qsvencoder: Rename property name i-frames to idr-interval
[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_IDR_INTERVAL,
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_IDR_INTERVAL 1
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 idr_interval;
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_IDR_INTERVAL,
307       g_param_spec_uint ("idr-interval", "IDR interval",
308           "IDR-frame interval in terms of I-frames. "
309           "0: only first I-frame is is an IDR frame, "
310           "1: every I-frame is an IDR frame, "
311           "N: \"N - 1\" I-frames are inserted between IDR-frames",
312           0, G_MAXUSHORT, DEFAULT_IDR_INTERVAL, (GParamFlags)
313           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
314   g_object_class_install_property (object_class, PROP_B_FRAMES,
315       g_param_spec_uint ("b-frames", "B Frames",
316           "Number of B frames between I and P frames",
317           0, G_MAXUSHORT, DEFAULT_B_FRAMES, (GParamFlags)
318           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
319   g_object_class_install_property (object_class, PROP_REF_FRAMES,
320       g_param_spec_uint ("ref-frames", "Reference Frames",
321           "Number of reference frames (0: unspecified)",
322           0, 16, DEFAULT_REF_FRAMES, (GParamFlags)
323           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
324   g_object_class_install_property (object_class, PROP_BITRATE,
325       g_param_spec_uint ("bitrate", "Bitrate",
326           "Target bitrate in kbit/sec, Ignored when selected rate-control mode "
327           "is constant QP variants (i.e., \"cqp\" and \"icq\")",
328           0, G_MAXINT, DEFAULT_BITRATE, (GParamFlags)
329           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
330   g_object_class_install_property (object_class, PROP_MAX_BITRATE,
331       g_param_spec_uint ("max-bitrate", "Max Bitrate",
332           "Maximum bitrate in kbit/sec, Ignored when selected rate-control mode "
333           "is constant QP variants (i.e., \"cqp\" and \"icq\")",
334           0, G_MAXINT, DEFAULT_MAX_BITRATE, (GParamFlags)
335           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
336   g_object_class_install_property (object_class, PROP_RATE_CONTROL,
337       g_param_spec_enum ("rate-control", "Rate Control",
338           "Rate Control Method", GST_TYPE_QSV_H265_ENC_RATE_CONTROL,
339           DEFAULT_RATE_CONTROL,
340           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
341   g_object_class_install_property (object_class, PROP_ICQ_QUALITY,
342       g_param_spec_uint ("icq-quality", "ICQ Quality",
343           "Intelligent Constant Quality for \"icq\" rate-control (0: default)",
344           0, 51, DEFAULT_IQC_QUALITY, (GParamFlags)
345           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
346   g_object_class_install_property (object_class, PROP_QVBR_QUALITY,
347       g_param_spec_uint ("qvbr-quality", "QVBR Quality",
348           "Quality level used for \"qvbr\" rate-control mode (0: default)",
349           0, 51, DEFAULT_QVBR_QUALITY, (GParamFlags)
350           (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
351   g_object_class_install_property (object_class, PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE,
352       g_param_spec_boolean ("disable-hrd-conformance",
353           "Disable HRD Conformance", "Allow NAL HRD non-conformant stream",
354           DEFAULT_DISABLE_HRD_CONFORMANCE,
355           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
356   g_object_class_install_property (object_class, PROP_CC_INSERT,
357       g_param_spec_enum ("cc-insert", "Closed Caption Insert",
358           "Closed Caption Insert mode. "
359           "Only CEA-708 RAW format is supported for now",
360           GST_TYPE_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT_MODE, DEFAULT_CC_INSERT,
361           (GParamFlags) (G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS)));
362
363   parent_class = (GstElementClass *) g_type_class_peek_parent (klass);
364   gst_element_class_set_static_metadata (element_class,
365       "Intel Quick Sync Video H.265 Encoder",
366       "Codec/Encoder/Video/Hardware",
367       "Intel Quick Sync Video H.265 Encoder",
368       "Seungha Yang <seungha@centricular.com>");
369
370   gst_element_class_add_pad_template (element_class,
371       gst_pad_template_new ("sink", GST_PAD_SINK, GST_PAD_ALWAYS,
372           cdata->sink_caps));
373   gst_element_class_add_pad_template (element_class,
374       gst_pad_template_new ("src", GST_PAD_SRC, GST_PAD_ALWAYS,
375           cdata->src_caps));
376
377   encoder_class->start = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_start);
378   encoder_class->transform_meta =
379       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_transform_meta);
380   encoder_class->getcaps = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_getcaps);
381
382   qsvenc_class->set_format = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_set_format);
383   qsvenc_class->set_output_state =
384       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_set_output_state);
385   qsvenc_class->attach_payload =
386       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_attach_payload);
387   qsvenc_class->create_output_buffer =
388       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_create_output_buffer);
389   qsvenc_class->check_reconfigure =
390       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_qsv_h265_enc_check_reconfigure);
391
392   klass->hdr10_aware = cdata->hdr10_aware;
393
394   gst_caps_unref (cdata->sink_caps);
395   gst_caps_unref (cdata->src_caps);
396   g_free (cdata);
397 }
398
399 static void
400 gst_qsv_h265_enc_init (GstQsvH265Enc * self)
401 {
402   self->min_qp_i = DEFAULT_QP;
403   self->min_qp_p = DEFAULT_QP;
404   self->min_qp_b = DEFAULT_QP;
405   self->max_qp_i = DEFAULT_QP;
406   self->max_qp_p = DEFAULT_QP;
407   self->max_qp_p = DEFAULT_QP;
408   self->qp_i = DEFAULT_QP;
409   self->qp_p = DEFAULT_QP;
410   self->qp_b = DEFAULT_QP;
411   self->gop_size = DEFAULT_GOP_SIZE;
412   self->idr_interval = DEFAULT_IDR_INTERVAL;
413   self->bframes = DEFAULT_B_FRAMES;
414   self->ref_frames = DEFAULT_REF_FRAMES;
415   self->bitrate = DEFAULT_BITRATE;
416   self->max_bitrate = DEFAULT_MAX_BITRATE;
417   self->rate_control = DEFAULT_RATE_CONTROL;
418   self->icq_quality = DEFAULT_IQC_QUALITY;
419   self->qvbr_quality = DEFAULT_QVBR_QUALITY;
420   self->disable_hrd_conformance = DEFAULT_DISABLE_HRD_CONFORMANCE;
421   self->cc_insert = DEFAULT_CC_INSERT;
422
423   g_mutex_init (&self->prop_lock);
424 }
425
426 static void
427 gst_qsv_h265_enc_finalize (GObject * object)
428 {
429   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (object);
430
431   g_mutex_clear (&self->prop_lock);
432
433   G_OBJECT_CLASS (parent_class)->finalize (object);
434 }
435
436 static void
437 gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (GstQsvH265Enc * self, guint * old_val,
438     guint new_val, gboolean is_bitrate_param)
439 {
440   if (*old_val == new_val)
441     return;
442
443   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
444   *old_val = new_val;
445   if (is_bitrate_param)
446     self->bitrate_updated = TRUE;
447   else
448     self->property_updated = TRUE;
449   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
450 }
451
452 static void
453 gst_qsv_h265_enc_check_update_enum (GstQsvH265Enc * self, mfxU16 * old_val,
454     gint new_val)
455 {
456   if (*old_val == (mfxU16) new_val)
457     return;
458
459   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
460   *old_val = (mfxU16) new_val;
461   self->property_updated = TRUE;
462   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
463 }
464
465 static void
466 gst_qsv_h265_enc_check_update_boolean (GstQsvH265Enc * self, gboolean * old_val,
467     gboolean new_val)
468 {
469   if (*old_val == new_val)
470     return;
471
472   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
473   *old_val = new_val;
474   self->property_updated = TRUE;
475   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
476 }
477
478 static void
479 gst_qsv_h265_enc_set_property (GObject * object, guint prop_id,
480     const GValue * value, GParamSpec * pspec)
481 {
482   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (object);
483
484   switch (prop_id) {
485     case PROP_MIN_QP_I:
486       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->min_qp_i,
487           g_value_get_uint (value), FALSE);
488       break;
489     case PROP_MIN_QP_P:
490       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->min_qp_p,
491           g_value_get_uint (value), FALSE);
492       break;
493     case PROP_MIN_QP_B:
494       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->min_qp_b,
495           g_value_get_uint (value), FALSE);
496       break;
497     case PROP_MAX_QP_I:
498       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->max_qp_i,
499           g_value_get_uint (value), FALSE);
500       break;
501     case PROP_MAX_QP_P:
502       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->max_qp_p,
503           g_value_get_uint (value), FALSE);
504       break;
505     case PROP_MAX_QP_B:
506       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->max_qp_b,
507           g_value_get_uint (value), FALSE);
508       break;
509     case PROP_QP_I:
510       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->qp_i,
511           g_value_get_uint (value), TRUE);
512       break;
513     case PROP_QP_P:
514       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->qp_p,
515           g_value_get_uint (value), TRUE);
516       break;
517     case PROP_QP_B:
518       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->qp_b,
519           g_value_get_uint (value), TRUE);
520       break;
521     case PROP_GOP_SIZE:
522       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->gop_size,
523           g_value_get_uint (value), FALSE);
524       break;
525     case PROP_IDR_INTERVAL:
526       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->idr_interval,
527           g_value_get_uint (value), FALSE);
528       break;
529     case PROP_B_FRAMES:
530       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->bframes,
531           g_value_get_uint (value), FALSE);
532       break;
533     case PROP_REF_FRAMES:
534       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->ref_frames,
535           g_value_get_uint (value), FALSE);
536       break;
537     case PROP_BITRATE:
538       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->bitrate,
539           g_value_get_uint (value), TRUE);
540       break;
541     case PROP_MAX_BITRATE:
542       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->max_bitrate,
543           g_value_get_uint (value), TRUE);
544       break;
545     case PROP_RATE_CONTROL:
546       gst_qsv_h265_enc_check_update_enum (self, &self->rate_control,
547           g_value_get_enum (value));
548       break;
549     case PROP_ICQ_QUALITY:
550       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->icq_quality,
551           g_value_get_uint (value), FALSE);
552       break;
553     case PROP_QVBR_QUALITY:
554       gst_qsv_h265_enc_check_update_uint (self, &self->qvbr_quality,
555           g_value_get_uint (value), FALSE);
556       break;
557     case PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE:
558       gst_qsv_h265_enc_check_update_boolean (self,
559           &self->disable_hrd_conformance, g_value_get_boolean (value));
560       break;
561     case PROP_CC_INSERT:
562       /* This property is unrelated to encoder-reset */
563       self->cc_insert = (GstQsvH265EncSeiInsertMode) g_value_get_enum (value);
564       break;
565     default:
566       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
567       break;
568   }
569 }
570
571 static void
572 gst_qsv_h265_enc_get_property (GObject * object, guint prop_id, GValue * value,
573     GParamSpec * pspec)
574 {
575   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (object);
576   GstQsvEncoderClass *klass = GST_QSV_ENCODER_GET_CLASS (self);
577
578   switch (prop_id) {
579     case PROP_ADAPTER_LUID:
580       g_value_set_int64 (value, klass->adapter_luid);
581       break;
582     case PROP_DEVICE_PATH:
583       g_value_set_string (value, klass->display_path);
584       break;
585     case PROP_MIN_QP_I:
586       g_value_set_uint (value, self->min_qp_i);
587       break;
588     case PROP_MIN_QP_P:
589       g_value_set_uint (value, self->min_qp_p);
590       break;
591     case PROP_MIN_QP_B:
592       g_value_set_uint (value, self->min_qp_b);
593       break;
594     case PROP_MAX_QP_I:
595       g_value_set_uint (value, self->max_qp_i);
596       break;
597     case PROP_MAX_QP_P:
598       g_value_set_uint (value, self->max_qp_p);
599       break;
600     case PROP_MAX_QP_B:
601       g_value_set_uint (value, self->max_qp_b);
602       break;
603     case PROP_QP_I:
604       g_value_set_uint (value, self->qp_i);
605       break;
606     case PROP_QP_P:
607       g_value_set_uint (value, self->qp_p);
608       break;
609     case PROP_QP_B:
610       g_value_set_uint (value, self->qp_b);
611       break;
612     case PROP_GOP_SIZE:
613       g_value_set_uint (value, self->gop_size);
614       break;
615     case PROP_IDR_INTERVAL:
616       g_value_set_uint (value, self->idr_interval);
617       break;
618     case PROP_B_FRAMES:
619       g_value_set_uint (value, self->bframes);
620       break;
621     case PROP_REF_FRAMES:
622       g_value_set_uint (value, self->ref_frames);
623       break;
624     case PROP_BITRATE:
625       g_value_set_uint (value, self->bitrate);
626       break;
627     case PROP_MAX_BITRATE:
628       g_value_set_uint (value, self->max_bitrate);
629       break;
630     case PROP_RATE_CONTROL:
631       g_value_set_enum (value, self->rate_control);
632       break;
633     case PROP_ICQ_QUALITY:
634       g_value_set_uint (value, self->icq_quality);
635       break;
636     case PROP_QVBR_QUALITY:
637       g_value_set_uint (value, self->qvbr_quality);
638       break;
639     case PROP_CC_INSERT:
640       g_value_set_enum (value, self->cc_insert);
641       break;
642     case PROP_DISABLE_HRD_CONFORMANCE:
643       g_value_set_boolean (value, self->disable_hrd_conformance);
644       break;
645     default:
646       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
647       break;
648   }
649 }
650
651 static gboolean
652 gst_qsv_h265_enc_start (GstVideoEncoder * encoder)
653 {
654   /* To avoid negative DTS when B frame is enabled */
655   gst_video_encoder_set_min_pts (encoder, GST_SECOND * 60 * 60 * 1000);
656
657   return TRUE;
658 }
659
660 static gboolean
661 gst_qsv_h265_enc_transform_meta (GstVideoEncoder * encoder,
662     GstVideoCodecFrame * frame, GstMeta * meta)
663 {
664   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
665   GstVideoCaptionMeta *cc_meta;
666
667   /* We need to handle only case CC meta should be dropped */
668   if (self->cc_insert != GST_QSV_H265_ENC_SEI_INSERT_AND_DROP)
669     goto out;
670
671   if (meta->info->api != GST_VIDEO_CAPTION_META_API_TYPE)
672     goto out;
673
674   cc_meta = (GstVideoCaptionMeta *) meta;
675   if (cc_meta->caption_type != GST_VIDEO_CAPTION_TYPE_CEA708_RAW)
676     goto out;
677
678   /* Don't copy this meta into output buffer */
679   return FALSE;
680
681 out:
682   return GST_VIDEO_ENCODER_CLASS (parent_class)->transform_meta (encoder,
683       frame, meta);
684 }
685
686 static GstCaps *
687 gst_qsv_h265_enc_getcaps (GstVideoEncoder * encoder, GstCaps * filter)
688 {
689   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
690   GstCaps *allowed_caps;
691   GstCaps *template_caps;
692   GstCaps *supported_caps;
693   std::set < std::string > downstream_profiles;
694
695   allowed_caps = gst_pad_get_allowed_caps (encoder->srcpad);
696
697   /* Shouldn't be any or empty though, just return template caps in this case */
698   if (!allowed_caps || gst_caps_is_empty (allowed_caps) ||
699       gst_caps_is_any (allowed_caps)) {
700     gst_clear_caps (&allowed_caps);
701
702     return gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder, nullptr, filter);
703   }
704
705   /* Check if downstream specified profile explicitly, then filter out
706    * incompatible raw video format */
707   for (guint i = 0; i < gst_caps_get_size (allowed_caps); i++) {
708     const GValue *profile_value;
709     const gchar *profile;
710     GstStructure *s;
711
712     s = gst_caps_get_structure (allowed_caps, i);
713     profile_value = gst_structure_get_value (s, "profile");
714     if (!profile_value)
715       continue;
716
717     if (GST_VALUE_HOLDS_LIST (profile_value)) {
718       for (guint j = 0; j < gst_value_list_get_size (profile_value); j++) {
719         const GValue *p = gst_value_list_get_value (profile_value, j);
720
721         if (!G_VALUE_HOLDS_STRING (p))
722           continue;
723
724         profile = g_value_get_string (p);
725         if (profile)
726           downstream_profiles.insert (profile);
727       }
728
729     } else if (G_VALUE_HOLDS_STRING (profile_value)) {
730       profile = g_value_get_string (profile_value);
731       if (g_strcmp0 (profile, "main") == 0 ||
732           g_strcmp0 (profile, "main-10") == 0) {
733         downstream_profiles.insert (profile);
734       }
735     }
736   }
737
738   GST_DEBUG_OBJECT (self, "Downstream specified %" G_GSIZE_FORMAT " profiles",
739       downstream_profiles.size ());
740
741   /* Caps returned by gst_pad_get_allowed_caps() should hold profile field
742    * already */
743   if (downstream_profiles.size () == 0) {
744     GST_WARNING_OBJECT (self,
745         "Allowed caps holds no profile field %" GST_PTR_FORMAT, allowed_caps);
746
747     gst_clear_caps (&allowed_caps);
748
749     return gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder, nullptr, filter);
750   }
751
752   gst_clear_caps (&allowed_caps);
753
754   template_caps = gst_pad_get_pad_template_caps (encoder->sinkpad);
755   template_caps = gst_caps_make_writable (template_caps);
756
757   if (downstream_profiles.size () == 1) {
758     std::string format;
759     const std::string & profile = *downstream_profiles.begin ();
760
761     if (profile == "main") {
762       format = "NV12";
763     } else if (profile == "main-10") {
764       format = "P010_10LE";
765     } else {
766       gst_clear_caps (&template_caps);
767       g_assert_not_reached ();
768       return nullptr;
769     }
770
771     gst_caps_set_simple (template_caps, "format", G_TYPE_STRING,
772         format.c_str (), nullptr);
773   } else {
774     GValue formats = G_VALUE_INIT;
775
776     g_value_init (&formats, GST_TYPE_LIST);
777
778     /* *INDENT-OFF* */
779     for (const auto & iter : downstream_profiles) {
780       GValue val = G_VALUE_INIT;
781       g_value_init (&val, G_TYPE_STRING);
782       if (iter == "main") {
783         g_value_set_static_string (&val, "NV12");
784       } else if (iter == "main-10") {
785         g_value_set_static_string (&val, "P010_10LE");
786       } else {
787         g_value_unset (&val);
788         gst_clear_caps (&template_caps);
789         g_assert_not_reached ();
790         return nullptr;
791       }
792
793       gst_value_list_append_and_take_value (&formats, &val);
794     }
795     /* *INDENT-ON* */
796
797     gst_caps_set_value (template_caps, "format", &formats);
798     g_value_unset (&formats);
799   }
800
801   supported_caps = gst_video_encoder_proxy_getcaps (encoder,
802       template_caps, filter);
803   gst_caps_unref (template_caps);
804
805   GST_DEBUG_OBJECT (self, "Returning %" GST_PTR_FORMAT, supported_caps);
806
807   return supported_caps;
808 }
809
810 typedef struct
811 {
812   mfxU16 profile;
813   const gchar *profile_str;
814   const gchar *raw_format;
815 } H265Profile;
816
817 static const H265Profile profile_map[] = {
818   {MFX_PROFILE_HEVC_MAIN, "main", "NV12"},
819   {MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10, "main-10", "P010_10LE"},
820 };
821
822 static const gchar *
823 gst_qsv_h265_profile_to_string (mfxU16 profile)
824 {
825   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (profile_map); i++) {
826     if (profile_map[i].profile == profile)
827       return profile_map[i].profile_str;
828   }
829
830   return nullptr;
831 }
832
833 static void
834 gst_qsv_h265_enc_init_extra_params (GstQsvH265Enc * self)
835 {
836   memset (&self->signal_info, 0, sizeof (mfxExtVideoSignalInfo));
837   memset (&self->option, 0, sizeof (mfxExtCodingOption));
838   memset (&self->option2, 0, sizeof (mfxExtCodingOption2));
839   memset (&self->option3, 0, sizeof (mfxExtCodingOption3));
840   memset (&self->cll, 0, sizeof (mfxExtContentLightLevelInfo));
841   memset (&self->mdcv, 0, sizeof (mfxExtMasteringDisplayColourVolume));
842
843   self->signal_info.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_VIDEO_SIGNAL_INFO;
844   self->signal_info.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtVideoSignalInfo);
845
846   self->option.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION;
847   self->option.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOption);
848
849   self->option2.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2;
850   self->option2.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOption2);
851
852   self->option3.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION3;
853   self->option3.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtCodingOption3);
854
855   self->cll.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CONTENT_LIGHT_LEVEL_INFO;
856   self->cll.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtContentLightLevelInfo);
857   self->cll.InsertPayloadToggle = MFX_PAYLOAD_IDR;
858
859   self->mdcv.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_MASTERING_DISPLAY_COLOUR_VOLUME;
860   self->mdcv.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtMasteringDisplayColourVolume);
861   self->mdcv.InsertPayloadToggle = MFX_PAYLOAD_IDR;
862 }
863
864 static void
865 gst_qsv_h265_enc_set_bitrate (GstQsvH265Enc * self, mfxVideoParam * param)
866 {
867   guint max_val;
868   guint multiplier;
869
870   switch (param->mfx.RateControlMethod) {
871     case MFX_RATECONTROL_CBR:
872       multiplier = (self->bitrate + 0x10000) / 0x10000;
873       param->mfx.TargetKbps = param->mfx.MaxKbps = self->bitrate / multiplier;
874       param->mfx.BRCParamMultiplier = (mfxU16) multiplier;
875       break;
876     case MFX_RATECONTROL_VBR:
877     case MFX_RATECONTROL_VCM:
878     case MFX_RATECONTROL_QVBR:
879       max_val = MAX (self->bitrate, self->max_bitrate);
880       multiplier = (max_val + 0x10000) / 0x10000;
881       param->mfx.TargetKbps = self->bitrate / multiplier;
882       param->mfx.MaxKbps = self->max_bitrate / multiplier;
883       param->mfx.BRCParamMultiplier = (mfxU16) multiplier;
884       break;
885     case MFX_RATECONTROL_CQP:
886       param->mfx.QPI = self->qp_i;
887       param->mfx.QPP = self->qp_p;
888       param->mfx.QPB = self->qp_b;
889       break;
890     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
891       param->mfx.ICQQuality = self->icq_quality;
892       break;
893     default:
894       GST_WARNING_OBJECT (self,
895           "Unhandled rate-control method %d", self->rate_control);
896       break;
897   }
898 }
899
900 static gboolean
901 gst_qsv_h265_enc_set_format (GstQsvEncoder * encoder,
902     GstVideoCodecState * state, mfxVideoParam * param, GPtrArray * extra_params)
903 {
904   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
905   GstQsvH265EncClass *klass = GST_QSV_H265_ENC_GET_CLASS (self);
906   mfxU16 mfx_profile = MFX_PROFILE_UNKNOWN;
907   GstVideoInfo *info = &state->info;
908   mfxExtVideoSignalInfo *signal_info = nullptr;
909   mfxExtCodingOption *option;
910   mfxExtCodingOption2 *option2;
911   mfxExtCodingOption3 *option3;
912   mfxExtContentLightLevelInfo *cll;
913   mfxExtMasteringDisplayColourVolume *mdcv;
914   gboolean have_cll = FALSE;
915   gboolean have_mdcv = FALSE;
916
917   mfxFrameInfo *frame_info;
918
919   frame_info = &param->mfx.FrameInfo;
920
921   frame_info->Width = GST_ROUND_UP_16 (info->width);
922   frame_info->Height = GST_ROUND_UP_16 (info->height);
923   frame_info->PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
924
925   /* QSV wouldn't be happy with this size, increase */
926   if (frame_info->Width == 16)
927     frame_info->Width = 32;
928
929   if (frame_info->Height == 16)
930     frame_info->Height = 32;
931
932   frame_info->CropW = info->width;
933   frame_info->CropH = info->height;
934   if (GST_VIDEO_INFO_FPS_N (info) > 0 && GST_VIDEO_INFO_FPS_D (info) > 0) {
935     frame_info->FrameRateExtN = GST_VIDEO_INFO_FPS_N (info);
936     frame_info->FrameRateExtD = GST_VIDEO_INFO_FPS_D (info);
937   } else {
938     /* HACK: Same as x265enc */
939     frame_info->FrameRateExtN = 25;
940     frame_info->FrameRateExtD = 1;
941   }
942
943   frame_info->AspectRatioW = GST_VIDEO_INFO_PAR_N (info);
944   frame_info->AspectRatioH = GST_VIDEO_INFO_PAR_D (info);
945
946   switch (GST_VIDEO_INFO_FORMAT (info)) {
947     case GST_VIDEO_FORMAT_NV12:
948       mfx_profile = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN;
949       frame_info->ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
950       frame_info->FourCC = MFX_FOURCC_NV12;
951       frame_info->BitDepthLuma = 8;
952       frame_info->BitDepthChroma = 8;
953       frame_info->Shift = 0;
954       break;
955     case GST_VIDEO_FORMAT_P010_10LE:
956       mfx_profile = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10;
957       frame_info->ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
958       frame_info->FourCC = MFX_FOURCC_P010;
959       frame_info->BitDepthLuma = 10;
960       frame_info->BitDepthChroma = 10;
961       frame_info->Shift = 1;
962       break;
963     default:
964       GST_ERROR_OBJECT (self, "Unexpected format %s",
965           gst_video_format_to_string (GST_VIDEO_INFO_FORMAT (info)));
966       return FALSE;
967   }
968
969   gst_qsv_h265_enc_init_extra_params (self);
970   option = &self->option;
971   option2 = &self->option2;
972   option3 = &self->option3;
973   cll = &self->cll;
974   mdcv = &self->mdcv;
975
976   if (klass->hdr10_aware) {
977     GstVideoMasteringDisplayInfo mdcv_info;
978     GstVideoContentLightLevel cll_info;
979
980     if (gst_video_content_light_level_from_caps (&cll_info, state->caps)) {
981       cll->MaxContentLightLevel = cll_info.max_content_light_level;
982       cll->MaxPicAverageLightLevel = cll_info.max_frame_average_light_level;
983       have_cll = TRUE;
984     }
985
986     if (gst_video_mastering_display_info_from_caps (&mdcv_info, state->caps)) {
987       /* GBR order is used in HEVC */
988       mdcv->DisplayPrimariesX[0] = mdcv_info.display_primaries[1].x;
989       mdcv->DisplayPrimariesY[0] = mdcv_info.display_primaries[1].y;
990       mdcv->DisplayPrimariesX[1] = mdcv_info.display_primaries[2].x;
991       mdcv->DisplayPrimariesY[1] = mdcv_info.display_primaries[2].y;
992       mdcv->DisplayPrimariesX[2] = mdcv_info.display_primaries[0].x;
993       mdcv->DisplayPrimariesY[2] = mdcv_info.display_primaries[0].y;
994
995       mdcv->WhitePointX = mdcv_info.white_point.x;
996       mdcv->WhitePointY = mdcv_info.white_point.y;
997       mdcv->MaxDisplayMasteringLuminance =
998           mdcv_info.max_display_mastering_luminance;
999       mdcv->MinDisplayMasteringLuminance =
1000           mdcv_info.min_display_mastering_luminance;
1001       have_mdcv = TRUE;
1002     }
1003   }
1004
1005   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
1006   param->mfx.CodecId = MFX_CODEC_HEVC;
1007   param->mfx.CodecProfile = mfx_profile;
1008   param->mfx.GopRefDist = self->bframes + 1;
1009   param->mfx.GopPicSize = self->gop_size;
1010   param->mfx.IdrInterval = self->idr_interval;
1011   param->mfx.RateControlMethod = self->rate_control;
1012   param->mfx.NumRefFrame = self->ref_frames;
1013
1014   gst_qsv_h265_enc_set_bitrate (self, param);
1015
1016   /* Write signal info only when upstream caps contains valid colorimetry,
1017    * because derived default colorimetry in gst_video_info_from_caps() tends to
1018    * very wrong in various cases, and it's even worse than "unknown" */
1019   if (state->caps) {
1020     GstStructure *s = gst_caps_get_structure (state->caps, 0);
1021     GstVideoColorimetry cinfo;
1022     const gchar *str;
1023
1024     str = gst_structure_get_string (s, "colorimetry");
1025     if (str && gst_video_colorimetry_from_string (&cinfo, str)) {
1026       signal_info = &self->signal_info;
1027
1028       /* 0: Component, 1: PAL, 2: NTSC, 3: SECAM, 4: MAC, 5: Unspecified */
1029       signal_info->VideoFormat = 5;
1030       if (cinfo.range == GST_VIDEO_COLOR_RANGE_0_255)
1031         signal_info->VideoFullRange = 1;
1032       else
1033         signal_info->VideoFullRange = 0;
1034       signal_info->ColourDescriptionPresent = 1;
1035       signal_info->ColourPrimaries =
1036           gst_video_color_primaries_to_iso (cinfo.primaries);
1037       signal_info->TransferCharacteristics =
1038           gst_video_transfer_function_to_iso (cinfo.transfer);
1039       signal_info->MatrixCoefficients =
1040           gst_video_color_matrix_to_iso (cinfo.matrix);
1041     }
1042   }
1043
1044   /* TODO: property ? */
1045   option->AUDelimiter = MFX_CODINGOPTION_ON;
1046
1047   if (self->disable_hrd_conformance) {
1048     option->NalHrdConformance = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1049     option->VuiVclHrdParameters = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1050   }
1051
1052   /* Enables PicTiming SEI by default */
1053   option->PicTimingSEI = MFX_CODINGOPTION_ON;
1054
1055   /* VUI is useful in various cases, so we don't want to disable it */
1056   option2->DisableVUI = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1057
1058   /* Do not repeat PPS */
1059   option2->RepeatPPS = MFX_CODINGOPTION_OFF;
1060
1061   option2->MinQPI = self->min_qp_i;
1062   option2->MinQPP = self->min_qp_p;
1063   option2->MinQPB = self->min_qp_b;
1064   option2->MaxQPI = self->max_qp_i;
1065   option2->MaxQPP = self->max_qp_p;
1066   option2->MaxQPB = self->max_qp_b;
1067
1068   /* QSV wants MFX_B_REF_PYRAMID when more than 1 b-frame is enabled */
1069   if (param->mfx.GopRefDist > 2)
1070     option2->BRefType = MFX_B_REF_PYRAMID;
1071
1072   /* Upstream specified framerate, we will believe it's fixed framerate */
1073   if (GST_VIDEO_INFO_FPS_N (info) > 0 && GST_VIDEO_INFO_FPS_D (info) > 0) {
1074     option2->FixedFrameRate = MFX_CODINGOPTION_ON;
1075     option3->TimingInfoPresent = MFX_CODINGOPTION_ON;
1076   }
1077
1078   if (param->mfx.RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_QVBR)
1079     option3->QVBRQuality = self->qvbr_quality;
1080
1081   if (signal_info)
1082     g_ptr_array_add (extra_params, signal_info);
1083   g_ptr_array_add (extra_params, option);
1084   g_ptr_array_add (extra_params, option2);
1085   g_ptr_array_add (extra_params, option3);
1086   if (have_cll)
1087     g_ptr_array_add (extra_params, cll);
1088   if (have_mdcv)
1089     g_ptr_array_add (extra_params, mdcv);
1090
1091   param->ExtParam = (mfxExtBuffer **) extra_params->pdata;
1092   param->NumExtParam = extra_params->len;
1093
1094   self->bitrate_updated = FALSE;
1095   self->property_updated = FALSE;
1096
1097   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
1098
1099   return TRUE;
1100 }
1101
1102 static gboolean
1103 gst_qsv_h265_enc_set_output_state (GstQsvEncoder * encoder,
1104     GstVideoCodecState * state, mfxSession session)
1105 {
1106   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
1107   GstCaps *caps;
1108   GstTagList *tags;
1109   GstVideoCodecState *out_state;
1110   guint bitrate, max_bitrate;
1111   guint multiplier = 1;
1112   mfxVideoParam param;
1113   const gchar *profile_str;
1114   mfxStatus status;
1115
1116   memset (&param, 0, sizeof (mfxVideoParam));
1117   status = MFXVideoENCODE_GetVideoParam (session, &param);
1118   if (status < MFX_ERR_NONE) {
1119     GST_ERROR_OBJECT (self, "Failed to get video param %d (%s)",
1120         QSV_STATUS_ARGS (status));
1121     return FALSE;
1122   } else if (status != MFX_ERR_NONE) {
1123     GST_WARNING_OBJECT (self, "GetVideoParam returned warning %d (%s)",
1124         QSV_STATUS_ARGS (status));
1125   }
1126
1127   caps = gst_caps_from_string ("video/x-h265, alignment = (string) au, "
1128       "stream-format = (string) byte-stream");
1129   profile_str = gst_qsv_h265_profile_to_string (param.mfx.CodecProfile);
1130   if (profile_str)
1131     gst_caps_set_simple (caps, "profile", G_TYPE_STRING, profile_str, nullptr);
1132
1133   out_state = gst_video_encoder_set_output_state (GST_VIDEO_ENCODER (encoder),
1134       caps, state);
1135   gst_video_codec_state_unref (out_state);
1136
1137   tags = gst_tag_list_new_empty ();
1138   gst_tag_list_add (tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE, GST_TAG_ENCODER, "qsvh265enc",
1139       nullptr);
1140
1141   if (param.mfx.BRCParamMultiplier > 0)
1142     multiplier = param.mfx.BRCParamMultiplier;
1143
1144   switch (param.mfx.RateControlMethod) {
1145     case MFX_RATECONTROL_CQP:
1146     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
1147       /* We don't know target/max bitrate in this case */
1148       break;
1149     default:
1150       max_bitrate = (guint) param.mfx.MaxKbps * multiplier;
1151       bitrate = (guint) param.mfx.TargetKbps * multiplier;
1152       if (bitrate > 0) {
1153         gst_tag_list_add (tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE,
1154             GST_TAG_NOMINAL_BITRATE, bitrate * 1000, nullptr);
1155       }
1156
1157       if (max_bitrate > 0) {
1158         gst_tag_list_add (tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE,
1159             GST_TAG_MAXIMUM_BITRATE, max_bitrate * 1000, nullptr);
1160       }
1161       break;
1162   }
1163
1164   gst_video_encoder_merge_tags (GST_VIDEO_ENCODER (encoder),
1165       tags, GST_TAG_MERGE_REPLACE);
1166   gst_tag_list_unref (tags);
1167
1168   return TRUE;
1169 }
1170
1171 static gboolean
1172 gst_qsv_h265_enc_foreach_caption_meta (GstBuffer * buffer, GstMeta ** meta,
1173     GPtrArray * payload)
1174 {
1175   GstVideoCaptionMeta *cc_meta;
1176   GstByteWriter br;
1177   guint payload_size;
1178   guint extra_size;
1179   mfxPayload *p;
1180
1181   if ((*meta)->info->api != GST_VIDEO_CAPTION_META_API_TYPE)
1182     return TRUE;
1183
1184   cc_meta = (GstVideoCaptionMeta *) (*meta);
1185
1186   if (cc_meta->caption_type != GST_VIDEO_CAPTION_TYPE_CEA708_RAW)
1187     return TRUE;
1188
1189   /* QSV requires full sei_message() structure */
1190   /* 1 byte contry_code + 10 bytes CEA-708 specific data + caption data */
1191   payload_size = 11 + cc_meta->size;
1192   extra_size = payload_size / 255;
1193
1194   /* 1 byte SEI type + 1 byte SEI payload size (+ extra) + payload data */
1195   gst_byte_writer_init_with_size (&br, 2 + extra_size + payload_size, FALSE);
1196
1197   /* SEI type */
1198   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 4);
1199
1200   /* SEI payload size */
1201   while (payload_size >= 0xff) {
1202     gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 0xff);
1203     payload_size -= 0xff;
1204   }
1205   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, payload_size);
1206
1207   /* 8-bits itu_t_t35_country_code */
1208   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 181);
1209
1210   /* 16-bits itu_t_t35_provider_code */
1211   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 0);
1212   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 49);
1213
1214   /* 32-bits ATSC_user_identifier */
1215   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 'G');
1216   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 'A');
1217   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, '9');
1218   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, '4');
1219
1220   /* 8-bits ATSC1_data_user_data_type_code */
1221   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 3);
1222
1223   /* 8-bits:
1224    * 1 bit process_em_data_flag (0)
1225    * 1 bit process_cc_data_flag (1)
1226    * 1 bit additional_data_flag (0)
1227    * 5-bits cc_count
1228    */
1229   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, ((cc_meta->size / 3) & 0x1f) | 0x40);
1230
1231   /* 8 bits em_data, unused */
1232   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 255);
1233
1234   gst_byte_writer_put_data (&br, cc_meta->data, cc_meta->size);
1235
1236   /* 8 marker bits */
1237   gst_byte_writer_put_uint8 (&br, 255);
1238
1239   p = g_new0 (mfxPayload, 1);
1240   p->BufSize = gst_byte_writer_get_pos (&br);
1241   p->NumBit = p->BufSize * 8;
1242   p->Type = 4;
1243   p->Data = gst_byte_writer_reset_and_get_data (&br);
1244
1245   g_ptr_array_add (payload, p);
1246
1247   return TRUE;
1248 }
1249
1250 static gboolean
1251 gst_qsv_h265_enc_attach_payload (GstQsvEncoder * encoder,
1252     GstVideoCodecFrame * frame, GPtrArray * payload)
1253 {
1254   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
1255
1256   if (self->cc_insert == GST_QSV_H265_ENC_SEI_DISABLED)
1257     return TRUE;
1258
1259   gst_buffer_foreach_meta (frame->input_buffer,
1260       (GstBufferForeachMetaFunc) gst_qsv_h265_enc_foreach_caption_meta,
1261       payload);
1262
1263   return TRUE;
1264 }
1265
1266 static GstBuffer *
1267 gst_qsv_h265_enc_create_output_buffer (GstQsvEncoder * encoder,
1268     mfxBitstream * bitstream)
1269 {
1270   GstBuffer *buf;
1271
1272   buf = gst_buffer_new_memdup (bitstream->Data + bitstream->DataOffset,
1273       bitstream->DataLength);
1274
1275   /* This buffer must be the end of a frame boundary */
1276   GST_BUFFER_FLAG_SET (buf, GST_BUFFER_FLAG_MARKER);
1277
1278   return buf;
1279 }
1280
1281 static GstQsvEncoderReconfigure
1282 gst_qsv_h265_enc_check_reconfigure (GstQsvEncoder * encoder, mfxSession session,
1283     mfxVideoParam * param, GPtrArray * extra_params)
1284 {
1285   GstQsvH265Enc *self = GST_QSV_H265_ENC (encoder);
1286   GstQsvEncoderReconfigure ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_NONE;
1287
1288   g_mutex_lock (&self->prop_lock);
1289   if (self->property_updated) {
1290     ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_FULL;
1291     goto done;
1292   }
1293
1294   if (self->bitrate_updated) {
1295     mfxStatus status;
1296     mfxExtEncoderResetOption reset_opt;
1297     reset_opt.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_ENCODER_RESET_OPTION;
1298     reset_opt.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtEncoderResetOption);
1299     reset_opt.StartNewSequence = MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
1300
1301     gst_qsv_h265_enc_set_bitrate (self, param);
1302
1303     g_ptr_array_add (extra_params, &reset_opt);
1304     param->ExtParam = (mfxExtBuffer **) extra_params->pdata;
1305     param->NumExtParam = extra_params->len;
1306
1307     status = MFXVideoENCODE_Query (session, param, param);
1308     g_ptr_array_remove_index (extra_params, extra_params->len - 1);
1309     param->NumExtParam = extra_params->len;
1310
1311     if (status != MFX_ERR_NONE) {
1312       GST_WARNING_OBJECT (self, "MFXVideoENCODE_Query returned %d (%s)",
1313           QSV_STATUS_ARGS (status));
1314       ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_FULL;
1315     } else {
1316       if (reset_opt.StartNewSequence == MFX_CODINGOPTION_OFF) {
1317         GST_DEBUG_OBJECT (self, "Can update without new sequence");
1318         ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_BITRATE;
1319       } else {
1320         GST_DEBUG_OBJECT (self, "Need new sequence");
1321         ret = GST_QSV_ENCODER_RECONFIGURE_FULL;
1322       }
1323     }
1324   }
1325
1326 done:
1327   self->property_updated = FALSE;
1328   self->bitrate_updated = FALSE;
1329   g_mutex_unlock (&self->prop_lock);
1330
1331   return ret;
1332 }
1333
1334 typedef struct
1335 {
1336   guint width;
1337   guint height;
1338 } Resolution;
1339
1340 void
1341 gst_qsv_h265_enc_register (GstPlugin * plugin, guint rank, guint impl_index,
1342     GstObject * device, mfxSession session)
1343 {
1344   mfxVideoParam param;
1345   mfxInfoMFX *mfx;
1346   static const Resolution resolutions_to_check[] = {
1347     {1280, 720}, {1920, 1088}, {2560, 1440}, {3840, 2160}, {4096, 2160},
1348     {7680, 4320}, {8192, 4320}
1349   };
1350   std::vector < mfxU16 > supported_profiles;
1351   std::vector < std::string > supported_formats;
1352   Resolution max_resolution;
1353   mfxExtContentLightLevelInfo cll;
1354   mfxExtMasteringDisplayColourVolume mdcv;
1355   mfxExtBuffer *ext_buffers[2];
1356   gboolean hdr10_aware = FALSE;
1357
1358   memset (&param, 0, sizeof (mfxVideoParam));
1359   memset (&max_resolution, 0, sizeof (Resolution));
1360   memset (&cll, 0, sizeof (mfxExtContentLightLevelInfo));
1361   memset (&mdcv, 0, sizeof (mfxExtMasteringDisplayColourVolume));
1362
1363   param.AsyncDepth = 4;
1364   param.IOPattern = MFX_IOPATTERN_IN_VIDEO_MEMORY;
1365
1366   mfx = &param.mfx;
1367   mfx->CodecId = MFX_CODEC_HEVC;
1368
1369   mfx->FrameInfo.Width = GST_ROUND_UP_16 (320);
1370   mfx->FrameInfo.Height = GST_ROUND_UP_16 (240);
1371   mfx->FrameInfo.CropW = 320;
1372   mfx->FrameInfo.CropH = 240;
1373   mfx->FrameInfo.FrameRateExtN = 30;
1374   mfx->FrameInfo.FrameRateExtD = 1;
1375   mfx->FrameInfo.AspectRatioW = 1;
1376   mfx->FrameInfo.AspectRatioH = 1;
1377   mfx->FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
1378
1379   /* Check supported profiles */
1380   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (profile_map); i++) {
1381     mfx->CodecProfile = profile_map[i].profile;
1382     mfx->CodecLevel = MFX_LEVEL_UNKNOWN;
1383
1384     switch (mfx->CodecProfile) {
1385       case MFX_PROFILE_HEVC_MAIN:
1386         mfx->FrameInfo.ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
1387         mfx->FrameInfo.FourCC = MFX_FOURCC_NV12;
1388         mfx->FrameInfo.BitDepthLuma = 8;
1389         mfx->FrameInfo.BitDepthChroma = 8;
1390         mfx->FrameInfo.Shift = 0;
1391         break;
1392       case MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10:
1393         mfx->FrameInfo.ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
1394         mfx->FrameInfo.FourCC = MFX_FOURCC_P010;
1395         mfx->FrameInfo.BitDepthLuma = 10;
1396         mfx->FrameInfo.BitDepthChroma = 10;
1397         mfx->FrameInfo.Shift = 1;
1398         break;
1399       default:
1400         g_assert_not_reached ();
1401         return;
1402     }
1403
1404     if (MFXVideoENCODE_Query (session, &param, &param) != MFX_ERR_NONE)
1405       continue;
1406
1407     supported_profiles.push_back (profile_map[i].profile);
1408     supported_formats.push_back (profile_map[i].raw_format);
1409   }
1410
1411   if (supported_profiles.empty ()) {
1412     GST_INFO ("Device doesn't support H.265 encoding");
1413     return;
1414   }
1415
1416   mfx->FrameInfo.ChromaFormat = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
1417   mfx->FrameInfo.FourCC = MFX_FOURCC_NV12;
1418   mfx->FrameInfo.BitDepthLuma = 8;
1419   mfx->FrameInfo.BitDepthChroma = 8;
1420   mfx->FrameInfo.Shift = 0;
1421   mfx->CodecProfile = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN;
1422
1423   /* check hdr10 metadata SEI support */
1424   cll.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CONTENT_LIGHT_LEVEL_INFO;
1425   cll.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtContentLightLevelInfo);
1426   cll.InsertPayloadToggle = MFX_PAYLOAD_IDR;
1427   cll.MaxContentLightLevel = 1;
1428   cll.MaxPicAverageLightLevel = 1;
1429
1430   mdcv.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_MASTERING_DISPLAY_COLOUR_VOLUME;
1431   mdcv.Header.BufferSz = sizeof (mfxExtMasteringDisplayColourVolume);
1432   mdcv.InsertPayloadToggle = MFX_PAYLOAD_IDR;
1433   mdcv.MaxDisplayMasteringLuminance = 1;
1434   mdcv.MinDisplayMasteringLuminance = 1;
1435
1436   ext_buffers[0] = (mfxExtBuffer *) & cll;
1437   ext_buffers[1] = (mfxExtBuffer *) & mdcv;
1438
1439   param.NumExtParam = 2;
1440   param.ExtParam = ext_buffers;
1441   if (MFXVideoENCODE_Query (session, &param, &param) == MFX_ERR_NONE) {
1442     GST_INFO ("HDR10 metadata SEI is supported");
1443     hdr10_aware = TRUE;
1444   }
1445
1446   param.NumExtParam = 0;
1447   param.ExtParam = nullptr;
1448
1449   /* Check max-resolution */
1450   for (guint i = 0; i < G_N_ELEMENTS (resolutions_to_check); i++) {
1451     mfx->FrameInfo.Width = GST_ROUND_UP_16 (resolutions_to_check[i].width);
1452     mfx->FrameInfo.Height = GST_ROUND_UP_16 (resolutions_to_check[i].height);
1453     mfx->FrameInfo.CropW = resolutions_to_check[i].width;
1454     mfx->FrameInfo.CropH = resolutions_to_check[i].height;
1455
1456     if (MFXVideoENCODE_Query (session, &param, &param) != MFX_ERR_NONE)
1457       break;
1458
1459     max_resolution.width = resolutions_to_check[i].width;
1460     max_resolution.height = resolutions_to_check[i].height;
1461   }
1462
1463   GST_INFO ("Maximum supported resolution: %dx%d",
1464       max_resolution.width, max_resolution.height);
1465
1466   /* TODO: check supported rate-control methods and expose only supported
1467    * methods, since the device might not be able to support some of them */
1468
1469   /* To cover both landscape and portrait,
1470    * select max value (width in this case) */
1471   guint resolution = MAX (max_resolution.width, max_resolution.height);
1472   std::string sink_caps_str = "video/x-raw";
1473
1474   sink_caps_str += ", width=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1475   sink_caps_str += ", height=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1476
1477   /* *INDENT-OFF* */
1478   if (supported_formats.size () > 1) {
1479     sink_caps_str += ", format=(string) { ";
1480     bool first = true;
1481     for (const auto &iter: supported_formats) {
1482       if (!first) {
1483         sink_caps_str += ", ";
1484       }
1485
1486       sink_caps_str += iter;
1487       first = false;
1488     }
1489     sink_caps_str += " }";
1490   } else {
1491     sink_caps_str += ", format=(string) " + supported_formats[0];
1492   }
1493   /* *INDENT-ON* */
1494
1495   GstCaps *sink_caps = gst_caps_from_string (sink_caps_str.c_str ());
1496
1497   /* TODO: Add support for VA */
1498 #ifdef G_OS_WIN32
1499   GstCaps *d3d11_caps = gst_caps_copy (sink_caps);
1500   GstCapsFeatures *caps_features =
1501       gst_caps_features_new (GST_CAPS_FEATURE_MEMORY_D3D11_MEMORY, nullptr);
1502   gst_caps_set_features_simple (d3d11_caps, caps_features);
1503   gst_caps_append (d3d11_caps, sink_caps);
1504   sink_caps = d3d11_caps;
1505 #else
1506   GstCaps *va_caps = gst_caps_copy (sink_caps);
1507   GstCapsFeatures *caps_features =
1508       gst_caps_features_new (GST_CAPS_FEATURE_MEMORY_VA, nullptr);
1509   gst_caps_set_features_simple (va_caps, caps_features);
1510   gst_caps_append (va_caps, sink_caps);
1511   sink_caps = va_caps;
1512 #endif
1513
1514   std::string src_caps_str = "video/x-h265";
1515   src_caps_str += ", width=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1516   src_caps_str += ", height=(int) [ 16, " + std::to_string (resolution) + " ]";
1517
1518   src_caps_str += ", stream-format= (string) byte-stream";
1519   src_caps_str += ", alignment=(string) au";
1520   /* *INDENT-OFF* */
1521   if (supported_profiles.size () > 1) {
1522     src_caps_str += ", profile=(string) { ";
1523     bool first = true;
1524     for (const auto &iter: supported_profiles) {
1525       if (!first) {
1526         src_caps_str += ", ";
1527       }
1528
1529       src_caps_str += gst_qsv_h265_profile_to_string (iter);
1530       first = false;
1531     }
1532     src_caps_str += " }";
1533   } else {
1534     src_caps_str += ", profile=(string) ";
1535     src_caps_str += gst_qsv_h265_profile_to_string (supported_profiles[0]);
1536   }
1537   /* *INDENT-ON* */
1538
1539   GstCaps *src_caps = gst_caps_from_string (src_caps_str.c_str ());
1540
1541   GST_MINI_OBJECT_FLAG_SET (sink_caps, GST_MINI_OBJECT_FLAG_MAY_BE_LEAKED);
1542   GST_MINI_OBJECT_FLAG_SET (src_caps, GST_MINI_OBJECT_FLAG_MAY_BE_LEAKED);
1543
1544   GstQsvH265EncClassData *cdata = g_new0 (GstQsvH265EncClassData, 1);
1545   cdata->sink_caps = sink_caps;
1546   cdata->src_caps = src_caps;
1547   cdata->impl_index = impl_index;
1548   cdata->hdr10_aware = hdr10_aware;
1549
1550 #ifdef G_OS_WIN32
1551   gint64 device_luid;
1552   g_object_get (device, "adapter-luid", &device_luid, nullptr);
1553   cdata->adapter_luid = device_luid;
1554 #else
1555   gchar *display_path;
1556   g_object_get (device, "path", &display_path, nullptr);
1557   cdata->display_path = display_path;
1558 #endif
1559
1560   GType type;
1561   gchar *type_name;
1562   gchar *feature_name;
1563   GTypeInfo type_info = {
1564     sizeof (GstQsvH265EncClass),
1565     nullptr,
1566     nullptr,
1567     (GClassInitFunc) gst_qsv_h265_enc_class_init,
1568     nullptr,
1569     cdata,
1570     sizeof (GstQsvH265Enc),
1571     0,
1572     (GInstanceInitFunc) gst_qsv_h265_enc_init,
1573   };
1574
1575   type_name = g_strdup ("GstQsvH265Enc");
1576   feature_name = g_strdup ("qsvh265enc");
1577
1578   gint index = 0;
1579   while (g_type_from_name (type_name)) {
1580     index++;
1581     g_free (type_name);
1582     g_free (feature_name);
1583     type_name = g_strdup_printf ("GstQsvH265Device%dEnc", index);
1584     feature_name = g_strdup_printf ("qsvh265device%denc", index);
1585   }
1586
1587   type = g_type_register_static (GST_TYPE_QSV_ENCODER, type_name, &type_info,
1588       (GTypeFlags) 0);
1589
1590   if (rank > 0 && index != 0)
1591     rank--;
1592
1593   if (!gst_element_register (plugin, feature_name, rank, type))
1594     GST_WARNING ("Failed to register plugin '%s'", type_name);
1595
1596   g_free (type_name);
1597   g_free (feature_name);
1598 }