     }
1394
1395     if (sps_nalu.size < 4) {
1396       GST_ERROR_OBJECT (self, "Too small sps nal size %d", sps_nalu.size);
1397       return FALSE;
1398     }
1399
1400     data = sps_nalu.data + sps_nalu.offset + sps_nalu.header_bytes;
1401     profile_idc = data[0];
1402     profile_comp = data[1];
1403     level_idc = data[2];
1404
1405     rst = gst_h264_parser_identify_nalu_unchecked (self->parser,
1406         pps, 0, sps_pps.PPSBufSize, &pps_nalu);
1407     if (rst != GST_H264_PARSER_OK) {
1408       GST_ERROR_OBJECT (self, "Failed to identify PPS nal");
1409       return FALSE;
1410     }
1411
1412     /* 5: configuration version, profile, compatibility, level, nal length
1413      * 1: num sps
1414      * 2: sps size bytes
1415      * sizeof (sps)
1416      * 1: num pps
1417      * 2: pps size bytes
1418      * sizeof (pps)
1419      *
1420      * -> 11 + sps_size + pps_size
1421      */
1422     codec_data = gst_buffer_new_and_alloc (11 + sps_nalu.size + pps_nalu.size);
1423
1424     gst_buffer_map (codec_data, &info, GST_MAP_WRITE);
1425
1426     data = (guint8 *) info.data;
1427     data[0] = 1;
1428     data[1] = profile_idc;
1429     data[2] = profile_comp;
1430     data[3] = level_idc;
1431     data[4] = 0xfc | (nal_length_size - 1);
1432     data[5] = 0xe0 | num_sps;
1433     data += 6;
1434     GST_WRITE_UINT16_BE (data, sps_nalu.size);
1435     data += 2;
1436     memcpy (data, sps_nalu.data + sps_nalu.offset, sps_nalu.size);
1437     data += sps_nalu.size;
1438
1439     data[0] = num_pps;
1440     data++;
1441
1442     GST_WRITE_UINT16_BE (data, pps_nalu.size);
1443     data += 2;
1444     memcpy (data, pps_nalu.data + pps_nalu.offset, pps_nalu.size);
1445
1446     gst_buffer_unmap (codec_data, &info);
1447   }
1448
1449   caps = gst_caps_from_string ("video/x-h264, alignment = (string) au");
1450   profile_str = gst_qsv_h264_profile_to_string (param.mfx.CodecProfile);
1451   if (profile_str)
1452     gst_caps_set_simple (caps, "profile", G_TYPE_STRING, profile_str, nullptr);
1453
1454   if (self->packetized) {
1455     gst_caps_set_simple (caps, "stream-format", G_TYPE_STRING, "avc",
1456         "codec_data", GST_TYPE_BUFFER, codec_data, nullptr);
1457     gst_buffer_unref (codec_data);
1458   } else {
1459     gst_caps_set_simple (caps, "stream-format", G_TYPE_STRING, "byte-stream",
1460         nullptr);
1461   }
1462
1463   out_state = gst_video_encoder_set_output_state (GST_VIDEO_ENCODER (encoder),
1464       caps, state);
1465   gst_video_codec_state_unref (out_state);
1466
1467   tags = gst_tag_list_new_empty ();
1468   gst_tag_list_add (tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE, GST_TAG_ENCODER, "qsvh264enc",
1469       nullptr);
1470
1471   if (param.mfx.BRCParamMultiplier > 0)
1472     multiplier = param.mfx.BRCParamMultiplier;
1473
1474   switch (param.mfx.RateControlMethod) {
1475     case MFX_RATECONTROL_CQP:
1476     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
1477     case MFX_RATECONTROL_LA_ICQ:
1478       /* We don't know target/max bitrate in this case */
1479       break;
1480     default:
1481       max_bitrate = (guint) param.mfx.MaxKbps * multiplier;
1482       bitrate = (guint) param.mfx.TargetKbps * multiplier;
1483       if (bitrate > 0) {
1484         gst_tag_list_add (tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE,
1485             GST_TAG_NOMINAL_BITRATE, bitrate * 1000, nullptr);
1486       }
1487
1488       if (max_bitrate > 0) {
1489         gst_tag_list_add (tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE,
1490             GST_TAG_MAXIMUM_BITRATE, max_bitrate * 1000, nullptr);
1491       }
1492       break;
1493   }
1494
1495   gst_video_encoder_merge_tags (GST_VIDEO_ENCODER (encoder),
1496       tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE);
1497   gst_tag_list_unref (tags);
1498
1499   return TRUE;
1500 }
1501
1502 static gboolean
1503 gst_qsv_h264_enc_foreach_caption_meta (GstBuffer * buffer, GstMeta ** meta,
1504     GPtrArray * payload)
1505 {
1506   GstVideoCaptionMeta *cc_meta;
1507   GstByteWriter br;
1508   guint payload_size;
1509   guint extra_size;
1510   mfxPayload *p;
1511
1512   if ((*meta)->info->api != GST_VIDEO_CAPTION_META_API_TYPE)
1513     return TRUE;
1514
1515   cc_meta = (GstVideoCaptionMeta *) (*meta);
1516
1517   if (cc_meta->caption_type != GST_VIDEO_CAPTION_TYPE_CEA708_RAW)
1518     return TRUE;
1519
1520   /* QSV requires full sei_message() structure */
1521   /* 1 byte contry_code + 10 bytes CEA-708 specific data + caption data */
1522   payload_size = 11 + cc_meta->size;
1523   extra_size = payload_size / 255;
1524
1525   /* 1 byte SEI type + 1 byte SEI payload size (+ extra) + payload data */
1526   gst_byte_writer_init_with_size (&br, 2 + extra_size + payload_size, FALSE);
1527
1528   /* SEI type */
1529   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 4);
1530
1531   /* SEI payload size */
1532   while (payload_size >= 0xff) {
1533     gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 0xff);
1534     payload_size -= 0xff;
1535   }
1536   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, payload_size);
1537
1538   /* 8-bits itu_t_t35_country_code */
1539   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 181);
1540
1541   /* 16-bits itu_t_t35_provider_code */
1542   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 0);
1543   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 49);
1544
1545   /* 32-bits ATSC_user_identifier */
1546   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 'G');
1547   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 'A');
1548   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, '9');
1549   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, '4');
1550
1551   /* 8-bits ATSC1_data_user_data_type_code */
1552   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 3);
1553
1554   /* 8-bits:
1555    * 1 bit process_em_data_flag (0)
1556    * 1 bit process_cc_data_flag (1)
1557    * 1 bit additional_data_flag (0)
1558    * 5-bits cc_count
1559    */
1560   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, ((cc_meta->size / 3) & 0x1f) | 0x40);
1561
1562   /* 8 bits em_data, unused */
1563   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 255);
1564
1565   gst_byte_writer_put_data (&br, cc_meta->data, cc_meta->size);
1566
1567   /* 8 marker bits */
1568   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 255);
1569
1570   p = g_new0 (mfxPayload, 1);
1571   p->BufSize = gst_byte_writer_get_pos (&br);
1572   p->NumBit = p->BufSize * 8;
1573   p->Type = 4;
1574   p->Data = gst_byte_writer_reset_and_get_data (&br);
1575
1576   g_ptr_array_add (payload, p);
1577
1578   return TRUE;
1579 }
1580
1581 static gboolean
1582 gst_qsv_h264_enc_attach_payload (GstQsvEncoder * encoder,
1583     GstVideoCodecFrame * frame, GPtrArray * payload)
1584 {
1585   GstQsvH264Enc *self = GST_QSV_H264_ENC (encoder);
1586
1587   if (self->cc_insert == GST_QSV_H264_ENC_SEI_DISABLED)
1588     return TRUE;
1589
1590   gst_buffer_foreach_meta (frame->input_buffer,
1591       (GstBufferForeachMetaFunc) gst_qsv_h264_enc_foreach_caption_meta,
1592       payload);
1593
1594   return TRUE;
1595 }
1596
1597 static GstBuffer *
1598 gst_qsv_h264_enc_create_output_buffer (GstQsvEncoder * encoder,
1599     mfxBitstream * bitstream)
1600 {
1601   GstQsvH264Enc *self = GST_QSV_H264_ENC (encoder);
1602   GstBuffer *buf;
1603   GstH264ParserResult rst;
1604   GstH264NalUnit nalu;
1605
1606   if (!self->packetized) {
1607     buf = gst_buffer_new_memdup (bitstream->Data + bitstream->DataOffset,
1608         bitstream->DataLength);
1609   } else {
1610     buf = gst_buffer_new ();
1611     rst = gst_h264_parser_identify_nalu (self->parser,
1612         bitstream->Data + bitstream->DataOffset, 0, bitstream->DataLength,
1613         &nalu);
1614     if (rst == GST_H264_PARSER_NO_NAL_END)
1615       rst = GST_H264_PARSER_OK;
1616
1617     while (rst == GST_H264_PARSER_OK) {
1618       GstMemory *mem;
1619       guint8 *data;
1620
1621       data = (guint8 *) g_malloc0 (nalu.size + 4);
1622       GST_WRITE_UINT32_BE (data, nalu.size);
1623       memcpy (data + 4, nalu.data + nalu.offset, nalu.size);
1624
1625       mem = gst_memory_new_wrapped ((GstMemoryFlags) 0, data, nalu.size + 4,
1626           0, nalu.size + 4, data, (GDestroyNotify) g_free);
1627       gst_buffer_append_memory (buf, mem);
1628
1629       rst = gst_h264_parser_identify_nalu (self->parser,
1630           bitstream->Data + bitstream->DataOffset, nalu.offset + nalu.size,
1631           bitstream->DataLength, &nalu);
1632
1633       if (rst == GST_H264_PARSER_NO_NAL_END)
1634         rst = GST_H264_PARSER_OK;
1635     }
1636   }
1637
1638   /* This buffer must be the end of a frame boundary */
1639   GST_BUFFER_FLAG_SET (buf, GST_BUFFER_FLAG_MARKER);
1640
1641   return buf;
1642 }
1643
1644 static GstQsvEncoderReconfigure
1645 gst_qsv_h264_enc_check_reconfigure (GstQsvEncoder * encoder, mfxSession session,
1646     mfxVideoParam * param, GPtrArray * extra_params)
1647 {
1648   GstQsvH264Enc *self = GST_QSV_H264_ENC (encoder);
1649   GstQsvEncoderReconfigure ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_NONE;
1650
1651   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
1652   if (self->property_updated) {
1653     ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_FULL;
1654     goto done;
1655   }
1656
1657   if (self->bitrate_updated) {
1658     mfxStatus status;
1659     mfxExtEncoderResetOption reset_opt;
1660     reset_opt.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_ENCODER_RESET_OPTION;
1661     reset_opt.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtEncoderResetOption);
1662     reset_opt.StartNewSequence = MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
1663
1664     gst_qsv_h264_enc_set_bitrate (self, param);
1665
1666     g_ptr_array_add (extra_params, &reset_opt);
1667     param->ExtParam = (mfxExtBuffer **) extra_params->pdata;
1668     param->NumExtParam = extra_params->len;
1669
1670     status = MFXVideoENCODE_Query (session, param, param);
1671     g_ptr_array_remove_index (extra_params, extra_params->len - 1);
1672     param->NumExtParam = extra_params->len;
1673
1674     if (status != MFX_ERR_NONE) {
1675       GST_WARNING_OBJECT (self, "MFXVideoENCODE_Query returned %d (%s)",
1676           QSV_STATUS_ARGS (status));
1677       ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_FULL;
1678     } else {
1679       if (reset_opt.StartNewSequence == MFX_CODINGOPTION_OFF) {
1680         GST_DEBUG_OBJECT (self, "Can update without new sequence");
1681         ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_BITRATE;
1682       } else {
1683         GST_DEBUG_OBJECT (self, "Need new sequence");
1684         ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_FULL;
1685       }
1686     }
1687   }
1688
1689 done:
1690   self->property_updated = FALSE;
1691   self->bitrate_updated = FALSE;
1692   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
1693
1694   return ret;
1695 }
1696
1697 typedef struct
1698 {
1699   guint width;
1700   guint height;
1701 } Resolution;
1702
1703 void
1704 gst_qsv_h264_enc_register (GstPlugin * plugin, guint rank, guint impl_index,
1705     GstObject * device, mfxSession session)
1706 {
1707   mfxStatus status;
1708   mfxVideoParam param;
1709   mfxInfoMFX *mfx;
1710   static const Resolution resolutions_to_check[] = {
1711     {1280, 720}, {1920, 1088}, {2560, 1440}, {3840, 2160}, {4096, 2160},
1712     {7680, 4320}, {8192, 4320}
1713   };
1714   std::vector < mfxU16 > supported_profiles;
1715   Resolution max_resolution;
1716   bool supports_interlaced = false;
1717
1718   memset (&param, 0, sizeof (mfxVideoParam));
1719   memset (&max_resolution, 0, sizeof (Resolution));
1720
1721   param.AsyncDepth = 4;
1722   param.IOPattern = MFX_IOPATTERN_IN_VIDEO_MEMORY;
1723
1724   mfx = &param.mfx;
1725   mfx->CodecId = MFX_CODEC_AVC;
1726
1727   mfx->FrameInfo.Width = GST_ROUND_UP_16 (320);
1728   mfx->FrameInfo.Height = GST_ROUND_UP_16 (240);
1729   mfx->FrameInfo.CropW = 320;
1730   mfx->FrameInfo.CropH = 240;
1731   mfx->FrameInfo.FrameRateExtN = 30;
1732   mfx->FrameInfo.FrameRateExtD = 1;
1733   mfx->FrameInfo.AspectRatioW = 1;
1734   mfx->FrameInfo.AspectRatioH = 1;
1735   mfx->FrameInfo.ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
1736   mfx->FrameInfo.FourCC = MFX_FOURCC_NV12;
1737   mfx->FrameInfo.BitDepthLuma = 8;
1738   mfx->FrameInfo.BitDepthChroma = 8;
1739   mfx->FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
1740
1741   /* Check supported profiles */
1742   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (profile_map); i++) {
1743     mfx->CodecProfile = profile_map[i].profile;
1744
1745     if (MFXVideoENCODE_Query (session, &param, &param) != MFX_ERR_NONE)
1746       continue;
1747
1748     supported_profiles.push_back (profile_map[i].profile);
1749   }
1750
1751   if (supported_profiles.empty ()) {
1752     GST_INFO ("Device doesn't support H.264 encoding");
1753     return;
1754   }
1755
1756   mfx->CodecProfile = supported_profiles[0];
1757
1758   /* Check max-resolution */
1759   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (resolutions_to_check); i++) {
1760     mfx->FrameInfo.Width = GST_ROUND_UP_16 (resolutions_to_check[i].width);
1761     mfx->FrameInfo.Height = GST_ROUND_UP_16 (resolutions_to_check[i].height);
1762     mfx->FrameInfo.CropW = resolutions_to_check[i].width;
1763     mfx->FrameInfo.CropH = resolutions_to_check[i].height;
1764
1765     if (MFXVideoENCODE_Query (session, &param, &param) != MFX_ERR_NONE)
1766       break;
1767
1768     max_resolution.width = resolutions_to_check[i].width;
1769     max_resolution.height = resolutions_to_check[i].height;
1770   }
1771
1772   GST_INFO ("Maximum supported resolution: %dx%d",
1773       max_resolution.width, max_resolution.height);
1774
1775   /* TODO: check supported rate-control methods and expose only supported
1776    * methods, since the device might not be able to support some of them */
1777
1778   /* Check interlaced encoding */
1779   /* *INDENT-OFF* */
1780   for (const auto &iter: supported_profiles) {
1781     if (iter == MFX_PROFILE_AVC_MAIN ||
1782         iter == MFX_PROFILE_AVC_HIGH) {
1783       /* Make sure non-lowpower mode, otherwise QSV will not accept
1784        * interlaced format during Query() */
1785       mfx->LowPower = MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
1786
1787       /* Interlaced encoding is not compatible with MFX_RATECONTROL_VCM,
1788        * make sure profile */
1789       mfx->RateControlMethod = MFX_RATECONTROL_CBR;
1790
1791       /* Too high (MFX_LEVEL_AVC_41) or low (MFX_LEVEL_AVC_21) level will not be
1792        * accepted for interlaced encoding */
1793       mfx->CodecLevel = MFX_LEVEL_UNKNOWN;
1794       mfx->CodecProfile = iter;
1795
1796       mfx->FrameInfo.Width = GST_ROUND_UP_16 (320);
1797       mfx->FrameInfo.Height = GST_ROUND_UP_32 (240);
1798       mfx->FrameInfo.CropW = 320;
1799       mfx->FrameInfo.CropH = 240;
1800       mfx->FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
1801
1802       status = MFXVideoENCODE_Query (session, &param, &param);
1803
1804       if (status == MFX_ERR_NONE) {
1805         GST_INFO ("Interlaced encoding is supported");
1806         supports_interlaced = true;
1807         break;
1808       }
1809     }
1810   }
1811   /* *INDENT-ON* */
1812
1813   /* To cover both landscape and portrait,
1814    * select max value (width in this case) */
1815   guint resolution = MAX (max_resolution.width, max_resolution.height);
1816   std::string sink_caps_str = "video/x-raw, format=(string) NV12";
1817
1818   sink_caps_str += ", width=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1819   sink_caps_str += ", height=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1820   if (!supports_interlaced)
1821     sink_caps_str += ", interlace-mode = (string) progressive";
1822
1823   GstCaps *sink_caps = gst_caps_from_string (sink_caps_str.c_str ());
1824
1825   /* TODO: Add support for VA */
1826 #ifdef G_OS_WIN32
1827   GstCaps *d3d11_caps = gst_caps_copy (sink_caps);
1828   GstCapsFeatures *caps_features =
1829       gst_caps_features_new (GST_CAPS_FEATURE_MEMORY_D3D11_MEMORY, nullptr);
1830   gst_caps_set_features_simple (d3d11_caps, caps_features);
1831   gst_caps_append (d3d11_caps, sink_caps);
1832   sink_caps = d3d11_caps;
1833 #else
1834   GstCaps *va_caps = gst_caps_copy (sink_caps);
1835   GstCapsFeatures *caps_features =
1836       gst_caps_features_new (GST_CAPS_FEATURE_MEMORY_VA, nullptr);
1837   gst_caps_set_features_simple (va_caps, caps_features);
1838   gst_caps_append (va_caps, sink_caps);
1839   sink_caps = va_caps;
1840 #endif
1841
1842   std::string src_caps_str = "video/x-h264";
1843   src_caps_str += ", width=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1844   src_caps_str += ", height=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1845
1846   src_caps_str += ", stream-format= (string) { avc, byte-stream }";
1847   src_caps_str += ", alignment=(string) au";
1848   /* *INDENT-OFF* */
1849   if (supported_profiles.size () > 1) {
1850     src_caps_str += ", profile=(string) { ";
1851     bool first = true;
1852     for (const auto &iter: supported_profiles) {
1853       if (!first) {
1854         src_caps_str += ", ";
1855       }
1856
1857       src_caps_str += gst_qsv_h264_profile_to_string (iter);
1858       first = false;
1859     }
1860     src_caps_str += " }";
1861   } else {
1862     src_caps_str += ", profile=(string) ";
1863     src_caps_str += gst_qsv_h264_profile_to_string (supported_profiles[0]);
1864   }
1865   /* *INDENT-ON* */
1866
1867   GstCaps *src_caps = gst_caps_from_string (src_caps_str.c_str ());
1868
1869   GST_MINI_OBJECT_FLAG_SET (sink_caps, GST_MINI_OBJECT_FLAG_MAY_BE_LEAKED);
1870   GST_MINI_OBJECT_FLAG_SET (src_caps, GST_MINI_OBJECT_FLAG_MAY_BE_LEAKED);
1871
1872   GstQsvH264EncClassData *cdata = g_new0 (GstQsvH264EncClassData, 1);
1873   cdata->sink_caps = sink_caps;
1874   cdata->src_caps = src_caps;
1875   cdata->impl_index = impl_index;
1876
1877 #ifdef G_OS_WIN32
1878   gint64 device_luid;
1879   g_object_get (device, "adapter-luid", &device_luid, nullptr);
1880   cdata->adapter_luid = device_luid;
1881 #else
1882   gchar *display_path;
1883   g_object_get (device, "path", &display_path, nullptr);
1884   cdata->display_path = display_path;
1885 #endif
1886
1887   GType type;
1888   gchar *type_name;
1889   gchar *feature_name;
1890   GTypeInfo type_info = {
1891     sizeof (GstQsvH264EncClass),
1892     nullptr,
1893     nullptr,
1894     (GClassInitFunc) gst_qsv_h264_enc_class_init,
1895     nullptr,
1896     cdata,
1897     sizeof (GstQsvH264Enc),
1898     0,
1899     (GInstanceInitFunc) gst_qsv_h264_enc_init,
1900   };
1901
1902   type_name = g_strdup ("GstQsvH264Enc");
1903   feature_name = g_strdup ("qsvh264enc");
1904
1905   gint index = 0;
1906   while (g_type_from_name (type_name)) {
1907     index++;
1908     g_free (type_name);
1909     g_free (feature_name);
1910     type_name = g_strdup_printf ("GstQsvH264Device%dEnc", index);
1911     feature_name = g_strdup_printf ("qsvh264device%denc", index);
1912   }
1913
1914   type = g_type_register_static (GST_TYPE_QSV_ENCODER, type_name, &type_info,
1915       (GTypeFlags) 0);
1916
1917   if (rank > 0 && index != 0)
1918     rank--;
1919
1920   if (!gst_element_register (plugin, feature_name, rank, type))
1921     GST_WARNING ("Failed to register plugin '%s'", type_name);
1922
1923   g_free (type_name);
1924   g_free (feature_name);
1925 }