qsvencoder: Move common property to baseclass
[platform/upstream/gstreamer.git] / subprojects / gst-plugins-bad / sys / qsv / gstqsvh265enc.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 "gstqsvh265enc.h"
25 #include <gst/base/gstbytewriter.h>
26 #include <vector>
27 #include <string>
28 #include <set>
29 #include <string.h>
30
31 #ifdef G_OS_WIN32
32 #include <gst/d3d11/gstd3d11.h>
33 #else
34 #include <gst/va/gstva.h>
35 #endif
36
37 GST_DEBUG_CATEGORY_STATIC (gst_qsv_h265_enc_debug);
38 #define GST_CAT_DEFAULT gst_qsv_h265_enc_debug
39
40 typedef enum
41 {
42   GST_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT,
43   GST_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT_AND_DROP,
44   GST_QSV_H265_ENC_SEI_DISABLED,
45 } GstQsvH265EncSeiInsertMode;
46
47 #define GST_TYPE_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT_MODE (gst_qsv_h265_enc_sei_insert_mode_get_type ())
48 static GType
49 gst_qsv_h265_enc_sei_insert_mode_get_type (void)
50 {
51   static GType sei_insert_mode_type = 0;
52   static const GEnumValue insert_modes[] = {
53     {GST_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT, "Insert SEI", "insert"},
54     {GST_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT_AND_DROP,
55           "Insert SEI and remove corresponding meta from output buffer",
56         "insert-and-drop"},
57     {GST_QSV_H265_ENC_SEI_DISABLED, "Disable SEI insertion", "disabled"},
58     {0, nullptr, nullptr}
59   };
60
61   if (g_once_init_enter (&sei_insert_mode_type)) {
62     GType type =
63         g_enum_register_static ("GstQsvH265EncSeiInsertMode", insert_modes);
64     g_once_init_leave (&sei_insert_mode_type, type);
65   }
66
67   return sei_insert_mode_type;
68 }
69
70 #define GST_TYPE_QSV_H265_ENC_RATE_CONTROL (gst_qsv_h265_enc_rate_control_get_type ())
71 static GType
72 gst_qsv_h265_enc_rate_control_get_type (void)
73 {
74   static GType rate_control_type = 0;
75   static const GEnumValue rate_controls[] = {
76     {MFX_RATECONTROL_CBR, "Constant Bitrate", "cbr"},
77     {MFX_RATECONTROL_VBR, "Variable Bitrate", "vbr"},
78     {MFX_RATECONTROL_CQP, "Constant Quantizer", "cqp"},
79     {MFX_RATECONTROL_ICQ, "Intelligent CQP", "icq"},
80     {MFX_RATECONTROL_VCM, "Video Conferencing Mode (Non HRD compliant)", "vcm"},
81     {MFX_RATECONTROL_QVBR, "VBR with CQP", "qvbr"},
82     {0, nullptr, nullptr}
83   };
84
85   if (g_once_init_enter (&rate_control_type)) {
86     GType type =
87         g_enum_register_static ("GstQsvH265EncRateControl", rate_controls);
88     g_once_init_leave (&rate_control_type, type);
89   }
90
91   return rate_control_type;
92 }
93
94 enum
95 {
96   PROP_0,
97   PROP_MIN_QP_I,
98   PROP_MIN_QP_P,
99   PROP_MIN_QP_B,
100   PROP_MAX_QP_I,
101   PROP_MAX_QP_P,
102   PROP_MAX_QP_B,
103   PROP_QP_I,
104   PROP_QP_P,
105   PROP_QP_B,
106   PROP_GOP_SIZE,
107   PROP_IDR_INTERVAL,
108   PROP_B_FRAMES,
109   PROP_REF_FRAMES,
110   PROP_BITRATE,
111   PROP_MAX_BITRATE,
112   PROP_RATE_CONTROL,
113   PROP_ICQ_QUALITY,
114   PROP_QVBR_QUALITY,
115   PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE,
116   PROP_CC_INSERT,
117 };
118
119 #define DEFAULT_QP 0
120 #define DEFAULT_GOP_SIZE 30
121 #define DEFAULT_IDR_INTERVAL 1
122 #define DEFAULT_B_FRAMES 0
123 #define DEFAULT_REF_FRAMES 2
124 #define DEFAULT_BITRATE 2000
125 #define DEFAULT_MAX_BITRATE 0
126 #define DEFAULT_RATE_CONTROL MFX_RATECONTROL_VBR
127 #define DEFAULT_IQC_QUALITY 0
128 #define DEFAULT_QVBR_QUALITY 0
129 #define DEFAULT_DISABLE_HRD_CONFORMANCE FALSE
130 #define DEFAULT_CC_INSERT GST_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT
131
132 typedef struct _GstQsvH265EncClassData
133 {
134   GstCaps *sink_caps;
135   GstCaps *src_caps;
136   guint impl_index;
137   gint64 adapter_luid;
138   gchar *display_path;
139   gchar *description;
140   gboolean hdr10_aware;
141 } GstQsvH265EncClassData;
142
143 typedef struct _GstQsvH265Enc
144 {
145   GstQsvEncoder parent;
146
147   mfxExtVideoSignalInfo signal_info;
148   mfxExtCodingOption option;
149   mfxExtCodingOption2 option2;
150   mfxExtCodingOption3 option3;
151   mfxExtContentLightLevelInfo cll;
152   mfxExtMasteringDisplayColourVolume mdcv;
153
154   mfxU16 profile;
155
156   GMutex prop_lock;
157   /* protected by prop_lock */
158   gboolean bitrate_updated;
159   gboolean property_updated;
160
161   /* properties */
162   guint min_qp_i;
163   guint min_qp_p;
164   guint min_qp_b;
165   guint max_qp_i;
166   guint max_qp_p;
167   guint max_qp_b;
168   guint qp_i;
169   guint qp_p;
170   guint qp_b;
171   guint gop_size;
172   guint idr_interval;
173   guint bframes;
174   guint ref_frames;
175   guint bitrate;
176   guint max_bitrate;
177   mfxU16 rate_control;
178   guint icq_quality;
179   guint qvbr_quality;
180   gboolean disable_hrd_conformance;
181   GstQsvH265EncSeiInsertMode cc_insert;
182 } GstQsvH265Enc;
183
184 typedef struct _GstQsvH265EncClass
185 {
186   GstQsvEncoderClass parent_class;
187
188   gboolean hdr10_aware;
189 } GstQsvH265EncClass;
190
191 static GstElementClass *parent_class = nullptr;
192
193 #define GST_QSV_H265_ENC(object) ((GstQsvH265Enc *) (object))
194 #define GST_QSV_H265_ENC_GET_CLASS(object) \
195     (G_TYPE_INSTANCE_GET_CLASS ((object),G_TYPE_FROM_INSTANCE (object),GstQsvH265EncClass))
196
197 static void gst_qsv_h265_enc_finalize (GObject * object);
198 static void gst_qsv_h265_enc_set_property (GObject * object, guint prop_id,
199     const GValue * value, GParamSpec * pspec);
200 static void gst_qsv_h265_enc_get_property (GObject * object, guint prop_id,
201     GValue * value, GParamSpec * pspec);
202
203 static gboolean gst_qsv_h265_enc_start (GstVideoEncoder * encoder);
204 static gboolean gst_qsv_h265_enc_transform_meta (GstVideoEncoder * encoder,
205     GstVideoCodecFrame * frame, GstMeta * meta);
206 static GstCaps *gst_qsv_h265_enc_getcaps (GstVideoEncoder * encoder,
207     GstCaps * filter);
208
209 static gboolean gst_qsv_h265_enc_set_format (GstQsvEncoder * encoder,
210     GstVideoCodecState * state, mfxVideoParam * param,
211     GPtrArray * extra_params);
212 static gboolean gst_qsv_h265_enc_set_output_state (GstQsvEncoder * encoder,
213     GstVideoCodecState * state, mfxSession session);
214 static gboolean gst_qsv_h265_enc_attach_payload (GstQsvEncoder * encoder,
215     GstVideoCodecFrame * frame, GPtrArray * payload);
216 static GstBuffer *gst_qsv_h265_enc_create_output_buffer (GstQsvEncoder *
217     encoder, mfxBitstream * bitstream);
218 static GstQsvEncoderReconfigure
219 gst_qsv_h265_enc_check_reconfigure (GstQsvEncoder * encoder, mfxSession session,
220     mfxVideoParam * param, GPtrArray * extra_params);
221
222 static void
223 gst_qsv_h265_enc_class_init (GstQsvH265EncClass * klass, gpointer data)
224 {
225   GObjectClass *object_class = G_OBJECT_CLASS (klass);
226   GstElementClass *element_class = GST_ELEMENT_CLASS (klass);
227   GstVideoEncoderClass *encoder_class = GST_VIDEO_ENCODER_CLASS (klass);
228   GstQsvEncoderClass *qsvenc_class = GST_QSV_ENCODER_CLASS (klass);
229   GstQsvH265EncClassData *cdata = (GstQsvH265EncClassData *) data;
230
231   qsvenc_class->codec_id = MFX_CODEC_AVC;
232   qsvenc_class->impl_index = cdata->impl_index;
233   qsvenc_class->adapter_luid = cdata->adapter_luid;
234   qsvenc_class->display_path = cdata->display_path;
235
236   object_class->finalize = gst_qsv_h265_enc_finalize;
237   object_class->set_property = gst_qsv_h265_enc_set_property;
238   object_class->get_property = gst_qsv_h265_enc_get_property;
239
240   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MIN_QP_I,
241       g_param_spec_uint ("min-qp-i", "Min QP I",
242           "Minimum allowed QP value for I-frame types (0: default)",
243           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
244           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
245   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MIN_QP_P,
246       g_param_spec_uint ("min-qp-p", "Min QP P",
247           "Minimum allowed QP value for P-frame types (0: default)",
248           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
249           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
250   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MIN_QP_B,
251       g_param_spec_uint ("min-qp-b", "Min QP B",
252           "Minimum allowed QP value for B-frame types (0: default)",
253           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
254           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
255   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_QP_I,
256       g_param_spec_uint ("max-qp-i", "Max QP I",
257           "Maximum allowed QP value for I-frame types (0: default)",
258           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
259           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
260   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_QP_P,
261       g_param_spec_uint ("max-qp-p", "Max QP P",
262           "Maximum allowed QP value for P-frame types (0: default)",
263           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
264           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
265   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_QP_B,
266       g_param_spec_uint ("max-qp-b", "Max QP B",
267           "Maximum allowed QP value for B-frame types (0: default)",
268           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
269           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
270   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QP_I,
271       g_param_spec_uint ("qp-i", "QP I",
272           "Constant quantizer for I frames (0: default)",
273           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
274           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
275   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QP_P,
276       g_param_spec_uint ("qp-p", "QP P",
277           "Constant quantizer for P frames (0: default)",
278           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
279           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
280   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QP_B,
281       g_param_spec_uint ("qp-b", "QP B",
282           "Constant quantizer for B frames (0: default)",
283           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
284           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
285   g_object_class_install_property (object_class, PROP_GOP_SIZE,
286       g_param_spec_uint ("gop-size", "GOP Size",
287           "Number of pictures within a GOP (0: unspecified)",
288           0, G_MAXUSHORT, DEFAULT_GOP_SIZE, (GParamFlags)
289           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
290   g_object_class_install_property (object_class, PROP_IDR_INTERVAL,
291       g_param_spec_uint ("idr-interval", "IDR interval",
292           "IDR-frame interval in terms of I-frames. "
293           "0: only first I-frame is is an IDR frame, "
294           "1: every I-frame is an IDR frame, "
295           "N: \"N - 1\" I-frames are inserted between IDR-frames",
296           0, G_MAXUSHORT, DEFAULT_IDR_INTERVAL, (GParamFlags)
297           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
298   g_object_class_install_property (object_class, PROP_B_FRAMES,
299       g_param_spec_uint ("b-frames", "B Frames",
300           "Number of B frames between I and P frames",
301           0, G_MAXUSHORT, DEFAULT_B_FRAMES, (GParamFlags)
302           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
303   g_object_class_install_property (object_class, PROP_REF_FRAMES,
304       g_param_spec_uint ("ref-frames", "Reference Frames",
305           "Number of reference frames (0: unspecified)",
306           0, 16, DEFAULT_REF_FRAMES, (GParamFlags)
307           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
308   g_object_class_install_property (object_class, PROP_BITRATE,
309       g_param_spec_uint ("bitrate", "Bitrate",
310           "Target bitrate in kbit/sec, Ignored when selected rate-control mode "
311           "is constant QP variants (i.e., \"cqp\" and \"icq\")",
312           0, G_MAXINT, DEFAULT_BITRATE, (GParamFlags)
313           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
314   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_BITRATE,
315       g_param_spec_uint ("max-bitrate", "Max Bitrate",
316           "Maximum bitrate in kbit/sec, Ignored when selected rate-control mode "
317           "is constant QP variants (i.e., \"cqp\" and \"icq\")",
318           0, G_MAXINT, DEFAULT_MAX_BITRATE, (GParamFlags)
319           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
320   g_object_class_install_property (object_class, PROP_RATE_CONTROL,
321       g_param_spec_enum ("rate-control", "Rate Control",
322           "Rate Control Method", GST_TYPE_QSV_H265_ENC_RATE_CONTROL,
323           DEFAULT_RATE_CONTROL,
324           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
325   g_object_class_install_property (object_class, PROP_ICQ_QUALITY,
326       g_param_spec_uint ("icq-quality", "ICQ Quality",
327           "Intelligent Constant Quality for \"icq\" rate-control (0: default)",
328           0, 51, DEFAULT_IQC_QUALITY, (GParamFlags)
329           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
330   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QVBR_QUALITY,
331       g_param_spec_uint ("qvbr-quality", "QVBR Quality",
332           "Quality level used for \"qvbr\" rate-control mode (0: default)",
333           0, 51, DEFAULT_QVBR_QUALITY, (GParamFlags)
334           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
335   g_object_class_install_property (object_class, PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE,
336       g_param_spec_boolean ("disable-hrd-conformance",
337           "Disable HRD Conformance", "Allow NAL HRD non-conformant stream",
338           DEFAULT_DISABLE_HRD_CONFORMANCE,
339           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
340   g_object_class_install_property (object_class, PROP_CC_INSERT,
341       g_param_spec_enum ("cc-insert", "Closed Caption Insert",
342           "Closed Caption Insert mode. "
343           "Only CEA-708 RAW format is supported for now",
344           GST_TYPE_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT_MODE, DEFAULT_CC_INSERT,
345           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
346
347   parent_class = (GstElementClass *) g_type_class_peek_parent (klass);
348
349 #ifdef G_OS_WIN32
350   std::string long_name = "Intel Quick Sync Video " +
351       std::string (cdata->description) + " H.265 Encoder";
352
353   gst_element_class_set_metadata (element_class, long_name.c_str (),
354       "Codec/Encoder/Video/Hardware",
355       "Intel Quick Sync Video H.265 Encoder",
356       "Seungha Yang <seungha@centricular.com>");
357 #else
358   gst_element_class_set_static_metadata (element_class,
359       "Intel Quick Sync Video H.265 Encoder",
360       "Codec/Encoder/Video/Hardware",
361       "Intel Quick Sync Video H.265 Encoder",
362       "Seungha Yang <seungha@centricular.com>");
363 #endif
364
365   gst_element_class_add_pad_template (element_class,
366       gst_pad_template_new ("sink", GST_PAD_SINK, GST_PAD_ALWAYS,
367           cdata->sink_caps));
368   gst_element_class_add_pad_template (element_class,
369       gst_pad_template_new ("src", GST_PAD_SRC, GST_PAD_ALWAYS,
370           cdata->src_caps));
371
372   encoder_class->start = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_start);
373   encoder_class->transform_meta =
374       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_transform_meta);
375   encoder_class->getcaps = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_getcaps);
376
377   qsvenc_class->set_format = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_set_format);
378   qsvenc_class->set_output_state =
379       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_set_output_state);
380   qsvenc_class->attach_payload =
381       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_attach_payload);
382   qsvenc_class->create_output_buffer =
383       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_create_output_buffer);
384   qsvenc_class->check_reconfigure =
385       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_check_reconfigure);
386
387   klass->hdr10_aware = cdata->hdr10_aware;
388
389   gst_caps_unref (cdata->sink_caps);
390   gst_caps_unref (cdata->src_caps);
391   g_free (cdata->description);
392   g_free (cdata);
393 }
394
395 static void
396 gst_qsv_h265_enc_init (GstQsvH265Enc * self)
397 {
398   self->min_qp_i = DEFAULT_QP;
399   self->min_qp_p = DEFAULT_QP;
400   self->min_qp_b = DEFAULT_QP;
401   self->max_qp_i = DEFAULT_QP;
402   self->max_qp_p = DEFAULT_QP;
403   self->max_qp_p = DEFAULT_QP;
404   self->qp_i = DEFAULT_QP;
405   self->qp_p = DEFAULT_QP;
406   self->qp_b = DEFAULT_QP;
407   self->gop_size = DEFAULT_GOP_SIZE;
408   self->idr_interval = DEFAULT_IDR_INTERVAL;
409   self->bframes = DEFAULT_B_FRAMES;
410   self->ref_frames = DEFAULT_REF_FRAMES;
411   self->bitrate = DEFAULT_BITRATE;
412   self->max_bitrate = DEFAULT_MAX_BITRATE;
413   self->rate_control = DEFAULT_RATE_CONTROL;
414   self->icq_quality = DEFAULT_IQC_QUALITY;
415   self->qvbr_quality = DEFAULT_QVBR_QUALITY;
416   self->disable_hrd_conformance = DEFAULT_DISABLE_HRD_CONFORMANCE;
417   self->cc_insert = DEFAULT_CC_INSERT;
418
419   g_mutex_init (&self->prop_lock);
420 }
421
422 static void
423 gst_qsv_h265_enc_finalize (GObject * object)
424 {
425   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (object);
426
427   g_mutex_clear (&self->prop_lock);
428
429   G_OBJECT_CLASS (parent_class)->finalize (object);
430 }
431
432 static void
433 gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (GstQsvH265Enc * self, guint * old_val,
434     guint new_val, gboolean is_bitrate_param)
435 {
436   if (*old_val == new_val)
437     return;
438
439   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
440   *old_val = new_val;
441   if (is_bitrate_param)
442     self->bitrate_updated = TRUE;
443   else
444     self->property_updated = TRUE;
445   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
446 }
447
448 static void
449 gst_qsv_h265_enc_check_update_enum (GstQsvH265Enc * self, mfxU16 * old_val,
450     gint new_val)
451 {
452   if (*old_val == (mfxU16) new_val)
453     return;
454
455   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
456   *old_val = (mfxU16) new_val;
457   self->property_updated = TRUE;
458   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
459 }
460
461 static void
462 gst_qsv_h265_enc_check_update_boolean (GstQsvH265Enc * self, gboolean * old_val,
463     gboolean new_val)
464 {
465   if (*old_val == new_val)
466     return;
467
468   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
469   *old_val = new_val;
470   self->property_updated = TRUE;
471   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
472 }
473
474 static void
475 gst_qsv_h265_enc_set_property (GObject * object, guint prop_id,
476     const GValue * value, GParamSpec * pspec)
477 {
478   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (object);
479
480   switch (prop_id) {
481     case PROP_MIN_QP_I:
482       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->min_qp_i,
483           g_value_get_uint (value), FALSE);
484       break;
485     case PROP_MIN_QP_P:
486       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->min_qp_p,
487           g_value_get_uint (value), FALSE);
488       break;
489     case PROP_MIN_QP_B:
490       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->min_qp_b,
491           g_value_get_uint (value), FALSE);
492       break;
493     case PROP_MAX_QP_I:
494       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->max_qp_i,
495           g_value_get_uint (value), FALSE);
496       break;
497     case PROP_MAX_QP_P:
498       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->max_qp_p,
499           g_value_get_uint (value), FALSE);
500       break;
501     case PROP_MAX_QP_B:
502       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->max_qp_b,
503           g_value_get_uint (value), FALSE);
504       break;
505     case PROP_QP_I:
506       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->qp_i,
507           g_value_get_uint (value), TRUE);
508       break;
509     case PROP_QP_P:
510       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->qp_p,
511           g_value_get_uint (value), TRUE);
512       break;
513     case PROP_QP_B:
514       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->qp_b,
515           g_value_get_uint (value), TRUE);
516       break;
517     case PROP_GOP_SIZE:
518       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->gop_size,
519           g_value_get_uint (value), FALSE);
520       break;
521     case PROP_IDR_INTERVAL:
522       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->idr_interval,
523           g_value_get_uint (value), FALSE);
524       break;
525     case PROP_B_FRAMES:
526       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->bframes,
527           g_value_get_uint (value), FALSE);
528       break;
529     case PROP_REF_FRAMES:
530       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->ref_frames,
531           g_value_get_uint (value), FALSE);
532       break;
533     case PROP_BITRATE:
534       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->bitrate,
535           g_value_get_uint (value), TRUE);
536       break;
537     case PROP_MAX_BITRATE:
538       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->max_bitrate,
539           g_value_get_uint (value), TRUE);
540       break;
541     case PROP_RATE_CONTROL:
542       gst_qsv_h265_enc_check_update_enum (self, &self->rate_control,
543           g_value_get_enum (value));
544       break;
545     case PROP_ICQ_QUALITY:
546       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->icq_quality,
547           g_value_get_uint (value), FALSE);
548       break;
549     case PROP_QVBR_QUALITY:
550       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->qvbr_quality,
551           g_value_get_uint (value), FALSE);
552       break;
553     case PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE:
554       gst_qsv_h265_enc_check_update_boolean (self,
555           &self->disable_hrd_conformance, g_value_get_boolean (value));
556       break;
557     case PROP_CC_INSERT:
558       /* This property is unrelated to encoder-reset */
559       self->cc_insert = (GstQsvH265EncSeiInsertMode) g_value_get_enum (value);
560       break;
561     default:
562       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
563       break;
564   }
565 }
566
567 static void
568 gst_qsv_h265_enc_get_property (GObject * object, guint prop_id, GValue * value,
569     GParamSpec * pspec)
570 {
571   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (object);
572
573   switch (prop_id) {
574     case PROP_MIN_QP_I:
575       g_value_set_uint (value, self->min_qp_i);
576       break;
577     case PROP_MIN_QP_P:
578       g_value_set_uint (value, self->min_qp_p);
579       break;
580     case PROP_MIN_QP_B:
581       g_value_set_uint (value, self->min_qp_b);
582       break;
583     case PROP_MAX_QP_I:
584       g_value_set_uint (value, self->max_qp_i);
585       break;
586     case PROP_MAX_QP_P:
587       g_value_set_uint (value, self->max_qp_p);
588       break;
589     case PROP_MAX_QP_B:
590       g_value_set_uint (value, self->max_qp_b);
591       break;
592     case PROP_QP_I:
593       g_value_set_uint (value, self->qp_i);
594       break;
595     case PROP_QP_P:
596       g_value_set_uint (value, self->qp_p);
597       break;
598     case PROP_QP_B:
599       g_value_set_uint (value, self->qp_b);
600       break;
601     case PROP_GOP_SIZE:
602       g_value_set_uint (value, self->gop_size);
603       break;
604     case PROP_IDR_INTERVAL:
605       g_value_set_uint (value, self->idr_interval);
606       break;
607     case PROP_B_FRAMES:
608       g_value_set_uint (value, self->bframes);
609       break;
610     case PROP_REF_FRAMES:
611       g_value_set_uint (value, self->ref_frames);
612       break;
613     case PROP_BITRATE:
614       g_value_set_uint (value, self->bitrate);
615       break;
616     case PROP_MAX_BITRATE:
617       g_value_set_uint (value, self->max_bitrate);
618       break;
619     case PROP_RATE_CONTROL:
620       g_value_set_enum (value, self->rate_control);
621       break;
622     case PROP_ICQ_QUALITY:
623       g_value_set_uint (value, self->icq_quality);
624       break;
625     case PROP_QVBR_QUALITY:
626       g_value_set_uint (value, self->qvbr_quality);
627       break;
628     case PROP_CC_INSERT:
629       g_value_set_enum (value, self->cc_insert);
630       break;
631     case PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE:
632       g_value_set_boolean (value, self->disable_hrd_conformance);
633       break;
634     default:
635       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
636       break;
637   }
638 }
639
640 static gboolean
641 gst_qsv_h265_enc_start (GstVideoEncoder * encoder)
642 {
643   /* To avoid negative DTS when B frame is enabled */
644   gst_video_encoder_set_min_pts (encoder, GST_SECOND * 60 * 60 * 1000);
645
646   return TRUE;
647 }
648
649 static gboolean
650 gst_qsv_h265_enc_transform_meta (GstVideoEncoder * encoder,
651     GstVideoCodecFrame * frame, GstMeta * meta)
652 {
653   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
654   GstVideoCaptionMeta *cc_meta;
655
656   /* We need to handle only case CC meta should be dropped */
657   if (self->cc_insert != GST_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT_AND_DROP)
658     goto out;
659
660   if (meta->info->api != GST_VIDEO_CAPTION_META_API_TYPE)
661     goto out;
662
663   cc_meta = (GstVideoCaptionMeta *) meta;
664   if (cc_meta->caption_type != GST_VIDEO_CAPTION_TYPE_CEA708_RAW)
665     goto out;
666
667   /* Don't copy this meta into output buffer */
668   return FALSE;
669
670 out:
671   return GST_VIDEO_ENCODER_CLASS (parent_class)->transform_meta (encoder,
672       frame, meta);
673 }
674
675 static GstCaps *
676 gst_qsv_h265_enc_getcaps (GstVideoEncoder * encoder, GstCaps * filter)
677 {
678   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
679   GstCaps *allowed_caps;
680   GstCaps *template_caps;
681   GstCaps *supported_caps;
682   std::set < std::string > downstream_profiles;
683
684   allowed_caps = gst_pad_get_allowed_caps (encoder->srcpad);
685
686   /* Shouldn't be any or empty though, just return template caps in this case */
687   if (!allowed_caps || gst_caps_is_empty (allowed_caps) ||
688       gst_caps_is_any (allowed_caps)) {
689     gst_clear_caps (&allowed_caps);
690
691     return gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder, nullptr, filter);
692   }
693
694   /* Check if downstream specified profile explicitly, then filter out
695    * incompatible raw video format */
696   for (guint i = 0; i < gst_caps_get_size (allowed_caps); i++) {
697     const GValue *profile_value;
698     const gchar *profile;
699     GstStructure *s;
700
701     s = gst_caps_get_structure (allowed_caps, i);
702     profile_value = gst_structure_get_value (s, "profile");
703     if (!profile_value)
704       continue;
705
706     if (GST_VALUE_HOLDS_LIST (profile_value)) {
707       for (guint j = 0; j < gst_value_list_get_size (profile_value); j++) {
708         const GValue *p = gst_value_list_get_value (profile_value, j);
709
710         if (!G_VALUE_HOLDS_STRING (p))
711           continue;
712
713         profile = g_value_get_string (p);
714         if (profile)
715           downstream_profiles.insert (profile);
716       }
717
718     } else if (G_VALUE_HOLDS_STRING (profile_value)) {
719       profile = g_value_get_string (profile_value);
720       if (g_strcmp0 (profile, "main") == 0 ||
721           g_strcmp0 (profile, "main-10") == 0) {
722         downstream_profiles.insert (profile);
723       }
724     }
725   }
726
727   GST_DEBUG_OBJECT (self, "Downstream specified %" G_GSIZE_FORMAT " profiles",
728       downstream_profiles.size ());
729
730   /* Caps returned by gst_pad_get_allowed_caps() should hold profile field
731    * already */
732   if (downstream_profiles.size () == 0) {
733     GST_WARNING_OBJECT (self,
734         "Allowed caps holds no profile field %" GST_PTR_FORMAT, allowed_caps);
735
736     gst_clear_caps (&allowed_caps);
737
738     return gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder, nullptr, filter);
739   }
740
741   gst_clear_caps (&allowed_caps);
742
743   template_caps = gst_pad_get_pad_template_caps (encoder->sinkpad);
744   template_caps = gst_caps_make_writable (template_caps);
745
746   if (downstream_profiles.size () == 1) {
747     std::string format;
748     const std::string & profile = *downstream_profiles.begin ();
749
750     if (profile == "main") {
751       format = "NV12";
752     } else if (profile == "main-10") {
753       format = "P010_10LE";
754     } else {
755       gst_clear_caps (&template_caps);
756       g_assert_not_reached ();
757       return nullptr;
758     }
759
760     gst_caps_set_simple (template_caps, "format", G_TYPE_STRING,
761         format.c_str (), nullptr);
762   } else {
763     GValue formats = G_VALUE_INIT;
764
765     g_value_init (&formats, GST_TYPE_LIST);
766
767     /* *INDENT-OFF* */
768     for (const auto & iter : downstream_profiles) {
769       GValue val = G_VALUE_INIT;
770       g_value_init (&val, G_TYPE_STRING);
771       if (iter == "main") {
772         g_value_set_static_string (&val, "NV12");
773       } else if (iter == "main-10") {
774         g_value_set_static_string (&val, "P010_10LE");
775       } else {
776         g_value_unset (&val);
777         gst_clear_caps (&template_caps);
778         g_assert_not_reached ();
779         return nullptr;
780       }
781
782       gst_value_list_append_and_take_value (&formats, &val);
783     }
784     /* *INDENT-ON* */
785
786     gst_caps_set_value (template_caps, "format", &formats);
787     g_value_unset (&formats);
788   }
789
790   supported_caps = gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder,
791       template_caps, filter);
792   gst_caps_unref (template_caps);
793
794   GST_DEBUG_OBJECT (self, "Returning %" GST_PTR_FORMAT, supported_caps);
795
796   return supported_caps;
797 }
798
799 typedef struct
800 {
801   mfxU16 profile;
802   const gchar *profile_str;
803   const gchar *raw_format;
804 } H265Profile;
805
806 static const H265Profile profile_map[] = {
807   {MFX_PROFILE_HEVC_MAIN, "main", "NV12"},
808   {MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10, "main-10", "P010_10LE"},
809 };
810
811 static const gchar *
812 gst_qsv_h265_profile_to_string (mfxU16 profile)
813 {
814   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (profile_map); i++) {
815     if (profile_map[i].profile == profile)
816       return profile_map[i].profile_str;
817   }
818
819   return nullptr;
820 }
821
822 static void
823 gst_qsv_h265_enc_init_extra_params (GstQsvH265Enc * self)
824 {
825   memset (&self->signal_info, 0, sizeof (mfxExtVideoSignalInfo));
826   memset (&self->option, 0, sizeof (mfxExtCodingOption));
827   memset (&self->option2, 0, sizeof (mfxExtCodingOption2));
828   memset (&self->option3, 0, sizeof (mfxExtCodingOption3));
829   memset (&self->cll, 0, sizeof (mfxExtContentLightLevelInfo));
830   memset (&self->mdcv, 0, sizeof (mfxExtMasteringDisplayColourVolume));
831
832   self->signal_info.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_VIDEO_SIGNAL_INFO;
833   self->signal_info.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtVideoSignalInfo);
834
835   self->option.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION;
836   self->option.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOption);
837
838   self->option2.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2;
839   self->option2.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOption2);
840
841   self->option3.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION3;
842   self->option3.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOption3);
843
844   self->cll.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CONTENT_LIGHT_LEVEL_INFO;
845   self->cll.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtContentLightLevelInfo);
846   self->cll.InsertPayloadToggle = MFX_PAYLOAD_IDR;
847
848   self->mdcv.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_MASTERING_DISPLAY_COLOUR_VOLUME;
849   self->mdcv.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtMasteringDisplayColourVolume);
850   self->mdcv.InsertPayloadToggle = MFX_PAYLOAD_IDR;
851 }
852
853 static void
854 gst_qsv_h265_enc_set_bitrate (GstQsvH265Enc * self, mfxVideoParam * param)
855 {
856   guint max_val;
857   guint multiplier;
858
859   switch (param->mfx.RateControlMethod) {
860     case MFX_RATECONTROL_CBR:
861       multiplier = (self->bitrate + 0x10000) / 0x10000;
862       param->mfx.TargetKbps = param->mfx.MaxKbps = self->bitrate / multiplier;
863       param->mfx.BRCParamMultiplier = (mfxU16) multiplier;
864       break;
865     case MFX_RATECONTROL_VBR:
866     case MFX_RATECONTROL_VCM:
867     case MFX_RATECONTROL_QVBR:
868       max_val = MAX (self->bitrate, self->max_bitrate);
869       multiplier = (max_val + 0x10000) / 0x10000;
870       param->mfx.TargetKbps = self->bitrate / multiplier;
871       param->mfx.MaxKbps = self->max_bitrate / multiplier;
872       param->mfx.BRCParamMultiplier = (mfxU16) multiplier;
873       break;
874     case MFX_RATECONTROL_CQP:
875       param->mfx.QPI = self->qp_i;
876       param->mfx.QPP = self->qp_p;
877       param->mfx.QPB = self->qp_b;
878       break;
879     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
880       param->mfx.ICQQuality = self->icq_quality;
881       break;
882     default:
883       GST_WARNING_OBJECT (self,
884           "Unhandled rate-control method %d", self->rate_control);
885       break;
886   }
887 }
888
889 static gboolean
890 gst_qsv_h265_enc_set_format (GstQsvEncoder * encoder,
891     GstVideoCodecState * state, mfxVideoParam * param, GPtrArray * extra_params)
892 {
893   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
894   GstQsvH265EncClass *klass = GST_QSV_H265_ENC_GET_CLASS (self);
895   mfxU16 mfx_profile = MFX_PROFILE_UNKNOWN;
896   GstVideoInfo *info = &state->info;
897   mfxExtVideoSignalInfo *signal_info = nullptr;
898   mfxExtCodingOption *option;
899   mfxExtCodingOption2 *option2;
900   mfxExtCodingOption3 *option3;
901   mfxExtContentLightLevelInfo *cll;
902   mfxExtMasteringDisplayColourVolume *mdcv;
903   gboolean have_cll = FALSE;
904   gboolean have_mdcv = FALSE;
905
906   mfxFrameInfo *frame_info;
907
908   frame_info = &param->mfx.FrameInfo;
909
910   frame_info->Width = GST_ROUND_UP_16 (info->width);
911   frame_info->Height = GST_ROUND_UP_16 (info->height);
912   frame_info->PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
913
914   /* QSV wouldn't be happy with this size, increase */
915   if (frame_info->Width == 16)
916     frame_info->Width = 32;
917
918   if (frame_info->Height == 16)
919     frame_info->Height = 32;
920
921   frame_info->CropW = info->width;
922   frame_info->CropH = info->height;
923   if (GST_VIDEO_INFO_FPS_N (info) > 0 && GST_VIDEO_INFO_FPS_D (info) > 0) {
924     frame_info->FrameRateExtN = GST_VIDEO_INFO_FPS_N (info);
925     frame_info->FrameRateExtD = GST_VIDEO_INFO_FPS_D (info);
926   } else {
927     /* HACK: Same as x265enc */
928     frame_info->FrameRateExtN = 25;
929     frame_info->FrameRateExtD = 1;
930   }
931
932   frame_info->AspectRatioW = GST_VIDEO_INFO_PAR_N (info);
933   frame_info->AspectRatioH = GST_VIDEO_INFO_PAR_D (info);
934
935   switch (GST_VIDEO_INFO_FORMAT (info)) {
936     case GST_VIDEO_FORMAT_NV12:
937       mfx_profile = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN;
938       frame_info->ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
939       frame_info->FourCC = MFX_FOURCC_NV12;
940       frame_info->BitDepthLuma = 8;
941       frame_info->BitDepthChroma = 8;
942       frame_info->Shift = 0;
943       break;
944     case GST_VIDEO_FORMAT_P010_10LE:
945       mfx_profile = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10;
946       frame_info->ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
947       frame_info->FourCC = MFX_FOURCC_P010;
948       frame_info->BitDepthLuma = 10;
949       frame_info->BitDepthChroma = 10;
950       frame_info->Shift = 1;
951       break;
952     default:
953       GST_ERROR_OBJECT (self, "Unexpected format %s",
954           gst_video_format_to_string (GST_VIDEO_INFO_FORMAT (info)));
955       return FALSE;
956   }
957
958   gst_qsv_h265_enc_init_extra_params (self);
959   option = &self->option;
960   option2 = &self->option2;
961   option3 = &self->option3;
962   cll = &self->cll;
963   mdcv = &self->mdcv;
964
965   if (klass->hdr10_aware) {
966     GstVideoMasteringDisplayInfo mdcv_info;
967     GstVideoContentLightLevel cll_info;
968
969     if (gst_video_content_light_level_from_caps (&cll_info, state->caps)) {
970       cll->MaxContentLightLevel = cll_info.max_content_light_level;
971       cll->MaxPicAverageLightLevel = cll_info.max_frame_average_light_level;
972       have_cll = TRUE;
973     }
974
975     if (gst_video_mastering_display_info_from_caps (&mdcv_info, state->caps)) {
976       /* GBR order is used in HEVC */
977       mdcv->DisplayPrimariesX[0] = mdcv_info.display_primaries[1].x;
978       mdcv->DisplayPrimariesY[0] = mdcv_info.display_primaries[1].y;
979       mdcv->DisplayPrimariesX[1] = mdcv_info.display_primaries[2].x;
980       mdcv->DisplayPrimariesY[1] = mdcv_info.display_primaries[2].y;
981       mdcv->DisplayPrimariesX[2] = mdcv_info.display_primaries[0].x;
982       mdcv->DisplayPrimariesY[2] = mdcv_info.display_primaries[0].y;
983
984       mdcv->WhitePointX = mdcv_info.white_point.x;
985       mdcv->WhitePointY = mdcv_info.white_point.y;
986       mdcv->MaxDisplayMasteringLuminance =
987           mdcv_info.max_display_mastering_luminance;
988       mdcv->MinDisplayMasteringLuminance =
989           mdcv_info.min_display_mastering_luminance;
990       have_mdcv = TRUE;
991     }
992   }
993
994   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
995   param->mfx.CodecId = MFX_CODEC_HEVC;
996   param->mfx.CodecProfile = mfx_profile;
997   param->mfx.GopRefDist = self->bframes + 1;
998   param->mfx.GopPicSize = self->gop_size;
999   param->mfx.IdrInterval = self->idr_interval;
1000   param->mfx.RateControlMethod = self->rate_control;
1001   param->mfx.NumRefFrame = self->ref_frames;
1002
1003   gst_qsv_h265_enc_set_bitrate (self, param);
1004
1005   /* Write signal info only when upstream caps contains valid colorimetry,
1006    * because derived default colorimetry in gst_video_info_from_caps() tends to
1007    * very wrong in various cases, and it's even worse than "unknown" */
1008   if (state->caps) {
1009     GstStructure *s = gst_caps_get_structure (state->caps, 0);
1010     GstVideoColorimetry cinfo;
1011     const gchar *str;
1012
1013     str = gst_structure_get_string (s, "colorimetry");
1014     if (str && gst_video_colorimetry_from_string (&cinfo, str)) {
1015       signal_info = &self->signal_info;
1016
1017       /* 0: Component, 1: PAL, 2: NTSC, 3: SECAM, 4: MAC, 5: Unspecified */
1018       signal_info->VideoFormat = 5;
1019       if (cinfo.range == GST_VIDEO_COLOR_RANGE_0_255)
1020         signal_info->VideoFullRange = 1;
1021       else
1022         signal_info->VideoFullRange = 0;
1023       signal_info->ColourDescriptionPresent = 1;
1024       signal_info->ColourPrimaries =
1025           gst_video_color_primaries_to_iso (cinfo.primaries);
1026       signal_info->TransferCharacteristics =
1027           gst_video_transfer_function_to_iso (cinfo.transfer);
1028       signal_info->MatrixCoefficients =
1029           gst_video_color_matrix_to_iso (cinfo.matrix);
1030     }
1031   }
1032
1033   /* TODO: property ? */
1034   option->AUDelimiter = MFX_CODINGOPTION_ON;
1035
1036   if (self->disable_hrd_conformance) {
1037     option->NalHrdConformance = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1038     option->VuiVclHrdParameters = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1039   }
1040
1041   /* Enables PicTiming SEI by default */
1042   option->PicTimingSEI = MFX_CODINGOPTION_ON;
1043
1044   /* VUI is useful in various cases, so we don't want to disable it */
1045   option2->DisableVUI = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1046
1047   /* Do not repeat PPS */
1048   option2->RepeatPPS = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1049
1050   option2->MinQPI = self->min_qp_i;
1051   option2->MinQPP = self->min_qp_p;
1052   option2->MinQPB = self->min_qp_b;
1053   option2->MaxQPI = self->max_qp_i;
1054   option2->MaxQPP = self->max_qp_p;
1055   option2->MaxQPB = self->max_qp_b;
1056
1057   /* QSV wants MFX_B_REF_PYRAMID when more than 1 b-frame is enabled */
1058   if (param->mfx.GopRefDist > 2)
1059     option2->BRefType = MFX_B_REF_PYRAMID;
1060
1061   /* Upstream specified framerate, we will believe it's fixed framerate */
1062   if (GST_VIDEO_INFO_FPS_N (info) > 0 && GST_VIDEO_INFO_FPS_D (info) > 0) {
1063     option2->FixedFrameRate = MFX_CODINGOPTION_ON;
1064     option3->TimingInfoPresent = MFX_CODINGOPTION_ON;
1065   }
1066
1067   if (param->mfx.RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_QVBR)
1068     option3->QVBRQuality = self->qvbr_quality;
1069
1070   if (signal_info)
1071     g_ptr_array_add (extra_params, signal_info);
1072   g_ptr_array_add (extra_params, option);
1073   g_ptr_array_add (extra_params, option2);
1074   g_ptr_array_add (extra_params, option3);
1075   if (have_cll)
1076     g_ptr_array_add (extra_params, cll);
1077   if (have_mdcv)
1078     g_ptr_array_add (extra_params, mdcv);
1079
1080   param->ExtParam = (mfxExtBuffer **) extra_params->pdata;
1081   param->NumExtParam = extra_params->len;
1082
1083   self->bitrate_updated = FALSE;
1084   self->property_updated = FALSE;
1085
1086   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
1087
1088   return TRUE;
1089 }
1090
1091 static gboolean
1092 gst_qsv_h265_enc_set_output_state (GstQsvEncoder * encoder,
1093     GstVideoCodecState * state, mfxSession session)
1094 {
1095   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
1096   GstCaps *caps;
1097   GstTagList *tags;
1098   GstVideoCodecState *out_state;
1099   guint bitrate, max_bitrate;
1100   guint multiplier = 1;
1101   mfxVideoParam param;
1102   const gchar *profile_str;
1103   mfxStatus status;
1104
1105   memset (&param, 0, sizeof (mfxVideoParam));
1106   status = MFXVideoENCODE_GetVideoParam (session, &param);
1107   if (status < MFX_ERR_NONE) {
1108     GST_ERROR_OBJECT (self, "Failed to get video param %d (%s)",
1109         QSV_STATUS_ARGS (status));
1110     return FALSE;
1111   } else if (status != MFX_ERR_NONE) {
1112     GST_WARNING_OBJECT (self, "GetVideoParam returned warning %d (%s)",
1113         QSV_STATUS_ARGS (status));
1114   }
1115
1116   caps = gst_caps_from_string ("video/x-h265, alignment = (string) au, "
1117       "stream-format = (string) byte-stream");
1118   profile_str = gst_qsv_h265_profile_to_string (param.mfx.CodecProfile);
1119   if (profile_str)
1120     gst_caps_set_simple (caps, "profile", G_TYPE_STRING, profile_str, nullptr);
1121
1122   out_state = gst_video_encoder_set_output_state (GST_VIDEO_ENCODER (encoder),
1123       caps, state);
1124   gst_video_codec_state_unref (out_state);
1125
1126   tags = gst_tag_list_new_empty ();
1127   gst_tag_list_add (tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE, GST_TAG_ENCODER, "qsvh265enc",
1128       nullptr);
1129
1130   if (param.mfx.BRCParamMultiplier > 0)
1131     multiplier = param.mfx.BRCParamMultiplier;
1132
1133   switch (param.mfx.RateControlMethod) {
1134     case MFX_RATECONTROL_CQP:
1135     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
1136       /* We don't know target/max bitrate in this case */
1137       break;
1138     default:
1139       max_bitrate = (guint) param.mfx.MaxKbps * multiplier;
1140       bitrate = (guint) param.mfx.TargetKbps * multiplier;
1141       if (bitrate > 0) {
1142         gst_tag_list_add (tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE,
1143             GST_TAG_NOMINAL_BITRATE, bitrate * 1000, nullptr);
1144       }
1145
1146       if (max_bitrate > 0) {
1147         gst_tag_list_add (tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE,
1148             GST_TAG_MAXIMUM_BITRATE, max_bitrate * 1000, nullptr);
1149       }
1150       break;
1151   }
1152
1153   gst_video_encoder_merge_tags (GST_VIDEO_ENCODER (encoder),
1154       tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE);
1155   gst_tag_list_unref (tags);
1156
1157   return TRUE;
1158 }
1159
1160 static gboolean
1161 gst_qsv_h265_enc_foreach_caption_meta (GstBuffer * buffer, GstMeta ** meta,
1162     GPtrArray * payload)
1163 {
1164   GstVideoCaptionMeta *cc_meta;
1165   GstByteWriter br;
1166   guint payload_size;
1167   guint extra_size;
1168   mfxPayload *p;
1169
1170   if ((*meta)->info->api != GST_VIDEO_CAPTION_META_API_TYPE)
1171     return TRUE;
1172
1173   cc_meta = (GstVideoCaptionMeta *) (*meta);
1174
1175   if (cc_meta->caption_type != GST_VIDEO_CAPTION_TYPE_CEA708_RAW)
1176     return TRUE;
1177
1178   /* QSV requires full sei_message() structure */
1179   /* 1 byte contry_code + 10 bytes CEA-708 specific data + caption data */
1180   payload_size = 11 + cc_meta->size;
1181   extra_size = payload_size / 255;
1182
1183   /* 1 byte SEI type + 1 byte SEI payload size (+ extra) + payload data */
1184   gst_byte_writer_init_with_size (&br, 2 + extra_size + payload_size, FALSE);
1185
1186   /* SEI type */
1187   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 4);
1188
1189   /* SEI payload size */
1190   while (payload_size >= 0xff) {
1191     gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 0xff);
1192     payload_size -= 0xff;
1193   }
1194   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, payload_size);
1195
1196   /* 8-bits itu_t_t35_country_code */
1197   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 181);
1198
1199   /* 16-bits itu_t_t35_provider_code */
1200   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 0);
1201   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 49);
1202
1203   /* 32-bits ATSC_user_identifier */
1204   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 'G');
1205   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 'A');
1206   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, '9');
1207   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, '4');
1208
1209   /* 8-bits ATSC1_data_user_data_type_code */
1210   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 3);
1211
1212   /* 8-bits:
1213    * 1 bit process_em_data_flag (0)
1214    * 1 bit process_cc_data_flag (1)
1215    * 1 bit additional_data_flag (0)
1216    * 5-bits cc_count
1217    */
1218   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, ((cc_meta->size / 3) & 0x1f) | 0x40);
1219
1220   /* 8 bits em_data, unused */
1221   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 255);
1222
1223   gst_byte_writer_put_data (&br, cc_meta->data, cc_meta->size);
1224
1225   /* 8 marker bits */
1226   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 255);
1227
1228   p = g_new0 (mfxPayload, 1);
1229   p->BufSize = gst_byte_writer_get_pos (&br);
1230   p->NumBit = p->BufSize * 8;
1231   p->Type = 4;
1232   p->Data = gst_byte_writer_reset_and_get_data (&br);
1233
1234   g_ptr_array_add (payload, p);
1235
1236   return TRUE;
1237 }
1238
1239 static gboolean
1240 gst_qsv_h265_enc_attach_payload (GstQsvEncoder * encoder,
1241     GstVideoCodecFrame * frame, GPtrArray * payload)
1242 {
1243   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
1244
1245   if (self->cc_insert == GST_QSV_H265_ENC_SEI_DISABLED)
1246     return TRUE;
1247
1248   gst_buffer_foreach_meta (frame->input_buffer,
1249       (GstBufferForeachMetaFunc) gst_qsv_h265_enc_foreach_caption_meta,
1250       payload);
1251
1252   return TRUE;
1253 }
1254
1255 static GstBuffer *
1256 gst_qsv_h265_enc_create_output_buffer (GstQsvEncoder * encoder,
1257     mfxBitstream * bitstream)
1258 {
1259   GstBuffer *buf;
1260
1261   buf = gst_buffer_new_memdup (bitstream->Data + bitstream->DataOffset,
1262       bitstream->DataLength);
1263
1264   /* This buffer must be the end of a frame boundary */
1265   GST_BUFFER_FLAG_SET (buf, GST_BUFFER_FLAG_MARKER);
1266
1267   return buf;
1268 }
1269
1270 static GstQsvEncoderReconfigure
1271 gst_qsv_h265_enc_check_reconfigure (GstQsvEncoder * encoder, mfxSession session,
1272     mfxVideoParam * param, GPtrArray * extra_params)
1273 {
1274   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
1275   GstQsvEncoderReconfigure ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_NONE;
1276
1277   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
1278   if (self->property_updated) {
1279     ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_FULL;
1280     goto done;
1281   }
1282
1283   if (self->bitrate_updated) {
1284     mfxStatus status;
1285     mfxExtEncoderResetOption reset_opt;
1286     reset_opt.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_ENCODER_RESET_OPTION;
1287     reset_opt.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtEncoderResetOption);
1288     reset_opt.StartNewSequence = MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
1289
1290     gst_qsv_h265_enc_set_bitrate (self, param);
1291
1292     g_ptr_array_add (extra_params, &reset_opt);
1293     param->ExtParam = (mfxExtBuffer **) extra_params->pdata;
1294     param->NumExtParam = extra_params->len;
1295
1296     status = MFXVideoENCODE_Query (session, param, param);
1297     g_ptr_array_remove_index (extra_params, extra_params->len - 1);
1298     param->NumExtParam = extra_params->len;
1299
1300     if (status != MFX_ERR_NONE) {
1301       GST_WARNING_OBJECT (self, "MFXVideoENCODE_Query returned %d (%s)",
1302           QSV_STATUS_ARGS (status));
1303       ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_FULL;
1304     } else {
1305       if (reset_opt.StartNewSequence == MFX_CODINGOPTION_OFF) {
1306         GST_DEBUG_OBJECT (self, "Can update without new sequence");
1307         ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_BITRATE;
1308       } else {
1309         GST_DEBUG_OBJECT (self, "Need new sequence");
1310         ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_FULL;
1311       }
1312     }
1313   }
1314
1315 done:
1316   self->property_updated = FALSE;
1317   self->bitrate_updated = FALSE;
1318   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
1319
1320   return ret;
1321 }
1322
1323 typedef struct
1324 {
1325   guint width;
1326   guint height;
1327 } Resolution;
1328
1329 void
1330 gst_qsv_h265_enc_register (GstPlugin * plugin, guint rank, guint impl_index,
1331     GstObject * device, mfxSession session)
1332 {
1333   mfxVideoParam param;
1334   mfxInfoMFX *mfx;
1335   static const Resolution resolutions_to_check[] = {
1336     {1280, 720}, {1920, 1088}, {2560, 1440}, {3840, 2160}, {4096, 2160},
1337     {7680, 4320}, {8192, 4320}
1338   };
1339   std::vector < mfxU16 > supported_profiles;
1340   std::vector < std::string > supported_formats;
1341   Resolution max_resolution;
1342   mfxExtContentLightLevelInfo cll;
1343   mfxExtMasteringDisplayColourVolume mdcv;
1344   mfxExtBuffer *ext_buffers[2];
1345   gboolean hdr10_aware = FALSE;
1346
1347   GST_DEBUG_CATEGORY_INIT (gst_qsv_h265_enc_debug,
1348       "qsvh265enc", 0, "qsvh265enc");
1349
1350   memset (&param, 0, sizeof (mfxVideoParam));
1351   memset (&max_resolution, 0, sizeof (Resolution));
1352   memset (&cll, 0, sizeof (mfxExtContentLightLevelInfo));
1353   memset (&mdcv, 0, sizeof (mfxExtMasteringDisplayColourVolume));
1354
1355   param.AsyncDepth = 4;
1356   param.IOPattern = MFX_IOPATTERN_IN_VIDEO_MEMORY;
1357
1358   mfx = &param.mfx;
1359   mfx->CodecId = MFX_CODEC_HEVC;
1360
1361   mfx->FrameInfo.Width = GST_ROUND_UP_16 (320);
1362   mfx->FrameInfo.Height = GST_ROUND_UP_16 (240);
1363   mfx->FrameInfo.CropW = 320;
1364   mfx->FrameInfo.CropH = 240;
1365   mfx->FrameInfo.FrameRateExtN = 30;
1366   mfx->FrameInfo.FrameRateExtD = 1;
1367   mfx->FrameInfo.AspectRatioW = 1;
1368   mfx->FrameInfo.AspectRatioH = 1;
1369   mfx->FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
1370
1371   /* Check supported profiles */
1372   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (profile_map); i++) {
1373     mfx->CodecProfile = profile_map[i].profile;
1374     mfx->CodecLevel = MFX_LEVEL_UNKNOWN;
1375
1376     switch (mfx->CodecProfile) {
1377       case MFX_PROFILE_HEVC_MAIN:
1378         mfx->FrameInfo.ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
1379         mfx->FrameInfo.FourCC = MFX_FOURCC_NV12;
1380         mfx->FrameInfo.BitDepthLuma = 8;
1381         mfx->FrameInfo.BitDepthChroma = 8;
1382         mfx->FrameInfo.Shift = 0;
1383         break;
1384       case MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10:
1385         mfx->FrameInfo.ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
1386         mfx->FrameInfo.FourCC = MFX_FOURCC_P010;
1387         mfx->FrameInfo.BitDepthLuma = 10;
1388         mfx->FrameInfo.BitDepthChroma = 10;
1389         mfx->FrameInfo.Shift = 1;
1390         break;
1391       default:
1392         g_assert_not_reached ();
1393         return;
1394     }
1395
1396     if (MFXVideoENCODE_Query (session, &param, &param) != MFX_ERR_NONE)
1397       continue;
1398
1399     supported_profiles.push_back (profile_map[i].profile);
1400     supported_formats.push_back (profile_map[i].raw_format);
1401   }
1402
1403   if (supported_profiles.empty ()) {
1404     GST_INFO ("Device doesn't support H.265 encoding");
1405     return;
1406   }
1407
1408   mfx->FrameInfo.ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
1409   mfx->FrameInfo.FourCC = MFX_FOURCC_NV12;
1410   mfx->FrameInfo.BitDepthLuma = 8;
1411   mfx->FrameInfo.BitDepthChroma = 8;
1412   mfx->FrameInfo.Shift = 0;
1413   mfx->CodecProfile = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN;
1414
1415   /* check hdr10 metadata SEI support */
1416   cll.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CONTENT_LIGHT_LEVEL_INFO;
1417   cll.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtContentLightLevelInfo);
1418   cll.InsertPayloadToggle = MFX_PAYLOAD_IDR;
1419   cll.MaxContentLightLevel = 1;
1420   cll.MaxPicAverageLightLevel = 1;
1421
1422   mdcv.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_MASTERING_DISPLAY_COLOUR_VOLUME;
1423   mdcv.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtMasteringDisplayColourVolume);
1424   mdcv.InsertPayloadToggle = MFX_PAYLOAD_IDR;
1425   mdcv.MaxDisplayMasteringLuminance = 1;
1426   mdcv.MinDisplayMasteringLuminance = 1;
1427
1428   ext_buffers[0] = (mfxExtBuffer *) & cll;
1429   ext_buffers[1] = (mfxExtBuffer *) & mdcv;
1430
1431   param.NumExtParam = 2;
1432   param.ExtParam = ext_buffers;
1433   if (MFXVideoENCODE_Query (session, &param, &param) == MFX_ERR_NONE) {
1434     GST_INFO ("HDR10 metadata SEI is supported");
1435     hdr10_aware = TRUE;
1436   }
1437
1438   param.NumExtParam = 0;
1439   param.ExtParam = nullptr;
1440
1441   /* Check max-resolution */
1442   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (resolutions_to_check); i++) {
1443     mfx->FrameInfo.Width = GST_ROUND_UP_16 (resolutions_to_check[i].width);
1444     mfx->FrameInfo.Height = GST_ROUND_UP_16 (resolutions_to_check[i].height);
1445     mfx->FrameInfo.CropW = resolutions_to_check[i].width;
1446     mfx->FrameInfo.CropH = resolutions_to_check[i].height;
1447
1448     if (MFXVideoENCODE_Query (session, &param, &param) != MFX_ERR_NONE)
1449       break;
1450
1451     max_resolution.width = resolutions_to_check[i].width;
1452     max_resolution.height = resolutions_to_check[i].height;
1453   }
1454
1455   GST_INFO ("Maximum supported resolution: %dx%d",
1456       max_resolution.width, max_resolution.height);
1457
1458   /* TODO: check supported rate-control methods and expose only supported
1459    * methods, since the device might not be able to support some of them */
1460
1461   /* To cover both landscape and portrait,
1462    * select max value (width in this case) */
1463   guint resolution = MAX (max_resolution.width, max_resolution.height);
1464   std::string sink_caps_str = "video/x-raw";
1465
1466   sink_caps_str += ", width=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1467   sink_caps_str += ", height=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1468
1469   /* *INDENT-OFF* */
1470   if (supported_formats.size () > 1) {
1471     sink_caps_str += ", format=(string) { ";
1472     bool first = true;
1473     for (const auto &iter: supported_formats) {
1474       if (!first) {
1475         sink_caps_str += ", ";
1476       }
1477
1478       sink_caps_str += iter;
1479       first = false;
1480     }
1481     sink_caps_str += " }";
1482   } else {
1483     sink_caps_str += ", format=(string) " + supported_formats[0];
1484   }
1485   /* *INDENT-ON* */
1486
1487   GstCaps *sink_caps = gst_caps_from_string (sink_caps_str.c_str ());
1488
1489   /* TODO: Add support for VA */
1490 #ifdef G_OS_WIN32
1491   GstCaps *d3d11_caps = gst_caps_copy (sink_caps);
1492   GstCapsFeatures *caps_features =
1493       gst_caps_features_new (GST_CAPS_FEATURE_MEMORY_D3D11_MEMORY, nullptr);
1494   gst_caps_set_features_simple (d3d11_caps, caps_features);
1495   gst_caps_append (d3d11_caps, sink_caps);
1496   sink_caps = d3d11_caps;
1497 #else
1498   GstCaps *va_caps = gst_caps_copy (sink_caps);
1499   GstCapsFeatures *caps_features =
1500       gst_caps_features_new (GST_CAPS_FEATURE_MEMORY_VA, nullptr);
1501   gst_caps_set_features_simple (va_caps, caps_features);
1502   gst_caps_append (va_caps, sink_caps);
1503   sink_caps = va_caps;
1504 #endif
1505
1506   std::string src_caps_str = "video/x-h265";
1507   src_caps_str += ", width=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1508   src_caps_str += ", height=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1509
1510   src_caps_str += ", stream-format= (string) byte-stream";
1511   src_caps_str += ", alignment=(string) au";
1512   /* *INDENT-OFF* */
1513   if (supported_profiles.size () > 1) {
1514     src_caps_str += ", profile=(string) { ";
1515     bool first = true;
1516     for (const auto &iter: supported_profiles) {
1517       if (!first) {
1518         src_caps_str += ", ";
1519       }
1520
1521       src_caps_str += gst_qsv_h265_profile_to_string (iter);
1522       first = false;
1523     }
1524     src_caps_str += " }";
1525   } else {
1526     src_caps_str += ", profile=(string) ";
1527     src_caps_str += gst_qsv_h265_profile_to_string (supported_profiles[0]);
1528   }
1529   /* *INDENT-ON* */
1530
1531   GstCaps *src_caps = gst_caps_from_string (src_caps_str.c_str ());
1532
1533   GST_MINI_OBJECT_FLAG_SET (sink_caps, GST_MINI_OBJECT_FLAG_MAY_BE_LEAKED);
1534   GST_MINI_OBJECT_FLAG_SET (src_caps, GST_MINI_OBJECT_FLAG_MAY_BE_LEAKED);
1535
1536   GstQsvH265EncClassData *cdata = g_new0 (GstQsvH265EncClassData, 1);
1537   cdata->sink_caps = sink_caps;
1538   cdata->src_caps = src_caps;
1539   cdata->impl_index = impl_index;
1540   cdata->hdr10_aware = hdr10_aware;
1541
1542 #ifdef G_OS_WIN32
1543   g_object_get (device, "adapter-luid", &cdata->adapter_luid,
1544       "description", &cdata->description, nullptr);
1545 #else
1546   g_object_get (device, "path", &cdata->display_path, nullptr);
1547 #endif
1548
1549   GType type;
1550   gchar *type_name;
1551   gchar *feature_name;
1552   GTypeInfo type_info = {
1553     sizeof (GstQsvH265EncClass),
1554     nullptr,
1555     nullptr,
1556     (GClassInitFunc) gst_qsv_h265_enc_class_init,
1557     nullptr,
1558     cdata,
1559     sizeof (GstQsvH265Enc),
1560     0,
1561     (GInstanceInitFunc) gst_qsv_h265_enc_init,
1562   };
1563
1564   type_name = g_strdup ("GstQsvH265Enc");
1565   feature_name = g_strdup ("qsvh265enc");
1566
1567   gint index = 0;
1568   while (g_type_from_name (type_name)) {
1569     index++;
1570     g_free (type_name);
1571     g_free (feature_name);
1572     type_name = g_strdup_printf ("GstQsvH265Device%dEnc", index);
1573     feature_name = g_strdup_printf ("qsvh265device%denc", index);
1574   }
1575
1576   type = g_type_register_static (GST_TYPE_QSV_ENCODER, type_name, &type_info,
1577       (GTypeFlags) 0);
1578
1579   if (rank > 0 && index != 0)
1580     rank--;
1581
1582   if (!gst_element_register (plugin, feature_name, rank, type))
1583     GST_WARNING ("Failed to register plugin '%s'", type_name);
1584
1585   g_free (type_name);
1586   g_free (feature_name);
1587 }