qsvh265enc: Write HDR10 metadata SEI
[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_EXTERN (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_ADAPTER_LUID,
98   PROP_DEVICE_PATH,
99   PROP_MIN_QP_I,
100   PROP_MIN_QP_P,
101   PROP_MIN_QP_B,
102   PROP_MAX_QP_I,
103   PROP_MAX_QP_P,
104   PROP_MAX_QP_B,
105   PROP_QP_I,
106   PROP_QP_P,
107   PROP_QP_B,
108   PROP_GOP_SIZE,
109   PROP_I_FRAMES,
110   PROP_B_FRAMES,
111   PROP_REF_FRAMES,
112   PROP_BITRATE,
113   PROP_MAX_BITRATE,
114   PROP_RATE_CONTROL,
115   PROP_ICQ_QUALITY,
116   PROP_QVBR_QUALITY,
117   PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE,
118   PROP_CC_INSERT,
119 };
120
121 #define DEFAULT_QP 0
122 #define DEFAULT_GOP_SIZE 30
123 #define DEFAULT_I_FRAMES 0
124 #define DEFAULT_B_FRAMES 0
125 #define DEFAULT_REF_FRAMES 2
126 #define DEFAULT_BITRATE 2000
127 #define DEFAULT_MAX_BITRATE 0
128 #define DEFAULT_RATE_CONTROL MFX_RATECONTROL_VBR
129 #define DEFAULT_IQC_QUALITY 0
130 #define DEFAULT_QVBR_QUALITY 0
131 #define DEFAULT_DISABLE_HRD_CONFORMANCE FALSE
132 #define DEFAULT_CC_INSERT GST_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT
133
134 typedef struct _GstQsvH265EncClassData
135 {
136   GstCaps *sink_caps;
137   GstCaps *src_caps;
138   guint impl_index;
139   gint64 adapter_luid;
140   gchar *display_path;
141   gboolean hdr10_aware;
142 } GstQsvH265EncClassData;
143
144 typedef struct _GstQsvH265Enc
145 {
146   GstQsvEncoder parent;
147
148   mfxExtVideoSignalInfo signal_info;
149   mfxExtCodingOption option;
150   mfxExtCodingOption2 option2;
151   mfxExtCodingOption3 option3;
152   mfxExtContentLightLevelInfo cll;
153   mfxExtMasteringDisplayColourVolume mdcv;
154
155   mfxU16 profile;
156
157   GMutex prop_lock;
158   /* protected by prop_lock */
159   gboolean bitrate_updated;
160   gboolean property_updated;
161
162   /* properties */
163   guint min_qp_i;
164   guint min_qp_p;
165   guint min_qp_b;
166   guint max_qp_i;
167   guint max_qp_p;
168   guint max_qp_b;
169   guint qp_i;
170   guint qp_p;
171   guint qp_b;
172   guint gop_size;
173   guint iframes;
174   guint bframes;
175   guint ref_frames;
176   guint bitrate;
177   guint max_bitrate;
178   mfxU16 rate_control;
179   guint icq_quality;
180   guint qvbr_quality;
181   gboolean disable_hrd_conformance;
182   GstQsvH265EncSeiInsertMode cc_insert;
183 } GstQsvH265Enc;
184
185 typedef struct _GstQsvH265EncClass
186 {
187   GstQsvEncoderClass parent_class;
188
189   gboolean hdr10_aware;
190 } GstQsvH265EncClass;
191
192 static GstElementClass *parent_class = nullptr;
193
194 #define GST_QSV_H265_ENC(object) ((GstQsvH265Enc *) (object))
195 #define GST_QSV_H265_ENC_GET_CLASS(object) \
196     (G_TYPE_INSTANCE_GET_CLASS ((object),G_TYPE_FROM_INSTANCE (object),GstQsvH265EncClass))
197
198 static void gst_qsv_h265_enc_finalize (GObject * object);
199 static void gst_qsv_h265_enc_set_property (GObject * object, guint prop_id,
200     const GValue * value, GParamSpec * pspec);
201 static void gst_qsv_h265_enc_get_property (GObject * object, guint prop_id,
202     GValue * value, GParamSpec * pspec);
203
204 static gboolean gst_qsv_h265_enc_start (GstVideoEncoder * encoder);
205 static gboolean gst_qsv_h265_enc_transform_meta (GstVideoEncoder * encoder,
206     GstVideoCodecFrame * frame, GstMeta * meta);
207 static GstCaps *gst_qsv_h265_enc_getcaps (GstVideoEncoder * encoder,
208     GstCaps * filter);
209
210 static gboolean gst_qsv_h265_enc_set_format (GstQsvEncoder * encoder,
211     GstVideoCodecState * state, mfxVideoParam * param,
212     GPtrArray * extra_params);
213 static gboolean gst_qsv_h265_enc_set_output_state (GstQsvEncoder * encoder,
214     GstVideoCodecState * state, mfxSession session);
215 static gboolean gst_qsv_h265_enc_attach_payload (GstQsvEncoder * encoder,
216     GstVideoCodecFrame * frame, GPtrArray * payload);
217 static GstBuffer *gst_qsv_h265_enc_create_output_buffer (GstQsvEncoder *
218     encoder, mfxBitstream * bitstream);
219 static GstQsvEncoderReconfigure
220 gst_qsv_h265_enc_check_reconfigure (GstQsvEncoder * encoder, mfxSession session,
221     mfxVideoParam * param, GPtrArray * extra_params);
222
223 static void
224 gst_qsv_h265_enc_class_init (GstQsvH265EncClass * klass, gpointer data)
225 {
226   GObjectClass *object_class = G_OBJECT_CLASS (klass);
227   GstElementClass *element_class = GST_ELEMENT_CLASS (klass);
228   GstVideoEncoderClass *encoder_class = GST_VIDEO_ENCODER_CLASS (klass);
229   GstQsvEncoderClass *qsvenc_class = GST_QSV_ENCODER_CLASS (klass);
230   GstQsvH265EncClassData *cdata = (GstQsvH265EncClassData *) data;
231
232   qsvenc_class->codec_id = MFX_CODEC_AVC;
233   qsvenc_class->impl_index = cdata->impl_index;
234   qsvenc_class->adapter_luid = cdata->adapter_luid;
235   qsvenc_class->display_path = cdata->display_path;
236
237   object_class->finalize = gst_qsv_h265_enc_finalize;
238   object_class->set_property = gst_qsv_h265_enc_set_property;
239   object_class->get_property = gst_qsv_h265_enc_get_property;
240
241 #ifdef G_OS_WIN32
242   g_object_class_install_property (object_class, PROP_ADAPTER_LUID,
243       g_param_spec_int64 ("adapter-luid", "Adapter LUID",
244           "DXGI Adapter LUID (Locally Unique Identifier) of created device",
245           G_MININT64, G_MAXINT64, qsvenc_class->adapter_luid,
246           (GParamFlags) (GST_PARAM_CONDITIONALLY_AVAILABLE | G_PARAM_READABLE |
247               G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
248 #else
249   g_object_class_install_property (object_class, PROP_DEVICE_PATH,
250       g_param_spec_string ("device-path", "Device Path",
251           "DRM device path", cdata->display_path,
252           (GParamFlags) (GST_PARAM_CONDITIONALLY_AVAILABLE |
253               G_PARAM_READABLE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
254 #endif
255
256   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MIN_QP_I,
257       g_param_spec_uint ("min-qp-i", "Min QP I",
258           "Minimum allowed QP value for I-frame types (0: default)",
259           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
260           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
261   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MIN_QP_P,
262       g_param_spec_uint ("min-qp-p", "Min QP P",
263           "Minimum allowed QP value for P-frame types (0: default)",
264           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
265           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
266   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MIN_QP_B,
267       g_param_spec_uint ("min-qp-b", "Min QP B",
268           "Minimum allowed QP value for B-frame types (0: default)",
269           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
270           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
271   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_QP_I,
272       g_param_spec_uint ("max-qp-i", "Max QP I",
273           "Maximum allowed QP value for I-frame types (0: default)",
274           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
275           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
276   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_QP_P,
277       g_param_spec_uint ("max-qp-p", "Max QP P",
278           "Maximum allowed QP value for P-frame types (0: default)",
279           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
280           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
281   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_QP_B,
282       g_param_spec_uint ("max-qp-b", "Max QP B",
283           "Maximum allowed QP value for B-frame types (0: default)",
284           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
285           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
286   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QP_I,
287       g_param_spec_uint ("qp-i", "QP I",
288           "Constant quantizer for I frames (0: default)",
289           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
290           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
291   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QP_P,
292       g_param_spec_uint ("qp-p", "QP P",
293           "Constant quantizer for P frames (0: default)",
294           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
295           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
296   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QP_B,
297       g_param_spec_uint ("qp-b", "QP B",
298           "Constant quantizer for B frames (0: default)",
299           0, 51, DEFAULT_QP, (GParamFlags)
300           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
301   g_object_class_install_property (object_class, PROP_GOP_SIZE,
302       g_param_spec_uint ("gop-size", "GOP Size",
303           "Number of pictures within a GOP (0: unspecified)",
304           0, G_MAXUSHORT, DEFAULT_GOP_SIZE, (GParamFlags)
305           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
306   g_object_class_install_property (object_class, PROP_I_FRAMES,
307       g_param_spec_uint ("i-frames", "I Frames",
308           "Number of I frames between IDR frames"
309           "(0: every I frame is an IDR frame)",
310           0, G_MAXUSHORT, DEFAULT_I_FRAMES, (GParamFlags)
311           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
312   g_object_class_install_property (object_class, PROP_B_FRAMES,
313       g_param_spec_uint ("b-frames", "B Frames",
314           "Number of B frames between I and P frames",
315           0, G_MAXUSHORT, DEFAULT_B_FRAMES, (GParamFlags)
316           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
317   g_object_class_install_property (object_class, PROP_REF_FRAMES,
318       g_param_spec_uint ("ref-frames", "Reference Frames",
319           "Number of reference frames (0: unspecified)",
320           0, 16, DEFAULT_REF_FRAMES, (GParamFlags)
321           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
322   g_object_class_install_property (object_class, PROP_BITRATE,
323       g_param_spec_uint ("bitrate", "Bitrate",
324           "Target bitrate in kbit/sec, Ignored when selected rate-control mode "
325           "is constant QP variants (i.e., \"cqp\" and \"icq\")",
326           0, G_MAXINT, DEFAULT_BITRATE, (GParamFlags)
327           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
328   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_BITRATE,
329       g_param_spec_uint ("max-bitrate", "Max Bitrate",
330           "Maximum bitrate in kbit/sec, Ignored when selected rate-control mode "
331           "is constant QP variants (i.e., \"cqp\" and \"icq\")",
332           0, G_MAXINT, DEFAULT_MAX_BITRATE, (GParamFlags)
333           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
334   g_object_class_install_property (object_class, PROP_RATE_CONTROL,
335       g_param_spec_enum ("rate-control", "Rate Control",
336           "Rate Control Method", GST_TYPE_QSV_H265_ENC_RATE_CONTROL,
337           DEFAULT_RATE_CONTROL,
338           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
339   g_object_class_install_property (object_class, PROP_ICQ_QUALITY,
340       g_param_spec_uint ("icq-quality", "ICQ Quality",
341           "Intelligent Constant Quality for \"icq\" rate-control (0: default)",
342           0, 51, DEFAULT_IQC_QUALITY, (GParamFlags)
343           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
344   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QVBR_QUALITY,
345       g_param_spec_uint ("qvbr-quality", "QVBR Quality",
346           "Quality level used for \"qvbr\" rate-control mode (0: default)",
347           0, 51, DEFAULT_QVBR_QUALITY, (GParamFlags)
348           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
349   g_object_class_install_property (object_class, PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE,
350       g_param_spec_boolean ("disable-hrd-conformance",
351           "Disable HRD Conformance", "Allow NAL HRD non-conformant stream",
352           DEFAULT_DISABLE_HRD_CONFORMANCE,
353           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
354   g_object_class_install_property (object_class, PROP_CC_INSERT,
355       g_param_spec_enum ("cc-insert", "Closed Caption Insert",
356           "Closed Caption Insert mode. "
357           "Only CEA-708 RAW format is supported for now",
358           GST_TYPE_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT_MODE, DEFAULT_CC_INSERT,
359           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
360
361   parent_class = (GstElementClass *) g_type_class_peek_parent (klass);
362   gst_element_class_set_static_metadata (element_class,
363       "Intel Quick Sync Video H.265 Encoder",
364       "Codec/Encoder/Video/Hardware",
365       "Intel Quick Sync Video H.265 Encoder",
366       "Seungha Yang <seungha@centricular.com>");
367
368   gst_element_class_add_pad_template (element_class,
369       gst_pad_template_new ("sink", GST_PAD_SINK, GST_PAD_ALWAYS,
370           cdata->sink_caps));
371   gst_element_class_add_pad_template (element_class,
372       gst_pad_template_new ("src", GST_PAD_SRC, GST_PAD_ALWAYS,
373           cdata->src_caps));
374
375   encoder_class->start = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_start);
376   encoder_class->transform_meta =
377       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_transform_meta);
378   encoder_class->getcaps = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_getcaps);
379
380   qsvenc_class->set_format = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_set_format);
381   qsvenc_class->set_output_state =
382       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_set_output_state);
383   qsvenc_class->attach_payload =
384       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_attach_payload);
385   qsvenc_class->create_output_buffer =
386       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_create_output_buffer);
387   qsvenc_class->check_reconfigure =
388       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_check_reconfigure);
389
390   klass->hdr10_aware = cdata->hdr10_aware;
391
392   gst_caps_unref (cdata->sink_caps);
393   gst_caps_unref (cdata->src_caps);
394   g_free (cdata);
395 }
396
397 static void
398 gst_qsv_h265_enc_init (GstQsvH265Enc * self)
399 {
400   self->min_qp_i = DEFAULT_QP;
401   self->min_qp_p = DEFAULT_QP;
402   self->min_qp_b = DEFAULT_QP;
403   self->max_qp_i = DEFAULT_QP;
404   self->max_qp_p = DEFAULT_QP;
405   self->max_qp_p = DEFAULT_QP;
406   self->qp_i = DEFAULT_QP;
407   self->qp_p = DEFAULT_QP;
408   self->qp_b = DEFAULT_QP;
409   self->gop_size = DEFAULT_GOP_SIZE;
410   self->iframes = DEFAULT_I_FRAMES;
411   self->bframes = DEFAULT_B_FRAMES;
412   self->ref_frames = DEFAULT_REF_FRAMES;
413   self->bitrate = DEFAULT_BITRATE;
414   self->max_bitrate = DEFAULT_MAX_BITRATE;
415   self->rate_control = DEFAULT_RATE_CONTROL;
416   self->icq_quality = DEFAULT_IQC_QUALITY;
417   self->qvbr_quality = DEFAULT_QVBR_QUALITY;
418   self->disable_hrd_conformance = DEFAULT_DISABLE_HRD_CONFORMANCE;
419   self->cc_insert = DEFAULT_CC_INSERT;
420
421   g_mutex_init (&self->prop_lock);
422 }
423
424 static void
425 gst_qsv_h265_enc_finalize (GObject * object)
426 {
427   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (object);
428
429   g_mutex_clear (&self->prop_lock);
430
431   G_OBJECT_CLASS (parent_class)->finalize (object);
432 }
433
434 static void
435 gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (GstQsvH265Enc * self, guint * old_val,
436     guint new_val, gboolean is_bitrate_param)
437 {
438   if (*old_val == new_val)
439     return;
440
441   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
442   *old_val = new_val;
443   if (is_bitrate_param)
444     self->bitrate_updated = TRUE;
445   else
446     self->property_updated = TRUE;
447   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
448 }
449
450 static void
451 gst_qsv_h265_enc_check_update_enum (GstQsvH265Enc * self, mfxU16 * old_val,
452     gint new_val)
453 {
454   if (*old_val == (mfxU16) new_val)
455     return;
456
457   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
458   *old_val = (mfxU16) new_val;
459   self->property_updated = TRUE;
460   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
461 }
462
463 static void
464 gst_qsv_h265_enc_check_update_boolean (GstQsvH265Enc * self, gboolean * old_val,
465     gboolean new_val)
466 {
467   if (*old_val == new_val)
468     return;
469
470   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
471   *old_val = new_val;
472   self->property_updated = TRUE;
473   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
474 }
475
476 static void
477 gst_qsv_h265_enc_set_property (GObject * object, guint prop_id,
478     const GValue * value, GParamSpec * pspec)
479 {
480   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (object);
481
482   switch (prop_id) {
483     case PROP_MIN_QP_I:
484       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->min_qp_i,
485           g_value_get_uint (value), FALSE);
486       break;
487     case PROP_MIN_QP_P:
488       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->min_qp_p,
489           g_value_get_uint (value), FALSE);
490       break;
491     case PROP_MIN_QP_B:
492       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->min_qp_b,
493           g_value_get_uint (value), FALSE);
494       break;
495     case PROP_MAX_QP_I:
496       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->max_qp_i,
497           g_value_get_uint (value), FALSE);
498       break;
499     case PROP_MAX_QP_P:
500       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->max_qp_p,
501           g_value_get_uint (value), FALSE);
502       break;
503     case PROP_MAX_QP_B:
504       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->max_qp_b,
505           g_value_get_uint (value), FALSE);
506       break;
507     case PROP_QP_I:
508       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->qp_i,
509           g_value_get_uint (value), TRUE);
510       break;
511     case PROP_QP_P:
512       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->qp_p,
513           g_value_get_uint (value), TRUE);
514       break;
515     case PROP_QP_B:
516       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->qp_b,
517           g_value_get_uint (value), TRUE);
518       break;
519     case PROP_GOP_SIZE:
520       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->gop_size,
521           g_value_get_uint (value), FALSE);
522       break;
523     case PROP_I_FRAMES:
524       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->iframes,
525           g_value_get_uint (value), FALSE);
526       break;
527     case PROP_B_FRAMES:
528       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->bframes,
529           g_value_get_uint (value), FALSE);
530       break;
531     case PROP_REF_FRAMES:
532       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->ref_frames,
533           g_value_get_uint (value), FALSE);
534       break;
535     case PROP_BITRATE:
536       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->bitrate,
537           g_value_get_uint (value), TRUE);
538       break;
539     case PROP_MAX_BITRATE:
540       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->max_bitrate,
541           g_value_get_uint (value), TRUE);
542       break;
543     case PROP_RATE_CONTROL:
544       gst_qsv_h265_enc_check_update_enum (self, &self->rate_control,
545           g_value_get_enum (value));
546       break;
547     case PROP_ICQ_QUALITY:
548       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->icq_quality,
549           g_value_get_uint (value), FALSE);
550       break;
551     case PROP_QVBR_QUALITY:
552       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->qvbr_quality,
553           g_value_get_uint (value), FALSE);
554       break;
555     case PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE:
556       gst_qsv_h265_enc_check_update_boolean (self,
557           &self->disable_hrd_conformance, g_value_get_boolean (value));
558       break;
559     case PROP_CC_INSERT:
560       /* This property is unrelated to encoder-reset */
561       self->cc_insert = (GstQsvH265EncSeiInsertMode) g_value_get_enum (value);
562       break;
563     default:
564       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
565       break;
566   }
567 }
568
569 static void
570 gst_qsv_h265_enc_get_property (GObject * object, guint prop_id, GValue * value,
571     GParamSpec * pspec)
572 {
573   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (object);
574   GstQsvEncoderClass *klass = GST_QSV_ENCODER_GET_CLASS (self);
575
576   switch (prop_id) {
577     case PROP_ADAPTER_LUID:
578       g_value_set_int64 (value, klass->adapter_luid);
579       break;
580     case PROP_DEVICE_PATH:
581       g_value_set_string (value, klass->display_path);
582       break;
583     case PROP_MIN_QP_I:
584       g_value_set_uint (value, self->min_qp_i);
585       break;
586     case PROP_MIN_QP_P:
587       g_value_set_uint (value, self->min_qp_p);
588       break;
589     case PROP_MIN_QP_B:
590       g_value_set_uint (value, self->min_qp_b);
591       break;
592     case PROP_MAX_QP_I:
593       g_value_set_uint (value, self->max_qp_i);
594       break;
595     case PROP_MAX_QP_P:
596       g_value_set_uint (value, self->max_qp_p);
597       break;
598     case PROP_MAX_QP_B:
599       g_value_set_uint (value, self->max_qp_b);
600       break;
601     case PROP_QP_I:
602       g_value_set_uint (value, self->qp_i);
603       break;
604     case PROP_QP_P:
605       g_value_set_uint (value, self->qp_p);
606       break;
607     case PROP_QP_B:
608       g_value_set_uint (value, self->qp_b);
609       break;
610     case PROP_GOP_SIZE:
611       g_value_set_uint (value, self->gop_size);
612       break;
613     case PROP_I_FRAMES:
614       g_value_set_uint (value, self->iframes);
615       break;
616     case PROP_B_FRAMES:
617       g_value_set_uint (value, self->bframes);
618       break;
619     case PROP_REF_FRAMES:
620       g_value_set_uint (value, self->ref_frames);
621       break;
622     case PROP_BITRATE:
623       g_value_set_uint (value, self->bitrate);
624       break;
625     case PROP_MAX_BITRATE:
626       g_value_set_uint (value, self->max_bitrate);
627       break;
628     case PROP_RATE_CONTROL:
629       g_value_set_enum (value, self->rate_control);
630       break;
631     case PROP_ICQ_QUALITY:
632       g_value_set_uint (value, self->icq_quality);
633       break;
634     case PROP_QVBR_QUALITY:
635       g_value_set_uint (value, self->qvbr_quality);
636       break;
637     case PROP_CC_INSERT:
638       g_value_set_enum (value, self->cc_insert);
639       break;
640     case PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE:
641       g_value_set_boolean (value, self->disable_hrd_conformance);
642       break;
643     default:
644       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
645       break;
646   }
647 }
648
649 static gboolean
650 gst_qsv_h265_enc_start (GstVideoEncoder * encoder)
651 {
652   /* To avoid negative DTS when B frame is enabled */
653   gst_video_encoder_set_min_pts (encoder, GST_SECOND * 60 * 60 * 1000);
654
655   return TRUE;
656 }
657
658 static gboolean
659 gst_qsv_h265_enc_transform_meta (GstVideoEncoder * encoder,
660     GstVideoCodecFrame * frame, GstMeta * meta)
661 {
662   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
663   GstVideoCaptionMeta *cc_meta;
664
665   /* We need to handle only case CC meta should be dropped */
666   if (self->cc_insert != GST_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT_AND_DROP)
667     goto out;
668
669   if (meta->info->api != GST_VIDEO_CAPTION_META_API_TYPE)
670     goto out;
671
672   cc_meta = (GstVideoCaptionMeta *) meta;
673   if (cc_meta->caption_type != GST_VIDEO_CAPTION_TYPE_CEA708_RAW)
674     goto out;
675
676   /* Don't copy this meta into output buffer */
677   return FALSE;
678
679 out:
680   return GST_VIDEO_ENCODER_CLASS (parent_class)->transform_meta (encoder,
681       frame, meta);
682 }
683
684 static GstCaps *
685 gst_qsv_h265_enc_getcaps (GstVideoEncoder * encoder, GstCaps * filter)
686 {
687   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
688   GstCaps *allowed_caps;
689   GstCaps *template_caps;
690   GstCaps *supported_caps;
691   std::set < std::string > downstream_profiles;
692
693   allowed_caps = gst_pad_get_allowed_caps (encoder->srcpad);
694
695   /* Shouldn't be any or empty though, just return template caps in this case */
696   if (!allowed_caps || gst_caps_is_empty (allowed_caps) ||
697       gst_caps_is_any (allowed_caps)) {
698     gst_clear_caps (&allowed_caps);
699
700     return gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder, nullptr, filter);
701   }
702
703   /* Check if downstream specified profile explicitly, then filter out
704    * incompatible raw video format */
705   for (guint i = 0; i < gst_caps_get_size (allowed_caps); i++) {
706     const GValue *profile_value;
707     const gchar *profile;
708     GstStructure *s;
709
710     s = gst_caps_get_structure (allowed_caps, i);
711     profile_value = gst_structure_get_value (s, "profile");
712     if (!profile_value)
713       continue;
714
715     if (GST_VALUE_HOLDS_LIST (profile_value)) {
716       for (guint j = 0; j < gst_value_list_get_size (profile_value); j++) {
717         const GValue *p = gst_value_list_get_value (profile_value, j);
718
719         if (!G_VALUE_HOLDS_STRING (p))
720           continue;
721
722         profile = g_value_get_string (p);
723         if (profile)
724           downstream_profiles.insert (profile);
725       }
726
727     } else if (G_VALUE_HOLDS_STRING (profile_value)) {
728       profile = g_value_get_string (profile_value);
729       if (g_strcmp0 (profile, "main") == 0 ||
730           g_strcmp0 (profile, "main-10") == 0) {
731         downstream_profiles.insert (profile);
732       }
733     }
734   }
735
736   GST_DEBUG_OBJECT (self, "Downstream specified %" G_GSIZE_FORMAT " profiles",
737       downstream_profiles.size ());
738
739   /* Caps returned by gst_pad_get_allowed_caps() should hold profile field
740    * already */
741   if (downstream_profiles.size () == 0) {
742     GST_WARNING_OBJECT (self,
743         "Allowed caps holds no profile field %" GST_PTR_FORMAT, allowed_caps);
744
745     gst_clear_caps (&allowed_caps);
746
747     return gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder, nullptr, filter);
748   }
749
750   gst_clear_caps (&allowed_caps);
751
752   template_caps = gst_pad_get_pad_template_caps (encoder->sinkpad);
753   template_caps = gst_caps_make_writable (template_caps);
754
755   if (downstream_profiles.size () == 1) {
756     std::string format;
757     const std::string & profile = *downstream_profiles.begin ();
758
759     if (profile == "main") {
760       format = "NV12";
761     } else if (profile == "main-10") {
762       format = "P010_10LE";
763     } else {
764       gst_clear_caps (&template_caps);
765       g_assert_not_reached ();
766       return nullptr;
767     }
768
769     gst_caps_set_simple (template_caps, "format", G_TYPE_STRING,
770         format.c_str (), nullptr);
771   } else {
772     GValue formats = G_VALUE_INIT;
773
774     g_value_init (&formats, GST_TYPE_LIST);
775
776     /* *INDENT-OFF* */
777     for (const auto & iter : downstream_profiles) {
778       GValue val = G_VALUE_INIT;
779       g_value_init (&val, G_TYPE_STRING);
780       if (iter == "main") {
781         g_value_set_static_string (&val, "NV12");
782       } else if (iter == "main-10") {
783         g_value_set_static_string (&val, "P010_10LE");
784       } else {
785         g_value_unset (&val);
786         gst_clear_caps (&template_caps);
787         g_assert_not_reached ();
788         return nullptr;
789       }
790
791       gst_value_list_append_and_take_value (&formats, &val);
792     }
793     /* *INDENT-ON* */
794
795     gst_caps_set_value (template_caps, "format", &formats);
796     g_value_unset (&formats);
797   }
798
799   supported_caps = gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder,
800       template_caps, filter);
801   gst_caps_unref (template_caps);
802
803   GST_DEBUG_OBJECT (self, "Returning %" GST_PTR_FORMAT, supported_caps);
804
805   return supported_caps;
806 }
807
808 typedef struct
809 {
810   mfxU16 profile;
811   const gchar *profile_str;
812   const gchar *raw_format;
813 } H265Profile;
814
815 static const H265Profile profile_map[] = {
816   {MFX_PROFILE_HEVC_MAIN, "main", "NV12"},
817   {MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10, "main-10", "P010_10LE"},
818 };
819
820 static const gchar *
821 gst_qsv_h265_profile_to_string (mfxU16 profile)
822 {
823   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (profile_map); i++) {
824     if (profile_map[i].profile == profile)
825       return profile_map[i].profile_str;
826   }
827
828   return nullptr;
829 }
830
831 static void
832 gst_qsv_h265_enc_init_extra_params (GstQsvH265Enc * self)
833 {
834   memset (&self->signal_info, 0, sizeof (mfxExtVideoSignalInfo));
835   memset (&self->option, 0, sizeof (mfxExtCodingOption));
836   memset (&self->option2, 0, sizeof (mfxExtCodingOption2));
837   memset (&self->option3, 0, sizeof (mfxExtCodingOption3));
838   memset (&self->cll, 0, sizeof (mfxExtContentLightLevelInfo));
839   memset (&self->mdcv, 0, sizeof (mfxExtMasteringDisplayColourVolume));
840
841   self->signal_info.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_VIDEO_SIGNAL_INFO;
842   self->signal_info.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtVideoSignalInfo);
843
844   self->option.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION;
845   self->option.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOption);
846
847   self->option2.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2;
848   self->option2.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOption2);
849
850   self->option3.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION3;
851   self->option3.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOption3);
852
853   self->cll.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CONTENT_LIGHT_LEVEL_INFO;
854   self->cll.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtContentLightLevelInfo);
855   self->cll.InsertPayloadToggle = MFX_PAYLOAD_IDR;
856
857   self->mdcv.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_MASTERING_DISPLAY_COLOUR_VOLUME;
858   self->mdcv.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtMasteringDisplayColourVolume);
859   self->mdcv.InsertPayloadToggle = MFX_PAYLOAD_IDR;
860 }
861
862 static void
863 gst_qsv_h265_enc_set_bitrate (GstQsvH265Enc * self, mfxVideoParam * param)
864 {
865   guint max_val;
866   guint multiplier;
867
868   switch (param->mfx.RateControlMethod) {
869     case MFX_RATECONTROL_CBR:
870       multiplier = (self->bitrate + 0x10000) / 0x10000;
871       param->mfx.TargetKbps = param->mfx.MaxKbps = self->bitrate / multiplier;
872       param->mfx.BRCParamMultiplier = (mfxU16) multiplier;
873       break;
874     case MFX_RATECONTROL_VBR:
875     case MFX_RATECONTROL_VCM:
876     case MFX_RATECONTROL_QVBR:
877       max_val = MAX (self->bitrate, self->max_bitrate);
878       multiplier = (max_val + 0x10000) / 0x10000;
879       param->mfx.TargetKbps = self->bitrate / multiplier;
880       param->mfx.MaxKbps = self->max_bitrate / multiplier;
881       param->mfx.BRCParamMultiplier = (mfxU16) multiplier;
882       break;
883     case MFX_RATECONTROL_CQP:
884       param->mfx.QPI = self->qp_i;
885       param->mfx.QPP = self->qp_p;
886       param->mfx.QPB = self->qp_b;
887       break;
888     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
889       param->mfx.ICQQuality = self->icq_quality;
890       break;
891     default:
892       GST_WARNING_OBJECT (self,
893           "Unhandled rate-control method %d", self->rate_control);
894       break;
895   }
896 }
897
898 static gboolean
899 gst_qsv_h265_enc_set_format (GstQsvEncoder * encoder,
900     GstVideoCodecState * state, mfxVideoParam * param, GPtrArray * extra_params)
901 {
902   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
903   GstQsvH265EncClass *klass = GST_QSV_H265_ENC_GET_CLASS (self);
904   mfxU16 mfx_profile = MFX_PROFILE_UNKNOWN;
905   GstVideoInfo *info = &state->info;
906   mfxExtVideoSignalInfo *signal_info = nullptr;
907   mfxExtCodingOption *option;
908   mfxExtCodingOption2 *option2;
909   mfxExtCodingOption3 *option3;
910   mfxExtContentLightLevelInfo *cll;
911   mfxExtMasteringDisplayColourVolume *mdcv;
912   gboolean have_cll = FALSE;
913   gboolean have_mdcv = FALSE;
914
915   mfxFrameInfo *frame_info;
916
917   frame_info = &param->mfx.FrameInfo;
918
919   frame_info->Width = GST_ROUND_UP_16 (info->width);
920   frame_info->Height = GST_ROUND_UP_16 (info->height);
921   frame_info->PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
922
923   /* QSV wouldn't be happy with this size, increase */
924   if (frame_info->Width == 16)
925     frame_info->Width = 32;
926
927   if (frame_info->Height == 16)
928     frame_info->Height = 32;
929
930   frame_info->CropW = info->width;
931   frame_info->CropH = info->height;
932   if (GST_VIDEO_INFO_FPS_N (info) > 0 && GST_VIDEO_INFO_FPS_D (info) > 0) {
933     frame_info->FrameRateExtN = GST_VIDEO_INFO_FPS_N (info);
934     frame_info->FrameRateExtD = GST_VIDEO_INFO_FPS_D (info);
935   } else {
936     /* HACK: Same as x265enc */
937     frame_info->FrameRateExtN = 25;
938     frame_info->FrameRateExtD = 1;
939   }
940
941   frame_info->AspectRatioW = GST_VIDEO_INFO_PAR_N (info);
942   frame_info->AspectRatioH = GST_VIDEO_INFO_PAR_D (info);
943
944   switch (GST_VIDEO_INFO_FORMAT (info)) {
945     case GST_VIDEO_FORMAT_NV12:
946       mfx_profile = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN;
947       frame_info->ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
948       frame_info->FourCC = MFX_FOURCC_NV12;
949       frame_info->BitDepthLuma = 8;
950       frame_info->BitDepthChroma = 8;
951       frame_info->Shift = 0;
952       break;
953     case GST_VIDEO_FORMAT_P010_10LE:
954       mfx_profile = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10;
955       frame_info->ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
956       frame_info->FourCC = MFX_FOURCC_P010;
957       frame_info->BitDepthLuma = 10;
958       frame_info->BitDepthChroma = 10;
959       frame_info->Shift = 1;
960       break;
961     default:
962       GST_ERROR_OBJECT (self, "Unexpected format %s",
963           gst_video_format_to_string (GST_VIDEO_INFO_FORMAT (info)));
964       return FALSE;
965   }
966
967   gst_qsv_h265_enc_init_extra_params (self);
968   option = &self->option;
969   option2 = &self->option2;
970   option3 = &self->option3;
971   cll = &self->cll;
972   mdcv = &self->mdcv;
973
974   if (klass->hdr10_aware) {
975     GstVideoMasteringDisplayInfo mdcv_info;
976     GstVideoContentLightLevel cll_info;
977
978     if (gst_video_content_light_level_from_caps (&cll_info, state->caps)) {
979       cll->MaxContentLightLevel = cll_info.max_content_light_level;
980       cll->MaxPicAverageLightLevel = cll_info.max_frame_average_light_level;
981       have_cll = TRUE;
982     }
983
984     if (gst_video_mastering_display_info_from_caps (&mdcv_info, state->caps)) {
985       /* GBR order is used in HEVC */
986       mdcv->DisplayPrimariesX[0] = mdcv_info.display_primaries[1].x;
987       mdcv->DisplayPrimariesY[0] = mdcv_info.display_primaries[1].y;
988       mdcv->DisplayPrimariesX[1] = mdcv_info.display_primaries[2].x;
989       mdcv->DisplayPrimariesY[1] = mdcv_info.display_primaries[2].y;
990       mdcv->DisplayPrimariesX[2] = mdcv_info.display_primaries[0].x;
991       mdcv->DisplayPrimariesY[2] = mdcv_info.display_primaries[0].y;
992
993       mdcv->WhitePointX = mdcv_info.white_point.x;
994       mdcv->WhitePointY = mdcv_info.white_point.y;
995       mdcv->MaxDisplayMasteringLuminance =
996           mdcv_info.max_display_mastering_luminance;
997       mdcv->MinDisplayMasteringLuminance =
998           mdcv_info.min_display_mastering_luminance;
999       have_mdcv = TRUE;
1000     }
1001   }
1002
1003   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
1004   param->mfx.CodecId = MFX_CODEC_HEVC;
1005   param->mfx.CodecProfile = mfx_profile;
1006   param->mfx.GopRefDist = self->bframes + 1;
1007   param->mfx.GopPicSize = self->gop_size;
1008   param->mfx.IdrInterval = self->iframes;
1009   param->mfx.RateControlMethod = self->rate_control;
1010   param->mfx.NumRefFrame = self->ref_frames;
1011
1012   gst_qsv_h265_enc_set_bitrate (self, param);
1013
1014   /* Write signal info only when upstream caps contains valid colorimetry,
1015    * because derived default colorimetry in gst_video_info_from_caps() tends to
1016    * very wrong in various cases, and it's even worse than "unknown" */
1017   if (state->caps) {
1018     GstStructure *s = gst_caps_get_structure (state->caps, 0);
1019     GstVideoColorimetry cinfo;
1020     const gchar *str;
1021
1022     str = gst_structure_get_string (s, "colorimetry");
1023     if (str && gst_video_colorimetry_from_string (&cinfo, str)) {
1024       signal_info = &self->signal_info;
1025
1026       /* 0: Component, 1: PAL, 2: NTSC, 3: SECAM, 4: MAC, 5: Unspecified */
1027       signal_info->VideoFormat = 5;
1028       if (cinfo.range == GST_VIDEO_COLOR_RANGE_0_255)
1029         signal_info->VideoFullRange = 1;
1030       else
1031         signal_info->VideoFullRange = 0;
1032       signal_info->ColourDescriptionPresent = 1;
1033       signal_info->ColourPrimaries =
1034           gst_video_color_primaries_to_iso (cinfo.primaries);
1035       signal_info->TransferCharacteristics =
1036           gst_video_transfer_function_to_iso (cinfo.transfer);
1037       signal_info->MatrixCoefficients =
1038           gst_video_color_matrix_to_iso (cinfo.matrix);
1039     }
1040   }
1041
1042   /* TODO: property ? */
1043   option->AUDelimiter = MFX_CODINGOPTION_ON;
1044
1045   if (self->disable_hrd_conformance) {
1046     option->NalHrdConformance = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1047     option->VuiVclHrdParameters = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1048   }
1049
1050   /* Enables PicTiming SEI by default */
1051   option->PicTimingSEI = MFX_CODINGOPTION_ON;
1052
1053   /* VUI is useful in various cases, so we don't want to disable it */
1054   option2->DisableVUI = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1055
1056   /* Do not repeat PPS */
1057   option2->RepeatPPS = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1058
1059   option2->MinQPI = self->min_qp_i;
1060   option2->MinQPP = self->min_qp_p;
1061   option2->MinQPB = self->min_qp_b;
1062   option2->MaxQPI = self->max_qp_i;
1063   option2->MaxQPP = self->max_qp_p;
1064   option2->MaxQPB = self->max_qp_b;
1065
1066   /* QSV wants MFX_B_REF_PYRAMID when more than 1 b-frame is enabled */
1067   if (param->mfx.GopRefDist > 2)
1068     option2->BRefType = MFX_B_REF_PYRAMID;
1069
1070   /* Upstream specified framerate, we will believe it's fixed framerate */
1071   if (GST_VIDEO_INFO_FPS_N (info) > 0 && GST_VIDEO_INFO_FPS_D (info) > 0) {
1072     option2->FixedFrameRate = MFX_CODINGOPTION_ON;
1073     option3->TimingInfoPresent = MFX_CODINGOPTION_ON;
1074   }
1075
1076   if (param->mfx.RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_QVBR)
1077     option3->QVBRQuality = self->qvbr_quality;
1078
1079   if (signal_info)
1080     g_ptr_array_add (extra_params, signal_info);
1081   g_ptr_array_add (extra_params, option);
1082   g_ptr_array_add (extra_params, option2);
1083   g_ptr_array_add (extra_params, option3);
1084   if (have_cll)
1085     g_ptr_array_add (extra_params, cll);
1086   if (have_mdcv)
1087     g_ptr_array_add (extra_params, mdcv);
1088
1089   param->ExtParam = (mfxExtBuffer **) extra_params->pdata;
1090   param->NumExtParam = extra_params->len;
1091
1092   self->bitrate_updated = FALSE;
1093   self->property_updated = FALSE;
1094
1095   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
1096
1097   return TRUE;
1098 }
1099
1100 static gboolean
1101 gst_qsv_h265_enc_set_output_state (GstQsvEncoder * encoder,
1102     GstVideoCodecState * state, mfxSession session)
1103 {
1104   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
1105   GstCaps *caps;
1106   GstTagList *tags;
1107   GstVideoCodecState *out_state;
1108   guint bitrate, max_bitrate;
1109   guint multiplier = 1;
1110   mfxVideoParam param;
1111   const gchar *profile_str;
1112   mfxStatus status;
1113
1114   memset (&param, 0, sizeof (mfxVideoParam));
1115   status = MFXVideoENCODE_GetVideoParam (session, &param);
1116   if (status < MFX_ERR_NONE) {
1117     GST_ERROR_OBJECT (self, "Failed to get video param %d (%s)",
1118         QSV_STATUS_ARGS (status));
1119     return FALSE;
1120   } else if (status != MFX_ERR_NONE) {
1121     GST_WARNING_OBJECT (self, "GetVideoParam returned warning %d (%s)",
1122         QSV_STATUS_ARGS (status));
1123   }
1124
1125   caps = gst_caps_from_string ("video/x-h265, alignment = (string) au, "
1126       "stream-format = (string) byte-stream");
1127   profile_str = gst_qsv_h265_profile_to_string (param.mfx.CodecProfile);
1128   if (profile_str)
1129     gst_caps_set_simple (caps, "profile", G_TYPE_STRING, profile_str, nullptr);
1130
1131   out_state = gst_video_encoder_set_output_state (GST_VIDEO_ENCODER (encoder),
1132       caps, state);
1133   gst_video_codec_state_unref (out_state);
1134
1135   tags = gst_tag_list_new_empty ();
1136   gst_tag_list_add (tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE, GST_TAG_ENCODER, "qsvh265enc",
1137       nullptr);
1138
1139   if (param.mfx.BRCParamMultiplier > 0)
1140     multiplier = param.mfx.BRCParamMultiplier;
1141
1142   switch (param.mfx.RateControlMethod) {
1143     case MFX_RATECONTROL_CQP:
1144     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
1145       /* We don't know target/max bitrate in this case */
1146       break;
1147     default:
1148       max_bitrate = (guint) param.mfx.MaxKbps * multiplier;
1149       bitrate = (guint) param.mfx.TargetKbps * multiplier;
1150       if (bitrate > 0) {
1151         gst_tag_list_add (tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE,
1152             GST_TAG_NOMINAL_BITRATE, bitrate * 1000, nullptr);
1153       }
1154
1155       if (max_bitrate > 0) {
1156         gst_tag_list_add (tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE,
1157             GST_TAG_MAXIMUM_BITRATE, max_bitrate * 1000, nullptr);
1158       }
1159       break;
1160   }
1161
1162   gst_video_encoder_merge_tags (GST_VIDEO_ENCODER (encoder),
1163       tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE);
1164   gst_tag_list_unref (tags);
1165
1166   return TRUE;
1167 }
1168
1169 static gboolean
1170 gst_qsv_h265_enc_foreach_caption_meta (GstBuffer * buffer, GstMeta ** meta,
1171     GPtrArray * payload)
1172 {
1173   GstVideoCaptionMeta *cc_meta;
1174   GstByteWriter br;
1175   guint payload_size;
1176   guint extra_size;
1177   mfxPayload *p;
1178
1179   if ((*meta)->info->api != GST_VIDEO_CAPTION_META_API_TYPE)
1180     return TRUE;
1181
1182   cc_meta = (GstVideoCaptionMeta *) (*meta);
1183
1184   if (cc_meta->caption_type != GST_VIDEO_CAPTION_TYPE_CEA708_RAW)
1185     return TRUE;
1186
1187   /* QSV requires full sei_message() structure */
1188   /* 1 byte contry_code + 10 bytes CEA-708 specific data + caption data */
1189   payload_size = 11 + cc_meta->size;
1190   extra_size = payload_size / 255;
1191
1192   /* 1 byte SEI type + 1 byte SEI payload size (+ extra) + payload data */
1193   gst_byte_writer_init_with_size (&br, 2 + extra_size + payload_size, FALSE);
1194
1195   /* SEI type */
1196   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 4);
1197
1198   /* SEI payload size */
1199   while (payload_size >= 0xff) {
1200     gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 0xff);
1201     payload_size -= 0xff;
1202   }
1203   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, payload_size);
1204
1205   /* 8-bits itu_t_t35_country_code */
1206   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 181);
1207
1208   /* 16-bits itu_t_t35_provider_code */
1209   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 0);
1210   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 49);
1211
1212   /* 32-bits ATSC_user_identifier */
1213   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 'G');
1214   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 'A');
1215   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, '9');
1216   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, '4');
1217
1218   /* 8-bits ATSC1_data_user_data_type_code */
1219   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 3);
1220
1221   /* 8-bits:
1222    * 1 bit process_em_data_flag (0)
1223    * 1 bit process_cc_data_flag (1)
1224    * 1 bit additional_data_flag (0)
1225    * 5-bits cc_count
1226    */
1227   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, ((cc_meta->size / 3) & 0x1f) | 0x40);
1228
1229   /* 8 bits em_data, unused */
1230   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 255);
1231
1232   gst_byte_writer_put_data (&br, cc_meta->data, cc_meta->size);
1233
1234   /* 8 marker bits */
1235   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 255);
1236
1237   p = g_new0 (mfxPayload, 1);
1238   p->BufSize = gst_byte_writer_get_pos (&br);
1239   p->NumBit = p->BufSize * 8;
1240   p->Type = 4;
1241   p->Data = gst_byte_writer_reset_and_get_data (&br);
1242
1243   g_ptr_array_add (payload, p);
1244
1245   return TRUE;
1246 }
1247
1248 static gboolean
1249 gst_qsv_h265_enc_attach_payload (GstQsvEncoder * encoder,
1250     GstVideoCodecFrame * frame, GPtrArray * payload)
1251 {
1252   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
1253
1254   if (self->cc_insert == GST_QSV_H265_ENC_SEI_DISABLED)
1255     return TRUE;
1256
1257   gst_buffer_foreach_meta (frame->input_buffer,
1258       (GstBufferForeachMetaFunc) gst_qsv_h265_enc_foreach_caption_meta,
1259       payload);
1260
1261   return TRUE;
1262 }
1263
1264 static GstBuffer *
1265 gst_qsv_h265_enc_create_output_buffer (GstQsvEncoder * encoder,
1266     mfxBitstream * bitstream)
1267 {
1268   GstBuffer *buf;
1269
1270   buf = gst_buffer_new_memdup (bitstream->Data + bitstream->DataOffset,
1271       bitstream->DataLength);
1272
1273   /* This buffer must be the end of a frame boundary */
1274   GST_BUFFER_FLAG_SET (buf, GST_BUFFER_FLAG_MARKER);
1275
1276   return buf;
1277 }
1278
1279 static GstQsvEncoderReconfigure
1280 gst_qsv_h265_enc_check_reconfigure (GstQsvEncoder * encoder, mfxSession session,
1281     mfxVideoParam * param, GPtrArray * extra_params)
1282 {
1283   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
1284   GstQsvEncoderReconfigure ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_NONE;
1285
1286   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
1287   if (self->property_updated) {
1288     ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_FULL;
1289     goto done;
1290   }
1291
1292   if (self->bitrate_updated) {
1293     mfxStatus status;
1294     mfxExtEncoderResetOption reset_opt;
1295     reset_opt.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_ENCODER_RESET_OPTION;
1296     reset_opt.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtEncoderResetOption);
1297     reset_opt.StartNewSequence = MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
1298
1299     gst_qsv_h265_enc_set_bitrate (self, param);
1300
1301     g_ptr_array_add (extra_params, &reset_opt);
1302     param->ExtParam = (mfxExtBuffer **) extra_params->pdata;
1303     param->NumExtParam = extra_params->len;
1304
1305     status = MFXVideoENCODE_Query (session, param, param);
1306     g_ptr_array_remove_index (extra_params, extra_params->len - 1);
1307     param->NumExtParam = extra_params->len;
1308
1309     if (status != MFX_ERR_NONE) {
1310       GST_WARNING_OBJECT (self, "MFXVideoENCODE_Query returned %d (%s)",
1311           QSV_STATUS_ARGS (status));
1312       ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_FULL;
1313     } else {
1314       if (reset_opt.StartNewSequence == MFX_CODINGOPTION_OFF) {
1315         GST_DEBUG_OBJECT (self, "Can update without new sequence");
1316         ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_BITRATE;
1317       } else {
1318         GST_DEBUG_OBJECT (self, "Need new sequence");
1319         ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_FULL;
1320       }
1321     }
1322   }
1323
1324 done:
1325   self->property_updated = FALSE;
1326   self->bitrate_updated = FALSE;
1327   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
1328
1329   return ret;
1330 }
1331
1332 typedef struct
1333 {
1334   guint width;
1335   guint height;
1336 } Resolution;
1337
1338 void
1339 gst_qsv_h265_enc_register (GstPlugin * plugin, guint rank, guint impl_index,
1340     GstObject * device, mfxSession session)
1341 {
1342   mfxVideoParam param;
1343   mfxInfoMFX *mfx;
1344   static const Resolution resolutions_to_check[] = {
1345     {1280, 720}, {1920, 1088}, {2560, 1440}, {3840, 2160}, {4096, 2160},
1346     {7680, 4320}, {8192, 4320}
1347   };
1348   std::vector < mfxU16 > supported_profiles;
1349   std::vector < std::string > supported_formats;
1350   Resolution max_resolution;
1351   mfxExtContentLightLevelInfo cll;
1352   mfxExtMasteringDisplayColourVolume mdcv;
1353   mfxExtBuffer *ext_buffers[2];
1354   gboolean hdr10_aware = FALSE;
1355
1356   memset (&param, 0, sizeof (mfxVideoParam));
1357   memset (&max_resolution, 0, sizeof (Resolution));
1358   memset (&cll, 0, sizeof (mfxExtContentLightLevelInfo));
1359   memset (&mdcv, 0, sizeof (mfxExtMasteringDisplayColourVolume));
1360
1361   param.AsyncDepth = 4;
1362   param.IOPattern = MFX_IOPATTERN_IN_VIDEO_MEMORY;
1363
1364   mfx = &param.mfx;
1365   mfx->CodecId = MFX_CODEC_HEVC;
1366
1367   mfx->FrameInfo.Width = GST_ROUND_UP_16 (320);
1368   mfx->FrameInfo.Height = GST_ROUND_UP_16 (240);
1369   mfx->FrameInfo.CropW = 320;
1370   mfx->FrameInfo.CropH = 240;
1371   mfx->FrameInfo.FrameRateExtN = 30;
1372   mfx->FrameInfo.FrameRateExtD = 1;
1373   mfx->FrameInfo.AspectRatioW = 1;
1374   mfx->FrameInfo.AspectRatioH = 1;
1375   mfx->FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
1376
1377   /* Check supported profiles */
1378   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (profile_map); i++) {
1379     mfx->CodecProfile = profile_map[i].profile;
1380     mfx->CodecLevel = MFX_LEVEL_UNKNOWN;
1381
1382     switch (mfx->CodecProfile) {
1383       case MFX_PROFILE_HEVC_MAIN:
1384         mfx->FrameInfo.ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
1385         mfx->FrameInfo.FourCC = MFX_FOURCC_NV12;
1386         mfx->FrameInfo.BitDepthLuma = 8;
1387         mfx->FrameInfo.BitDepthChroma = 8;
1388         mfx->FrameInfo.Shift = 0;
1389         break;
1390       case MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10:
1391         mfx->FrameInfo.ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
1392         mfx->FrameInfo.FourCC = MFX_FOURCC_P010;
1393         mfx->FrameInfo.BitDepthLuma = 10;
1394         mfx->FrameInfo.BitDepthChroma = 10;
1395         mfx->FrameInfo.Shift = 1;
1396         break;
1397       default:
1398         g_assert_not_reached ();
1399         return;
1400     }
1401
1402     if (MFXVideoENCODE_Query (session, &param, &param) != MFX_ERR_NONE)
1403       continue;
1404
1405     supported_profiles.push_back (profile_map[i].profile);
1406     supported_formats.push_back (profile_map[i].raw_format);
1407   }
1408
1409   if (supported_profiles.empty ()) {
1410     GST_INFO ("Device doesn't support H.265 encoding");
1411     return;
1412   }
1413
1414   mfx->FrameInfo.ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
1415   mfx->FrameInfo.FourCC = MFX_FOURCC_NV12;
1416   mfx->FrameInfo.BitDepthLuma = 8;
1417   mfx->FrameInfo.BitDepthChroma = 8;
1418   mfx->FrameInfo.Shift = 0;
1419   mfx->CodecProfile = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN;
1420
1421   /* check hdr10 metadata SEI support */
1422   cll.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CONTENT_LIGHT_LEVEL_INFO;
1423   cll.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtContentLightLevelInfo);
1424   cll.InsertPayloadToggle = MFX_PAYLOAD_IDR;
1425   cll.MaxContentLightLevel = 1;
1426   cll.MaxPicAverageLightLevel = 1;
1427
1428   mdcv.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_MASTERING_DISPLAY_COLOUR_VOLUME;
1429   mdcv.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtMasteringDisplayColourVolume);
1430   mdcv.InsertPayloadToggle = MFX_PAYLOAD_IDR;
1431   mdcv.MaxDisplayMasteringLuminance = 1;
1432   mdcv.MinDisplayMasteringLuminance = 1;
1433
1434   ext_buffers[0] = (mfxExtBuffer *) & cll;
1435   ext_buffers[1] = (mfxExtBuffer *) & mdcv;
1436
1437   param.NumExtParam = 2;
1438   param.ExtParam = ext_buffers;
1439   if (MFXVideoENCODE_Query (session, &param, &param) == MFX_ERR_NONE) {
1440     GST_INFO ("HDR10 metadata SEI is supported");
1441     hdr10_aware = TRUE;
1442   }
1443
1444   param.NumExtParam = 0;
1445   param.ExtParam = nullptr;
1446
1447   /* Check max-resolution */
1448   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (resolutions_to_check); i++) {
1449     mfx->FrameInfo.Width = GST_ROUND_UP_16 (resolutions_to_check[i].width);
1450     mfx->FrameInfo.Height = GST_ROUND_UP_16 (resolutions_to_check[i].height);
1451     mfx->FrameInfo.CropW = resolutions_to_check[i].width;
1452     mfx->FrameInfo.CropH = resolutions_to_check[i].height;
1453
1454     if (MFXVideoENCODE_Query (session, &param, &param) != MFX_ERR_NONE)
1455       break;
1456
1457     max_resolution.width = resolutions_to_check[i].width;
1458     max_resolution.height = resolutions_to_check[i].height;
1459   }
1460
1461   GST_INFO ("Maximum supported resolution: %dx%d",
1462       max_resolution.width, max_resolution.height);
1463
1464   /* TODO: check supported rate-control methods and expose only supported
1465    * methods, since the device might not be able to support some of them */
1466
1467   /* To cover both landscape and portrait,
1468    * select max value (width in this case) */
1469   guint resolution = MAX (max_resolution.width, max_resolution.height);
1470   std::string sink_caps_str = "video/x-raw";
1471
1472   sink_caps_str += ", width=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1473   sink_caps_str += ", height=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1474
1475   /* *INDENT-OFF* */
1476   if (supported_formats.size () > 1) {
1477     sink_caps_str += ", format=(string) { ";
1478     bool first = true;
1479     for (const auto &iter: supported_formats) {
1480       if (!first) {
1481         sink_caps_str += ", ";
1482       }
1483
1484       sink_caps_str += iter;
1485       first = false;
1486     }
1487     sink_caps_str += " }";
1488   } else {
1489     sink_caps_str += ", format=(string) " + supported_formats[0];
1490   }
1491   /* *INDENT-ON* */
1492
1493   GstCaps *sink_caps = gst_caps_from_string (sink_caps_str.c_str ());
1494
1495   /* TODO: Add support for VA */
1496 #ifdef G_OS_WIN32
1497   GstCaps *d3d11_caps = gst_caps_copy (sink_caps);
1498   GstCapsFeatures *caps_features =
1499       gst_caps_features_new (GST_CAPS_FEATURE_MEMORY_D3D11_MEMORY, nullptr);
1500   gst_caps_set_features_simple (d3d11_caps, caps_features);
1501   gst_caps_append (d3d11_caps, sink_caps);
1502   sink_caps = d3d11_caps;
1503 #else
1504   GstCaps *va_caps = gst_caps_copy (sink_caps);
1505   GstCapsFeatures *caps_features =
1506       gst_caps_features_new (GST_CAPS_FEATURE_MEMORY_VA, nullptr);
1507   gst_caps_set_features_simple (va_caps, caps_features);
1508   gst_caps_append (va_caps, sink_caps);
1509   sink_caps = va_caps;
1510 #endif
1511
1512   std::string src_caps_str = "video/x-h265";
1513   src_caps_str += ", width=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1514   src_caps_str += ", height=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1515
1516   src_caps_str += ", stream-format= (string) byte-stream";
1517   src_caps_str += ", alignment=(string) au";
1518   /* *INDENT-OFF* */
1519   if (supported_profiles.size () > 1) {
1520     src_caps_str += ", profile=(string) { ";
1521     bool first = true;
1522     for (const auto &iter: supported_profiles) {
1523       if (!first) {
1524         src_caps_str += ", ";
1525       }
1526
1527       src_caps_str += gst_qsv_h265_profile_to_string (iter);
1528       first = false;
1529     }
1530     src_caps_str += " }";
1531   } else {
1532     src_caps_str += ", profile=(string) ";
1533     src_caps_str += gst_qsv_h265_profile_to_string (supported_profiles[0]);
1534   }
1535   /* *INDENT-ON* */
1536
1537   GstCaps *src_caps = gst_caps_from_string (src_caps_str.c_str ());
1538
1539   GST_MINI_OBJECT_FLAG_SET (sink_caps, GST_MINI_OBJECT_FLAG_MAY_BE_LEAKED);
1540   GST_MINI_OBJECT_FLAG_SET (src_caps, GST_MINI_OBJECT_FLAG_MAY_BE_LEAKED);
1541
1542   GstQsvH265EncClassData *cdata = g_new0 (GstQsvH265EncClassData, 1);
1543   cdata->sink_caps = sink_caps;
1544   cdata->src_caps = src_caps;
1545   cdata->impl_index = impl_index;
1546   cdata->hdr10_aware = hdr10_aware;
1547
1548 #ifdef G_OS_WIN32
1549   gint64 device_luid;
1550   g_object_get (device, "adapter-luid", &device_luid, nullptr);
1551   cdata->adapter_luid = device_luid;
1552 #else
1553   gchar *display_path;
1554   g_object_get (device, "path", &display_path, nullptr);
1555   cdata->display_path = display_path;
1556 #endif
1557
1558   GType type;
1559   gchar *type_name;
1560   gchar *feature_name;
1561   GTypeInfo type_info = {
1562     sizeof (GstQsvH265EncClass),
1563     nullptr,
1564     nullptr,
1565     (GClassInitFunc) gst_qsv_h265_enc_class_init,
1566     nullptr,
1567     cdata,
1568     sizeof (GstQsvH265Enc),
1569     0,
1570     (GInstanceInitFunc) gst_qsv_h265_enc_init,
1571   };
1572
1573   type_name = g_strdup ("GstQsvH265Enc");
1574   feature_name = g_strdup ("qsvh265enc");
1575
1576   gint index = 0;
1577   while (g_type_from_name (type_name)) {
1578     index++;
1579     g_free (type_name);
1580     g_free (feature_name);
1581     type_name = g_strdup_printf ("GstQsvH265Device%dEnc", index);
1582     feature_name = g_strdup_printf ("qsvh265device%denc", index);
1583   }
1584
1585   type = g_type_register_static (GST_TYPE_QSV_ENCODER, type_name, &type_info,
1586       (GTypeFlags) 0);
1587
1588   if (rank > 0 && index != 0)
1589     rank--;
1590
1591   if (!gst_element_register (plugin, feature_name, rank, type))
1592     GST_WARNING ("Failed to register plugin '%s'", type_name);
1593
1594   g_free (type_name);
1595   g_free (feature_name);
1596 }