libavcodec/libx265.c

   1 /*
   2  * libx265 encoder
   3  *
   4  * Copyright (c) 2013-2014 Derek Buitenhuis
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #if defined(_MSC_VER)
  24 #define X265_API_IMPORTS 1
  25 #endif
  26
  27 #include <x265.h>
  28 #include <float.h>
  29
  30 #include "libavutil/avassert.h"
  31 #include "libavutil/buffer.h"
  32 #include "libavutil/internal.h"
  33 #include "libavutil/common.h"
  34 #include "libavutil/opt.h"
  35 #include "libavutil/pixdesc.h"
  36 #include "avcodec.h"
  37 #include "codec_internal.h"
  38 #include "encode.h"
  39 #include "internal.h"
  40 #include "packet_internal.h"
  41 #include "atsc_a53.h"
  42 #include "sei.h"
  43
  44 typedef struct ReorderedData {
  45 #if FF_API_REORDERED_OPAQUE
  46     int64_t reordered_opaque;
  47 #endif
  48     int64_t duration;
  49
  50     void        *frame_opaque;
  51     AVBufferRef *frame_opaque_ref;
  52
  53     int in_use;
  54 } ReorderedData;
  55
  56 typedef struct libx265Context {
  57     const AVClass *class;
  58
  59     x265_encoder *encoder;
  60     x265_param   *params;
  61     const x265_api *api;
  62
  63     float crf;
  64     int   cqp;
  65     int   forced_idr;
  66     char *preset;
  67     char *tune;
  68     char *profile;
  69     AVDictionary *x265_opts;
  70
  71     void *sei_data;
  72     int sei_data_size;
  73     int udu_sei;
  74     int a53_cc;
  75
  76     ReorderedData *rd;
  77     int         nb_rd;
  78
  79     /**
  80      * If the encoder does not support ROI then warn the first time we
  81      * encounter a frame with ROI side data.
  82      */
  83     int roi_warned;
  84 } libx265Context;
  85
  86 static int is_keyframe(NalUnitType naltype)
  87 {
  88     switch (naltype) {
  89     case NAL_UNIT_CODED_SLICE_BLA_W_LP:
  90     case NAL_UNIT_CODED_SLICE_BLA_W_RADL:
  91     case NAL_UNIT_CODED_SLICE_BLA_N_LP:
  92     case NAL_UNIT_CODED_SLICE_IDR_W_RADL:
  93     case NAL_UNIT_CODED_SLICE_IDR_N_LP:
  94     case NAL_UNIT_CODED_SLICE_CRA:
  95         return 1;
  96     default:
  97         return 0;
  98     }
  99 }
 100
 101 static int rd_get(libx265Context *ctx)
 102 {
 103     const int add = 16;
 104
 105     ReorderedData *tmp;
 106     int idx;
 107
 108     for (int i = 0; i < ctx->nb_rd; i++)
 109         if (!ctx->rd[i].in_use) {
 110             ctx->rd[i].in_use = 1;
 111             return i;
 112         }
 113
 114     tmp = av_realloc_array(ctx->rd, ctx->nb_rd + add, sizeof(*ctx->rd));
 115     if (!tmp)
 116         return AVERROR(ENOMEM);
 117     memset(tmp + ctx->nb_rd, 0, sizeof(*tmp) * add);
 118
 119     ctx->rd     = tmp;
 120     ctx->nb_rd += add;
 121
 122     idx                 = ctx->nb_rd - add;
 123     ctx->rd[idx].in_use = 1;
 124
 125     return idx;
 126 }
 127
 128 static void rd_release(libx265Context *ctx, int idx)
 129 {
 130     av_assert0(idx >= 0 && idx < ctx->nb_rd);
 131     av_buffer_unref(&ctx->rd[idx].frame_opaque_ref);
 132     memset(&ctx->rd[idx], 0, sizeof(ctx->rd[idx]));
 133 }
 134
 135 static av_cold int libx265_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 136 {
 137     libx265Context *ctx = avctx->priv_data;
 138
 139     ctx->api->param_free(ctx->params);
 140     av_freep(&ctx->sei_data);
 141
 142     for (int i = 0; i < ctx->nb_rd; i++)
 143         rd_release(ctx, i);
 144     av_freep(&ctx->rd);
 145
 146     if (ctx->encoder)
 147         ctx->api->encoder_close(ctx->encoder);
 148
 149     return 0;
 150 }
 151
 152 static av_cold int libx265_param_parse_float(AVCodecContext *avctx,
 153                                            const char *key, float value)
 154 {
 155     libx265Context *ctx = avctx->priv_data;
 156     char buf[256];
 157
 158     snprintf(buf, sizeof(buf), "%2.2f", value);
 159     if (ctx->api->param_parse(ctx->params, key, buf) == X265_PARAM_BAD_VALUE) {
 160         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid value %2.2f for param \"%s\".\n", value, key);
 161         return AVERROR(EINVAL);
 162     }
 163
 164     return 0;
 165 }
 166
 167 static av_cold int libx265_param_parse_int(AVCodecContext *avctx,
 168                                            const char *key, int value)
 169 {
 170     libx265Context *ctx = avctx->priv_data;
 171     char buf[256];
 172
 173     snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", value);
 174     if (ctx->api->param_parse(ctx->params, key, buf) == X265_PARAM_BAD_VALUE) {
 175         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid value %d for param \"%s\".\n", value, key);
 176         return AVERROR(EINVAL);
 177     }
 178
 179     return 0;
 180 }
 181
 182 static av_cold int libx265_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 183 {
 184     libx265Context *ctx = avctx->priv_data;
 185     AVCPBProperties *cpb_props = NULL;
 186     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
 187     int ret;
 188
 189     ctx->api = x265_api_get(desc->comp[0].depth);
 190     if (!ctx->api)
 191         ctx->api = x265_api_get(0);
 192
 193     ctx->params = ctx->api->param_alloc();
 194     if (!ctx->params) {
 195         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate x265 param structure.\n");
 196         return AVERROR(ENOMEM);
 197     }
 198
 199     if (ctx->api->param_default_preset(ctx->params, ctx->preset, ctx->tune) < 0) {
 200         int i;
 201
 202         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error setting preset/tune %s/%s.\n", ctx->preset, ctx->tune);
 203         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Possible presets:");
 204         for (i = 0; x265_preset_names[i]; i++)
 205             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, " %s", x265_preset_names[i]);
 206
 207         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "\n");
 208         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Possible tunes:");
 209         for (i = 0; x265_tune_names[i]; i++)
 210             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, " %s", x265_tune_names[i]);
 211
 212         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "\n");
 213
 214         return AVERROR(EINVAL);
 215     }
 216
 217     ctx->params->frameNumThreads = avctx->thread_count;
 218     if (avctx->framerate.num > 0 && avctx->framerate.den > 0) {
 219         ctx->params->fpsNum      = avctx->framerate.num;
 220         ctx->params->fpsDenom    = avctx->framerate.den;
 221     } else {
 222         ctx->params->fpsNum      = avctx->time_base.den;
 223 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 224         ctx->params->fpsDenom    = avctx->time_base.num
 225 #if FF_API_TICKS_PER_FRAME
 226                                    * avctx->ticks_per_frame
 227 #endif
 228                                    ;
 229 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 230     }
 231     ctx->params->sourceWidth     = avctx->width;
 232     ctx->params->sourceHeight    = avctx->height;
 233     ctx->params->bEnablePsnr     = !!(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PSNR);
 234     ctx->params->bOpenGOP        = !(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_CLOSED_GOP);
 235
 236     /* Tune the CTU size based on input resolution. */
 237     if (ctx->params->sourceWidth < 64 || ctx->params->sourceHeight < 64)
 238         ctx->params->maxCUSize = 32;
 239     if (ctx->params->sourceWidth < 32 || ctx->params->sourceHeight < 32)
 240         ctx->params->maxCUSize = 16;
 241     if (ctx->params->sourceWidth < 16 || ctx->params->sourceHeight < 16) {
 242         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Image size is too small (%dx%d).\n",
 243                ctx->params->sourceWidth, ctx->params->sourceHeight);
 244         return AVERROR(EINVAL);
 245     }
 246
 247
 248     ctx->params->vui.bEnableVideoSignalTypePresentFlag = 1;
 249
 250     if (avctx->color_range != AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED)
 251         ctx->params->vui.bEnableVideoFullRangeFlag =
 252             avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG;
 253     else
 254         ctx->params->vui.bEnableVideoFullRangeFlag =
 255             (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB) ||
 256             avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P ||
 257             avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P ||
 258             avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P;
 259
 260     if ((avctx->color_primaries <= AVCOL_PRI_SMPTE432 &&
 261          avctx->color_primaries != AVCOL_PRI_UNSPECIFIED) ||
 262         (avctx->color_trc <= AVCOL_TRC_ARIB_STD_B67 &&
 263          avctx->color_trc != AVCOL_TRC_UNSPECIFIED) ||
 264         (avctx->colorspace <= AVCOL_SPC_ICTCP &&
 265          avctx->colorspace != AVCOL_SPC_UNSPECIFIED)) {
 266
 267         ctx->params->vui.bEnableColorDescriptionPresentFlag = 1;
 268
 269         // x265 validates the parameters internally
 270         ctx->params->vui.colorPrimaries          = avctx->color_primaries;
 271         ctx->params->vui.transferCharacteristics = avctx->color_trc;
 272 #if X265_BUILD >= 159
 273         if (avctx->color_trc == AVCOL_TRC_ARIB_STD_B67)
 274             ctx->params->preferredTransferCharacteristics = ctx->params->vui.transferCharacteristics;
 275 #endif
 276         ctx->params->vui.matrixCoeffs            = avctx->colorspace;
 277     }
 278
 279     // chroma sample location values are to be ignored in case of non-4:2:0
 280     // according to the specification, so we only write them out in case of
 281     // 4:2:0 (log2_chroma_{w,h} == 1).
 282     ctx->params->vui.bEnableChromaLocInfoPresentFlag =
 283         avctx->chroma_sample_location != AVCHROMA_LOC_UNSPECIFIED &&
 284         desc->log2_chroma_w == 1 && desc->log2_chroma_h == 1;
 285
 286     if (ctx->params->vui.bEnableChromaLocInfoPresentFlag) {
 287         ctx->params->vui.chromaSampleLocTypeTopField =
 288         ctx->params->vui.chromaSampleLocTypeBottomField =
 289             avctx->chroma_sample_location - 1;
 290     }
 291
 292     if (avctx->sample_aspect_ratio.num > 0 && avctx->sample_aspect_ratio.den > 0) {
 293         char sar[12];
 294         int sar_num, sar_den;
 295
 296         av_reduce(&sar_num, &sar_den,
 297                   avctx->sample_aspect_ratio.num,
 298                   avctx->sample_aspect_ratio.den, 65535);
 299         snprintf(sar, sizeof(sar), "%d:%d", sar_num, sar_den);
 300         if (ctx->api->param_parse(ctx->params, "sar", sar) == X265_PARAM_BAD_VALUE) {
 301             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid SAR: %d:%d.\n", sar_num, sar_den);
 302             return AVERROR_INVALIDDATA;
 303         }
 304     }
 305
 306     switch (desc->log2_chroma_w) {
 307     // 4:4:4, RGB. gray
 308     case 0:
 309         // gray
 310         if (desc->nb_components == 1) {
 311             if (ctx->api->api_build_number < 85) {
 312                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 313                        "libx265 version is %d, must be at least 85 for gray encoding.\n",
 314                        ctx->api->api_build_number);
 315                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 316             }
 317             ctx->params->internalCsp = X265_CSP_I400;
 318             break;
 319         }
 320
 321         // set identity matrix for RGB
 322         if (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB) {
 323             ctx->params->vui.matrixCoeffs = AVCOL_SPC_RGB;
 324             ctx->params->vui.bEnableVideoSignalTypePresentFlag  = 1;
 325             ctx->params->vui.bEnableColorDescriptionPresentFlag = 1;
 326         }
 327
 328         ctx->params->internalCsp = X265_CSP_I444;
 329         break;
 330     // 4:2:0, 4:2:2
 331     case 1:
 332         ctx->params->internalCsp = desc->log2_chroma_h == 1 ?
 333             X265_CSP_I420 : X265_CSP_I422;
 334         break;
 335     default:
 336         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 337                "Pixel format '%s' cannot be mapped to a libx265 CSP!\n",
 338                desc->name);
 339         return AVERROR_BUG;
 340     }
 341
 342     if (ctx->crf >= 0) {
 343         char crf[6];
 344
 345         snprintf(crf, sizeof(crf), "%2.2f", ctx->crf);
 346         if (ctx->api->param_parse(ctx->params, "crf", crf) == X265_PARAM_BAD_VALUE) {
 347             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid crf: %2.2f.\n", ctx->crf);
 348             return AVERROR(EINVAL);
 349         }
 350     } else if (avctx->bit_rate > 0) {
 351         ctx->params->rc.bitrate         = avctx->bit_rate / 1000;
 352         ctx->params->rc.rateControlMode = X265_RC_ABR;
 353     } else if (ctx->cqp >= 0) {
 354         ret = libx265_param_parse_int(avctx, "qp", ctx->cqp);
 355         if (ret < 0)
 356             return ret;
 357     }
 358
 359     if (avctx->qmin >= 0) {
 360         ret = libx265_param_parse_int(avctx, "qpmin", avctx->qmin);
 361         if (ret < 0)
 362             return ret;
 363     }
 364     if (avctx->qmax >= 0) {
 365         ret = libx265_param_parse_int(avctx, "qpmax", avctx->qmax);
 366         if (ret < 0)
 367             return ret;
 368     }
 369     if (avctx->max_qdiff >= 0) {
 370         ret = libx265_param_parse_int(avctx, "qpstep", avctx->max_qdiff);
 371         if (ret < 0)
 372             return ret;
 373     }
 374     if (avctx->qblur >= 0) {
 375         ret = libx265_param_parse_float(avctx, "qblur", avctx->qblur);
 376         if (ret < 0)
 377             return ret;
 378     }
 379     if (avctx->qcompress >= 0) {
 380         ret = libx265_param_parse_float(avctx, "qcomp", avctx->qcompress);
 381         if (ret < 0)
 382             return ret;
 383     }
 384     if (avctx->i_quant_factor >= 0) {
 385         ret = libx265_param_parse_float(avctx, "ipratio", avctx->i_quant_factor);
 386         if (ret < 0)
 387             return ret;
 388     }
 389     if (avctx->b_quant_factor >= 0) {
 390         ret = libx265_param_parse_float(avctx, "pbratio", avctx->b_quant_factor);
 391         if (ret < 0)
 392             return ret;
 393     }
 394
 395     ctx->params->rc.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size / 1000;
 396     ctx->params->rc.vbvMaxBitrate = avctx->rc_max_rate    / 1000;
 397
 398     cpb_props = ff_encode_add_cpb_side_data(avctx);
 399     if (!cpb_props)
 400         return AVERROR(ENOMEM);
 401     cpb_props->buffer_size = ctx->params->rc.vbvBufferSize * 1000;
 402     cpb_props->max_bitrate = ctx->params->rc.vbvMaxBitrate * 1000LL;
 403     cpb_props->avg_bitrate = ctx->params->rc.bitrate       * 1000LL;
 404
 405     if (!(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER))
 406         ctx->params->bRepeatHeaders = 1;
 407
 408     if (avctx->gop_size >= 0) {
 409         ret = libx265_param_parse_int(avctx, "keyint", avctx->gop_size);
 410         if (ret < 0)
 411             return ret;
 412     }
 413     if (avctx->keyint_min > 0) {
 414         ret = libx265_param_parse_int(avctx, "min-keyint", avctx->keyint_min);
 415         if (ret < 0)
 416             return ret;
 417     }
 418     if (avctx->max_b_frames >= 0) {
 419         ret = libx265_param_parse_int(avctx, "bframes", avctx->max_b_frames);
 420         if (ret < 0)
 421             return ret;
 422     }
 423     if (avctx->refs >= 0) {
 424         ret = libx265_param_parse_int(avctx, "ref", avctx->refs);
 425         if (ret < 0)
 426             return ret;
 427     }
 428
 429     {
 430         AVDictionaryEntry *en = NULL;
 431         while ((en = av_dict_get(ctx->x265_opts, "", en, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
 432             int parse_ret = ctx->api->param_parse(ctx->params, en->key, en->value);
 433
 434             switch (parse_ret) {
 435             case X265_PARAM_BAD_NAME:
 436                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 437                       "Unknown option: %s.\n", en->key);
 438                 break;
 439             case X265_PARAM_BAD_VALUE:
 440                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 441                       "Invalid value for %s: %s.\n", en->key, en->value);
 442                 break;
 443             default:
 444                 break;
 445             }
 446         }
 447     }
 448
 449     if (ctx->params->rc.vbvBufferSize && avctx->rc_initial_buffer_occupancy > 1000 &&
 450         ctx->params->rc.vbvBufferInit == 0.9) {
 451         ctx->params->rc.vbvBufferInit = (float)avctx->rc_initial_buffer_occupancy / 1000;
 452     }
 453
 454     if (ctx->profile) {
 455         if (ctx->api->param_apply_profile(ctx->params, ctx->profile) < 0) {
 456             int i;
 457             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid or incompatible profile set: %s.\n", ctx->profile);
 458             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Possible profiles:");
 459             for (i = 0; x265_profile_names[i]; i++)
 460                 av_log(avctx, AV_LOG_INFO, " %s", x265_profile_names[i]);
 461             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "\n");
 462             return AVERROR(EINVAL);
 463         }
 464     }
 465
 466     ctx->encoder = ctx->api->encoder_open(ctx->params);
 467     if (!ctx->encoder) {
 468         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open libx265 encoder.\n");
 469         libx265_encode_close(avctx);
 470         return AVERROR_INVALIDDATA;
 471     }
 472
 473     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 474         x265_nal *nal;
 475         int nnal;
 476
 477         avctx->extradata_size = ctx->api->encoder_headers(ctx->encoder, &nal, &nnal);
 478         if (avctx->extradata_size <= 0) {
 479             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot encode headers.\n");
 480             libx265_encode_close(avctx);
 481             return AVERROR_INVALIDDATA;
 482         }
 483
 484         avctx->extradata = av_malloc(avctx->extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 485         if (!avctx->extradata) {
 486             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 487                    "Cannot allocate HEVC header of size %d.\n", avctx->extradata_size);
 488             libx265_encode_close(avctx);
 489             return AVERROR(ENOMEM);
 490         }
 491
 492         memcpy(avctx->extradata, nal[0].payload, avctx->extradata_size);
 493         memset(avctx->extradata + avctx->extradata_size, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 494     }
 495
 496     return 0;
 497 }
 498
 499 static av_cold int libx265_encode_set_roi(libx265Context *ctx, const AVFrame *frame, x265_picture* pic)
 500 {
 501     AVFrameSideData *sd = av_frame_get_side_data(frame, AV_FRAME_DATA_REGIONS_OF_INTEREST);
 502     if (sd) {
 503         if (ctx->params->rc.aqMode == X265_AQ_NONE) {
 504             if (!ctx->roi_warned) {
 505                 ctx->roi_warned = 1;
 506                 av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Adaptive quantization must be enabled to use ROI encoding, skipping ROI.\n");
 507             }
 508         } else {
 509             /* 8x8 block when qg-size is 8, 16*16 block otherwise. */
 510             int mb_size = (ctx->params->rc.qgSize == 8) ? 8 : 16;
 511             int mbx = (frame->width + mb_size - 1) / mb_size;
 512             int mby = (frame->height + mb_size - 1) / mb_size;
 513             int qp_range = 51 + 6 * (pic->bitDepth - 8);
 514             int nb_rois;
 515             const AVRegionOfInterest *roi;
 516             uint32_t roi_size;
 517             float *qoffsets;         /* will be freed after encode is called. */
 518
 519             roi = (const AVRegionOfInterest*)sd->data;
 520             roi_size = roi->self_size;
 521             if (!roi_size || sd->size % roi_size != 0) {
 522                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid AVRegionOfInterest.self_size.\n");
 523                 return AVERROR(EINVAL);
 524             }
 525             nb_rois = sd->size / roi_size;
 526
 527             qoffsets = av_calloc(mbx * mby, sizeof(*qoffsets));
 528             if (!qoffsets)
 529                 return AVERROR(ENOMEM);
 530
 531             // This list must be iterated in reverse because the first
 532             // region in the list applies when regions overlap.
 533             for (int i = nb_rois - 1; i >= 0; i--) {
 534                 int startx, endx, starty, endy;
 535                 float qoffset;
 536
 537                 roi = (const AVRegionOfInterest*)(sd->data + roi_size * i);
 538
 539                 starty = FFMIN(mby, roi->top / mb_size);
 540                 endy   = FFMIN(mby, (roi->bottom + mb_size - 1)/ mb_size);
 541                 startx = FFMIN(mbx, roi->left / mb_size);
 542                 endx   = FFMIN(mbx, (roi->right + mb_size - 1)/ mb_size);
 543
 544                 if (roi->qoffset.den == 0) {
 545                     av_free(qoffsets);
 546                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "AVRegionOfInterest.qoffset.den must not be zero.\n");
 547                     return AVERROR(EINVAL);
 548                 }
 549                 qoffset = roi->qoffset.num * 1.0f / roi->qoffset.den;
 550                 qoffset = av_clipf(qoffset * qp_range, -qp_range, +qp_range);
 551
 552                 for (int y = starty; y < endy; y++)
 553                     for (int x = startx; x < endx; x++)
 554                         qoffsets[x + y*mbx] = qoffset;
 555             }
 556
 557             pic->quantOffsets = qoffsets;
 558         }
 559     }
 560     return 0;
 561 }
 562
 563 static void free_picture(libx265Context *ctx, x265_picture *pic)
 564 {
 565     x265_sei *sei = &pic->userSEI;
 566     for (int i = 0; i < sei->numPayloads; i++)
 567         av_free(sei->payloads[i].payload);
 568
 569     if (pic->userData) {
 570         int idx = (int)(intptr_t)pic->userData - 1;
 571         rd_release(ctx, idx);
 572         pic->userData = NULL;
 573     }
 574
 575     av_freep(&pic->quantOffsets);
 576     sei->numPayloads = 0;
 577 }
 578
 579 static int libx265_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 580                                 const AVFrame *pic, int *got_packet)
 581 {
 582     libx265Context *ctx = avctx->priv_data;
 583     x265_picture x265pic;
 584     x265_picture x265pic_out = { 0 };
 585     x265_nal *nal;
 586     x265_sei *sei;
 587     uint8_t *dst;
 588     int pict_type;
 589     int payload = 0;
 590     int nnal;
 591     int ret;
 592     int i;
 593
 594     ctx->api->picture_init(ctx->params, &x265pic);
 595
 596     sei = &x265pic.userSEI;
 597     sei->numPayloads = 0;
 598
 599     if (pic) {
 600         ReorderedData *rd;
 601         int rd_idx;
 602
 603         for (i = 0; i < 3; i++) {
 604            x265pic.planes[i] = pic->data[i];
 605            x265pic.stride[i] = pic->linesize[i];
 606         }
 607
 608         x265pic.pts      = pic->pts;
 609         x265pic.bitDepth = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt)->comp[0].depth;
 610
 611         x265pic.sliceType = pic->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I ?
 612                                               (ctx->forced_idr ? X265_TYPE_IDR : X265_TYPE_I) :
 613                             pic->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_P ? X265_TYPE_P :
 614                             pic->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B ? X265_TYPE_B :
 615                             X265_TYPE_AUTO;
 616
 617         ret = libx265_encode_set_roi(ctx, pic, &x265pic);
 618         if (ret < 0)
 619             return ret;
 620
 621         rd_idx = rd_get(ctx);
 622         if (rd_idx < 0) {
 623             free_picture(ctx, &x265pic);
 624             return rd_idx;
 625         }
 626         rd = &ctx->rd[rd_idx];
 627
 628         rd->duration         = pic->duration;
 629 #if FF_API_REORDERED_OPAQUE
 630 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 631         rd->reordered_opaque = pic->reordered_opaque;
 632 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 633 #endif
 634         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_COPY_OPAQUE) {
 635             rd->frame_opaque = pic->opaque;
 636             ret = av_buffer_replace(&rd->frame_opaque_ref, pic->opaque_ref);
 637             if (ret < 0) {
 638                 rd_release(ctx, rd_idx);
 639                 free_picture(ctx, &x265pic);
 640                 return ret;
 641             }
 642         }
 643
 644         x265pic.userData = (void*)(intptr_t)(rd_idx + 1);
 645
 646         if (ctx->a53_cc) {
 647             void *sei_data;
 648             size_t sei_size;
 649
 650             ret = ff_alloc_a53_sei(pic, 0, &sei_data, &sei_size);
 651             if (ret < 0) {
 652                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory for closed captions, skipping\n");
 653             } else if (sei_data) {
 654                 void *tmp;
 655                 x265_sei_payload *sei_payload;
 656
 657                 tmp = av_fast_realloc(ctx->sei_data,
 658                         &ctx->sei_data_size,
 659                         (sei->numPayloads + 1) * sizeof(*sei_payload));
 660                 if (!tmp) {
 661                     av_free(sei_data);
 662                     free_picture(ctx, &x265pic);
 663                     return AVERROR(ENOMEM);
 664                 }
 665                 ctx->sei_data = tmp;
 666                 sei->payloads = ctx->sei_data;
 667                 sei_payload = &sei->payloads[sei->numPayloads];
 668                 sei_payload->payload = sei_data;
 669                 sei_payload->payloadSize = sei_size;
 670                 sei_payload->payloadType = SEI_TYPE_USER_DATA_REGISTERED_ITU_T_T35;
 671                 sei->numPayloads++;
 672             }
 673         }
 674
 675         if (ctx->udu_sei) {
 676             for (i = 0; i < pic->nb_side_data; i++) {
 677                 AVFrameSideData *side_data = pic->side_data[i];
 678                 void *tmp;
 679                 x265_sei_payload *sei_payload;
 680
 681                 if (side_data->type != AV_FRAME_DATA_SEI_UNREGISTERED)
 682                     continue;
 683
 684                 tmp = av_fast_realloc(ctx->sei_data,
 685                         &ctx->sei_data_size,
 686                         (sei->numPayloads + 1) * sizeof(*sei_payload));
 687                 if (!tmp) {
 688                     free_picture(ctx, &x265pic);
 689                     return AVERROR(ENOMEM);
 690                 }
 691                 ctx->sei_data = tmp;
 692                 sei->payloads = ctx->sei_data;
 693                 sei_payload = &sei->payloads[sei->numPayloads];
 694                 sei_payload->payload = av_memdup(side_data->data, side_data->size);
 695                 if (!sei_payload->payload) {
 696                     free_picture(ctx, &x265pic);
 697                     return AVERROR(ENOMEM);
 698                 }
 699                 sei_payload->payloadSize = side_data->size;
 700                 /* Equal to libx265 USER_DATA_UNREGISTERED */
 701                 sei_payload->payloadType = SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED;
 702                 sei->numPayloads++;
 703             }
 704         }
 705     }
 706
 707     ret = ctx->api->encoder_encode(ctx->encoder, &nal, &nnal,
 708                                    pic ? &x265pic : NULL, &x265pic_out);
 709
 710     for (i = 0; i < sei->numPayloads; i++)
 711         av_free(sei->payloads[i].payload);
 712     av_freep(&x265pic.quantOffsets);
 713
 714     if (ret < 0)
 715         return AVERROR_EXTERNAL;
 716
 717     if (!nnal)
 718         return 0;
 719
 720     for (i = 0; i < nnal; i++)
 721         payload += nal[i].sizeBytes;
 722
 723     ret = ff_get_encode_buffer(avctx, pkt, payload, 0);
 724     if (ret < 0) {
 725         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet.\n");
 726         return ret;
 727     }
 728     dst = pkt->data;
 729
 730     for (i = 0; i < nnal; i++) {
 731         memcpy(dst, nal[i].payload, nal[i].sizeBytes);
 732         dst += nal[i].sizeBytes;
 733
 734         if (is_keyframe(nal[i].type))
 735             pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 736     }
 737
 738     pkt->pts = x265pic_out.pts;
 739     pkt->dts = x265pic_out.dts;
 740
 741     switch (x265pic_out.sliceType) {
 742     case X265_TYPE_IDR:
 743     case X265_TYPE_I:
 744         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 745         break;
 746     case X265_TYPE_P:
 747         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
 748         break;
 749     case X265_TYPE_B:
 750     case X265_TYPE_BREF:
 751         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
 752         break;
 753     default:
 754         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown picture type encountered.\n");
 755         return AVERROR_EXTERNAL;
 756     }
 757
 758 #if X265_BUILD >= 130
 759     if (x265pic_out.sliceType == X265_TYPE_B)
 760 #else
 761     if (x265pic_out.frameData.sliceType == 'b')
 762 #endif
 763         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_DISPOSABLE;
 764
 765     ff_side_data_set_encoder_stats(pkt, x265pic_out.frameData.qp * FF_QP2LAMBDA, NULL, 0, pict_type);
 766
 767     if (x265pic_out.userData) {
 768         int idx = (int)(intptr_t)x265pic_out.userData - 1;
 769         ReorderedData *rd = &ctx->rd[idx];
 770
 771 #if FF_API_REORDERED_OPAQUE
 772 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 773         avctx->reordered_opaque = rd->reordered_opaque;
 774 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 775 #endif
 776         pkt->duration           = rd->duration;
 777
 778         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_COPY_OPAQUE) {
 779             pkt->opaque          = rd->frame_opaque;
 780             pkt->opaque_ref      = rd->frame_opaque_ref;
 781             rd->frame_opaque_ref = NULL;
 782         }
 783
 784         rd_release(ctx, idx);
 785     }
 786 #if FF_API_REORDERED_OPAQUE
 787     else {
 788 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 789         avctx->reordered_opaque = 0;
 790 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 791     }
 792 #endif
 793
 794     *got_packet = 1;
 795     return 0;
 796 }
 797
 798 static const enum AVPixelFormat x265_csp_eight[] = {
 799     AV_PIX_FMT_YUV420P,
 800     AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 801     AV_PIX_FMT_YUV422P,
 802     AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 803     AV_PIX_FMT_YUV444P,
 804     AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 805     AV_PIX_FMT_GBRP,
 806     AV_PIX_FMT_GRAY8,
 807     AV_PIX_FMT_NONE
 808 };
 809
 810 static const enum AVPixelFormat x265_csp_ten[] = {
 811     AV_PIX_FMT_YUV420P,
 812     AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 813     AV_PIX_FMT_YUV422P,
 814     AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 815     AV_PIX_FMT_YUV444P,
 816     AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 817     AV_PIX_FMT_GBRP,
 818     AV_PIX_FMT_YUV420P10,
 819     AV_PIX_FMT_YUV422P10,
 820     AV_PIX_FMT_YUV444P10,
 821     AV_PIX_FMT_GBRP10,
 822     AV_PIX_FMT_GRAY8,
 823     AV_PIX_FMT_GRAY10,
 824     AV_PIX_FMT_NONE
 825 };
 826
 827 static const enum AVPixelFormat x265_csp_twelve[] = {
 828     AV_PIX_FMT_YUV420P,
 829     AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 830     AV_PIX_FMT_YUV422P,
 831     AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 832     AV_PIX_FMT_YUV444P,
 833     AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 834     AV_PIX_FMT_GBRP,
 835     AV_PIX_FMT_YUV420P10,
 836     AV_PIX_FMT_YUV422P10,
 837     AV_PIX_FMT_YUV444P10,
 838     AV_PIX_FMT_GBRP10,
 839     AV_PIX_FMT_YUV420P12,
 840     AV_PIX_FMT_YUV422P12,
 841     AV_PIX_FMT_YUV444P12,
 842     AV_PIX_FMT_GBRP12,
 843     AV_PIX_FMT_GRAY8,
 844     AV_PIX_FMT_GRAY10,
 845     AV_PIX_FMT_GRAY12,
 846     AV_PIX_FMT_NONE
 847 };
 848
 849 static av_cold void libx265_encode_init_csp(FFCodec *codec)
 850 {
 851     if (x265_api_get(12))
 852         codec->p.pix_fmts = x265_csp_twelve;
 853     else if (x265_api_get(10))
 854         codec->p.pix_fmts = x265_csp_ten;
 855     else if (x265_api_get(8))
 856         codec->p.pix_fmts = x265_csp_eight;
 857 }
 858
 859 #define OFFSET(x) offsetof(libx265Context, x)
 860 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 861 static const AVOption options[] = {
 862     { "crf",         "set the x265 crf",                                                            OFFSET(crf),       AV_OPT_TYPE_FLOAT,  { .dbl = -1 }, -1, FLT_MAX, VE },
 863     { "qp",          "set the x265 qp",                                                             OFFSET(cqp),       AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE },
 864     { "forced-idr",  "if forcing keyframes, force them as IDR frames",                              OFFSET(forced_idr),AV_OPT_TYPE_BOOL,   { .i64 =  0 },  0,       1, VE },
 865     { "preset",      "set the x265 preset",                                                         OFFSET(preset),    AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE },
 866     { "tune",        "set the x265 tune parameter",                                                 OFFSET(tune),      AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE },
 867     { "profile",     "set the x265 profile",                                                        OFFSET(profile),   AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE },
 868     { "udu_sei",     "Use user data unregistered SEI if available",                                 OFFSET(udu_sei),   AV_OPT_TYPE_BOOL,   { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
 869     { "a53cc",       "Use A53 Closed Captions (if available)",                                      OFFSET(a53_cc),    AV_OPT_TYPE_BOOL,   { .i64 = 1 }, 0, 1, VE },
 870     { "x265-params", "set the x265 configuration using a :-separated list of key=value parameters", OFFSET(x265_opts), AV_OPT_TYPE_DICT,   { 0 }, 0, 0, VE },
 871     { NULL }
 872 };
 873
 874 static const AVClass class = {
 875     .class_name = "libx265",
 876     .item_name  = av_default_item_name,
 877     .option     = options,
 878     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 879 };
 880
 881 static const FFCodecDefault x265_defaults[] = {
 882     { "b", "0" },
 883     { "bf", "-1" },
 884     { "g", "-1" },
 885     { "keyint_min", "-1" },
 886     { "refs", "-1" },
 887     { "qmin", "-1" },
 888     { "qmax", "-1" },
 889     { "qdiff", "-1" },
 890     { "qblur", "-1" },
 891     { "qcomp", "-1" },
 892     { "i_qfactor", "-1" },
 893     { "b_qfactor", "-1" },
 894     { NULL },
 895 };
 896
 897 FFCodec ff_libx265_encoder = {
 898     .p.name           = "libx265",
 899     CODEC_LONG_NAME("libx265 H.265 / HEVC"),
 900     .p.type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 901     .p.id             = AV_CODEC_ID_HEVC,
 902     .p.capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_DELAY |
 903                         AV_CODEC_CAP_OTHER_THREADS |
 904                         AV_CODEC_CAP_ENCODER_REORDERED_OPAQUE,
 905     .p.priv_class     = &class,
 906     .p.wrapper_name   = "libx265",
 907     .init             = libx265_encode_init,
 908     .init_static_data = libx265_encode_init_csp,
 909     FF_CODEC_ENCODE_CB(libx265_encode_frame),
 910     .close            = libx265_encode_close,
 911     .priv_data_size   = sizeof(libx265Context),
 912     .defaults         = x265_defaults,
 913     .caps_internal    = FF_CODEC_CAP_NOT_INIT_THREADSAFE |
 914                         FF_CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
 915 };