libavcodec/nvenc_h264.c

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * FFmpeg 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  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 #include "libavutil/internal.h"
  20
  21 #include "avcodec.h"
  22 #include "internal.h"
  23
  24 #include "nvenc.h"
  25
  26 #define OFFSET(x) offsetof(NvencContext, x)
  27 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
  28 static const AVOption options[] = {
  29     { "preset",       "Set the encoding preset",            OFFSET(preset),       AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = PRESET_MEDIUM }, PRESET_DEFAULT, PRESET_LOSSLESS_HP, VE, "preset" },
  30     { "default",      "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRESET_DEFAULT },             0, 0, VE, "preset" },
  31     { "slow",         "hq 2 passes",                        0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRESET_SLOW },                0, 0, VE, "preset" },
  32     { "medium",       "hq 1 pass",                          0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRESET_MEDIUM },              0, 0, VE, "preset" },
  33     { "fast",         "hp 1 pass",                          0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRESET_FAST },                0, 0, VE, "preset" },
  34     { "hp",           "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRESET_HP },                  0, 0, VE, "preset" },
  35     { "hq",           "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRESET_HQ },                  0, 0, VE, "preset" },
  36     { "bd",           "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRESET_BD },                  0, 0, VE, "preset" },
  37     { "ll",           "low latency",                        0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRESET_LOW_LATENCY_DEFAULT }, 0, 0, VE, "preset" },
  38     { "llhq",         "low latency hq",                     0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRESET_LOW_LATENCY_HQ },      0, 0, VE, "preset" },
  39     { "llhp",         "low latency hp",                     0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRESET_LOW_LATENCY_HP },      0, 0, VE, "preset" },
  40     { "lossless",     "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRESET_LOSSLESS_DEFAULT },    0, 0, VE, "preset" },
  41     { "losslesshp",   "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRESET_LOSSLESS_HP },         0, 0, VE, "preset" },
  42     { "profile",      "Set the encoding profile",           OFFSET(profile),      AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN }, NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE, NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444P, VE, "profile" },
  43     { "baseline",     "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE },  0, 0, VE, "profile" },
  44     { "main",         "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN },      0, 0, VE, "profile" },
  45     { "high",         "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH },      0, 0, VE, "profile" },
  46     { "high444p",     "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444P }, 0, 0, VE, "profile" },
  47     { "level",        "Set the encoding level restriction", OFFSET(level),        AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT }, NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT, NV_ENC_LEVEL_H264_51, VE, "level" },
  48     { "auto",         "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT },    0, 0, VE, "level" },
  49     { "1",            "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_1 },        0, 0, VE, "level" },
  50     { "1.0",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_1 },        0, 0, VE, "level" },
  51     { "1b",           "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_1b },       0, 0, VE, "level" },
  52     { "1.0b",         "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_1b },       0, 0, VE, "level" },
  53     { "1.1",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_11 },       0, 0, VE, "level" },
  54     { "1.2",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_12 },       0, 0, VE, "level" },
  55     { "1.3",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_13 },       0, 0, VE, "level" },
  56     { "2",            "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_2 },        0, 0, VE, "level" },
  57     { "2.0",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_2 },        0, 0, VE, "level" },
  58     { "2.1",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_21 },       0, 0, VE, "level" },
  59     { "2.2",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_22 },       0, 0, VE, "level" },
  60     { "3",            "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_3 },        0, 0, VE, "level" },
  61     { "3.0",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_3 },        0, 0, VE, "level" },
  62     { "3.1",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_31 },       0, 0, VE, "level" },
  63     { "3.2",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_32 },       0, 0, VE, "level" },
  64     { "4",            "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_4 },        0, 0, VE, "level" },
  65     { "4.0",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_4 },        0, 0, VE, "level" },
  66     { "4.1",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_41 },       0, 0, VE, "level" },
  67     { "4.2",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_42 },       0, 0, VE, "level" },
  68     { "5",            "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_5 },        0, 0, VE, "level" },
  69     { "5.0",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_5 },        0, 0, VE, "level" },
  70     { "5.1",          "",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_LEVEL_H264_51 },       0, 0, VE, "level" },
  71     { "rc",           "Override the preset rate-control",   OFFSET(rc),           AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = -1 },                                  -1, INT_MAX, VE, "rc" },
  72     { "constqp",      "Constant QP mode",                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP },                   0, 0, VE, "rc" },
  73     { "vbr",          "Variable bitrate mode",              0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR },                       0, 0, VE, "rc" },
  74     { "cbr",          "Constant bitrate mode",              0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR },                       0, 0, VE, "rc" },
  75     { "vbr_minqp",    "Variable bitrate mode with MinQP (deprecated)", 0,         AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = RCD(NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP) },            0, 0, VE, "rc" },
  76     { "ll_2pass_quality", "Multi-pass optimized for image quality (deprecated)",
  77                                                             0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = RCD(NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY) },       0, 0, VE, "rc" },
  78     { "ll_2pass_size", "Multi-pass optimized for constant frame size (deprecated)",
  79                                                             0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = RCD(NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_FRAMESIZE_CAP) }, 0, 0, VE, "rc" },
  80     { "vbr_2pass",    "Multi-pass variable bitrate mode (deprecated)", 0,         AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = RCD(NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR) },           0, 0, VE, "rc" },
  81     { "cbr_ld_hq",    "Constant bitrate low delay high quality mode", 0,          AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ },           0, 0, VE, "rc" },
  82     { "cbr_hq",       "Constant bitrate high quality mode", 0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ },                    0, 0, VE, "rc" },
  83     { "vbr_hq",       "Variable bitrate high quality mode", 0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ },                    0, 0, VE, "rc" },
  84     { "rc-lookahead", "Number of frames to look ahead for rate-control",
  85                                                             OFFSET(rc_lookahead), AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, VE },
  86     { "surfaces",     "Number of concurrent surfaces",      OFFSET(nb_surfaces),  AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 0 }, 0, MAX_REGISTERED_FRAMES, VE },
  87     { "cbr",          "Use cbr encoding mode",              OFFSET(cbr),          AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0 },   0, 1, VE },
  88     { "2pass",        "Use 2pass encoding mode",            OFFSET(twopass),      AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
  89     { "gpu",          "Selects which NVENC capable GPU to use. First GPU is 0, second is 1, and so on.",
  90                                                             OFFSET(device),       AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = ANY_DEVICE },   -2, INT_MAX, VE, "gpu" },
  91     { "any",          "Pick the first device available",    0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = ANY_DEVICE },          0, 0, VE, "gpu" },
  92     { "list",         "List the available devices",         0,                    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = LIST_DEVICES },        0, 0, VE, "gpu" },
  93     { "delay",        "Delay frame output by the given amount of frames",
  94                                                             OFFSET(async_depth),  AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = INT_MAX }, 0, INT_MAX, VE },
  95     { "no-scenecut",  "When lookahead is enabled, set this to 1 to disable adaptive I-frame insertion at scene cuts",
  96                                                             OFFSET(no_scenecut),  AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0 }, 0,  1, VE },
  97     { "forced-idr",   "If forcing keyframes, force them as IDR frames.",
  98                                                             OFFSET(forced_idr),   AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0 }, -1, 1, VE },
  99     { "b_adapt",      "When lookahead is enabled, set this to 0 to disable adaptive B-frame decision",
 100                                                             OFFSET(b_adapt),      AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 1 }, 0,  1, VE },
 101     { "spatial-aq",   "set to 1 to enable Spatial AQ",      OFFSET(aq),           AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0 }, 0,  1, VE },
 102     { "temporal-aq",  "set to 1 to enable Temporal AQ",     OFFSET(temporal_aq),  AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0 }, 0,  1, VE },
 103     { "zerolatency",  "Set 1 to indicate zero latency operation (no reordering delay)",
 104                                                             OFFSET(zerolatency),  AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0 }, 0,  1, VE },
 105     { "nonref_p",     "Set this to 1 to enable automatic insertion of non-reference P-frames",
 106                                                             OFFSET(nonref_p),     AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0 }, 0,  1, VE },
 107     { "strict_gop",   "Set 1 to minimize GOP-to-GOP rate fluctuations",
 108                                                             OFFSET(strict_gop),   AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0 }, 0,  1, VE },
 109     { "aq-strength",  "When Spatial AQ is enabled, this field is used to specify AQ strength. AQ strength scale is from 1 (low) - 15 (aggressive)",
 110                                                             OFFSET(aq_strength),  AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 8 }, 1, 15, VE },
 111     { "cq",           "Set target quality level (0 to 51, 0 means automatic) for constant quality mode in VBR rate control",
 112                                                             OFFSET(quality),      AV_OPT_TYPE_FLOAT, { .dbl = 0.}, 0., 51., VE },
 113     { "aud",          "Use access unit delimiters",         OFFSET(aud),          AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
 114     { "bluray-compat", "Bluray compatibility workarounds",  OFFSET(bluray_compat),AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
 115     { "init_qpP",     "Initial QP value for P frame",       OFFSET(init_qp_p),    AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = -1 }, -1, 51, VE },
 116     { "init_qpB",     "Initial QP value for B frame",       OFFSET(init_qp_b),    AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = -1 }, -1, 51, VE },
 117     { "init_qpI",     "Initial QP value for I frame",       OFFSET(init_qp_i),    AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = -1 }, -1, 51, VE },
 118     { "qp",           "Constant quantization parameter rate control method",
 119                                                             OFFSET(cqp),          AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = -1 }, -1, 51, VE },
 120     { "weighted_pred","Set 1 to enable weighted prediction",
 121                                                             OFFSET(weighted_pred),AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
 122     { NULL }
 123 };
 124
 125 static const AVCodecDefault defaults[] = {
 126     { "b", "2M" },
 127     { "qmin", "-1" },
 128     { "qmax", "-1" },
 129     { "qdiff", "-1" },
 130     { "qblur", "-1" },
 131     { "qcomp", "-1" },
 132     { "g", "250" },
 133     { "bf", "0" },
 134     { "refs", "0" },
 135     { NULL },
 136 };
 137
 138 #if FF_API_NVENC_OLD_NAME
 139
 140 static av_cold int nvenc_old_init(AVCodecContext *avctx)
 141 {
 142     av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "This encoder is deprecated, use 'h264_nvenc' instead\n");
 143     return ff_nvenc_encode_init(avctx);
 144 }
 145
 146 #if CONFIG_NVENC_ENCODER
 147 static const AVClass nvenc_class = {
 148     .class_name = "nvenc",
 149     .item_name = av_default_item_name,
 150     .option = options,
 151     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 152 };
 153
 154 AVCodec ff_nvenc_encoder = {
 155     .name           = "nvenc",
 156     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC H.264 encoder"),
 157     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 158     .id             = AV_CODEC_ID_H264,
 159     .init           = nvenc_old_init,
 160     .encode2        = ff_nvenc_encode_frame,
 161     .close          = ff_nvenc_encode_close,
 162     .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
 163     .priv_class     = &nvenc_class,
 164     .defaults       = defaults,
 165     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY,
 166     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 167     .pix_fmts       = ff_nvenc_pix_fmts,
 168 };
 169 #endif
 170
 171 /* Add an alias for nvenc_h264 */
 172 #if CONFIG_NVENC_H264_ENCODER
 173 static const AVClass nvenc_h264_class = {
 174     .class_name = "nvenc_h264",
 175     .item_name = av_default_item_name,
 176     .option = options,
 177     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 178 };
 179
 180 AVCodec ff_nvenc_h264_encoder = {
 181     .name           = "nvenc_h264",
 182     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC H.264 encoder"),
 183     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 184     .id             = AV_CODEC_ID_H264,
 185     .init           = nvenc_old_init,
 186     .encode2        = ff_nvenc_encode_frame,
 187     .close          = ff_nvenc_encode_close,
 188     .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
 189     .priv_class     = &nvenc_h264_class,
 190     .defaults       = defaults,
 191     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY,
 192     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 193     .pix_fmts       = ff_nvenc_pix_fmts,
 194 };
 195 #endif
 196
 197 #endif
 198
 199 static const AVClass h264_nvenc_class = {
 200     .class_name = "h264_nvenc",
 201     .item_name = av_default_item_name,
 202     .option = options,
 203     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 204 };
 205
 206 AVCodec ff_h264_nvenc_encoder = {
 207     .name           = "h264_nvenc",
 208     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC H.264 encoder"),
 209     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 210     .id             = AV_CODEC_ID_H264,
 211     .init           = ff_nvenc_encode_init,
 212     .encode2        = ff_nvenc_encode_frame,
 213     .close          = ff_nvenc_encode_close,
 214     .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
 215     .priv_class     = &h264_nvenc_class,
 216     .defaults       = defaults,
 217     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY,
 218     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 219     .pix_fmts       = ff_nvenc_pix_fmts,
 220 };