FFmpeg 编译支持NVIDIA硬件编解码-windows平台

1. 参考

[1] trac.ffmpeg.org/HWAccelIntro
[2] developer.nvidia.com/ffmpeg
[3] leochen1983/Nvidia硬件加速总结
[4] stackoverflow/ffmpeg ERROR: libnpp not found in windows
[5] hlwfirst/NVIDIA NPP

2. NVENC/NVDEC介绍

NVENC和NVDEC是NVIDIA的硬件加速编码和解码API，以前叫CUVID。在Windows和Linux平台支持。

使用NVENC和NVDEC的前提[1]：

GPU的支持。
显卡驱动的支持。
安装NIVIDA Codec SDK。

如何需要支持npp则还需要安装CUDA toolkit[4]。

3. 编译步骤

说明：

使用的FFmpeg的版本4.1.

3.1 下载nv-codec-headers

FFmpeg为NVIDIA的CUDA/NVENC/NVDEC相关库使用它自己稍微修改过的运行时加载器。需要安装nv-codec-headers，否则编译时会报错提示缺少ffnvcodec：ERROR: cuda requested, but not all dependencies are satisfied: ffnvcodec

[1] 中介绍的安装步骤如下：

git clone https://git.videolan.org/git/ffmpeg/nv-codec-headers.git
cd nv-codec-headers
make
sudo make install

工程中一个Makefile: make install PREFIX=/usr。FFmpeg将查找它的pkg-config文件，名为ffnvcodec.pc。确保它位于PKG_CONFIG_PATH中。

我在msys下执行make遇到问题make : cygpath command not found，具体参见“4.问题记录#问题2”

3.2 编译FFmpeg

configure配置如下：

./configure --prefix=../build_out_cuda --enable-shared \
--enable-cuda --enable-cuvid --enable-nvenc --enable-nonfree --enable-libnpp \
--extra-cflags=-I/d/programfiles/Video_Codec_SDK_9.0.20/Video_Codec_SDK_9.0.20/include \
--extra-ldflags=-L/d/programfiles/Video_Codec_SDK_9.0.20/Video_Codec_SDK_9.0.20/Lib/x64

make
make install

3.3 运行

1. 使用NVENC进行h264编码：

ffmpeg -s 1280*720 -i input_yuv -c:v h264_nvenc -pixel_format yuv420p -preset default output.mp4

2. NVEDC进行h264解码

ffmpeg -hwaccel nvdec -i input.mp4 output_yuv

更多示例可以参考[2]中“How to use FFmpeg/libav with NVIDIA GPU-acceleration”部分。

4. 问题记录

问题1：npp.h: No such file or directory

ffbuild/config.log中的错误信息：

check_lib libnpp npp.h nppGetLibVersion -lnppi -lnppc -lnppidei
check_func_headers npp.h nppGetLibVersion -lnppi -lnppc -lnppidei
test_ld cc -lnppi -lnppc -lnppidei
test_cc
BEGIN /tmp/ffconf.KIurJSQG/test.c
    1   #include 
    2   #include 
    3   long check_nppGetLibVersion(void) { return (long) nppGetLibVersion; }
    4   int main(void) { int ret = 0;
    5    ret |= ((intptr_t)check_nppGetLibVersion) & 0xFFFF;
    6   return ret; }
END /tmp/ffconf.KIurJSQG/test.c
gcc -D_ISOC99_SOURCE -D_FILE_OFFSET_BITS=64 -D_LARGEFILE_SOURCE -U__STRICT_ANSI__ -D__USE_MINGW_ANSI_STDIO=1 -D__MSVCRT_VERSION__=0x0700 -D_WIN32_WINNT=0x0600 -D__printf__=__gnu_printf__ -I/d/programfiles/Video_Codec_SDK_9.0.20/Video_Codec_SDK_9.0.20/include -std=c11 -fomit-frame-pointer -c -o /tmp/ffconf.KIurJSQG/test.o /tmp/ffconf.KIurJSQG/test.c
C:/Users/gavinxu/AppData/Local/Temp/ffconf.KIurJSQG/test.c:1:17: fatal error: npp.h: No such file or directory
 #include 
                 ^
compilation terminated.
ERROR: libnpp not found

Video_Codec_SDK_9.0.20/include中的确没有npp.h文件。
需要支持npp则还需要安装CUDA toolkit[4]。
安装CUDA-toolkit遇到visual studio环境的问题，目前还用不到npp，我就先把--enable-libnpp去掉了。

问题2：make : cygpath command not found

使用pkg-config --cflags ffnvcodec,发现ffnvcodec.pc没有被找到。
生成的ffnvcodec.pc有些问题。

prefix=
includedir=${prefix}/include

Name: ffnvcodec
Description: FFmpeg version of Nvidia Codec SDK headers
Version: 9.0.18.2
Cflags: -I${includedir}

查看了一下make文件

PREFIX = /usr/local
LIBDIR = lib
INSTALL = install
SED = sed

all:
ifeq ($(OS),Windows_NT)
    $(SED) 's#@@PREFIX@@#$(shell cygpath -m ${PREFIX})#' ffnvcodec.pc.in > ffnvcodec.pc
else
    $(SED) 's#@@PREFIX@@#$(PREFIX)#' ffnvcodec.pc.in > ffnvcodec.pc
endif

install: all
    $(INSTALL) -m 0755 -d '$(DESTDIR)$(PREFIX)/include/ffnvcodec'
    $(INSTALL) -m 0644 include/ffnvcodec/*.h '$(DESTDIR)$(PREFIX)/include/ffnvcodec'
    $(INSTALL) -m 0755 -d '$(DESTDIR)$(PREFIX)/$(LIBDIR)/pkgconfig'
    $(INSTALL) -m 0644 ffnvcodec.pc '$(DESTDIR)$(PREFIX)/$(LIBDIR)/pkgconfig'

uninstall:
    rm -rf '$(DESTDIR)$(PREFIX)/include/ffnvcodec' '$(DESTDIR)$(PREFIX)/$(LIBDIR)/pkgconfig/ffnvcodec.pc'

.PHONY: all install uninstall

make执行了生成ffnvcodec.pc然后把ffnvcodec.pc和include/ffnvcodec拷贝到了/usr/local/lib/pkgconfig目录和usr/local/inlucde目录的工作。
但是msys中执行pkg-config命令并没有去识别/usr/local/lib/pkgconfig目录，没有找到msys中安装cygpath的方案，就自己来配置这个ffnvcodec.pc。

配置步骤

修改ffnvcodec.pc。文件内容如下所示。
把ffnvcodec.pc放到msys的lib\pkgconfig目录，本机为D:\programfiles\MinGW\msys\1.0\lib\pkgconfig目录。
把ffnvcodec头文件目录拷贝到msys的include目录，本机为D:\programfiles\MinGW\msys\1.0\include。

ffnvcodec.pc的内容：

prefix=/usr/local/
includedir=${prefix}/include

Name: ffnvcodec
Description: FFmpeg version of Nvidia Codec SDK headers
Version: 9.0.18.2
Cflags: -I${includedir}