Merge tag 'v5.9-rc2' into drm-misc-fixes
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / userspace-api / media / v4l / dev-encoder.rst
1 .. This file is dual-licensed: you can use it either under the terms
2 .. of the GPL 2.0 or the GFDL 1.1+ license, at your option. Note that this
3 .. dual licensing only applies to this file, and not this project as a
4 .. whole.
5 ..
6 .. a) This file is free software; you can redistribute it and/or
7 ..    modify it under the terms of the GNU General Public License as
8 ..    published by the Free Software Foundation version 2 of
9 ..    the License.
10 ..
11 ..    This file is distributed in the hope that it will be useful,
12 ..    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 ..    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 ..    GNU General Public License for more details.
15 ..
16 .. Or, alternatively,
17 ..
18 .. b) Permission is granted to copy, distribute and/or modify this
19 ..    document under the terms of the GNU Free Documentation License,
20 ..    Version 1.1 or any later version published by the Free Software
21 ..    Foundation, with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts
22 ..    and no Back-Cover Texts. A copy of the license is included at
23 ..    Documentation/userspace-api/media/fdl-appendix.rst.
24 ..
25 .. TODO: replace it to GPL-2.0 OR GFDL-1.1-or-later WITH no-invariant-sections
26
27 .. _encoder:
28
29 *************************************************
30 Memory-to-Memory Stateful Video Encoder Interface
31 *************************************************
32
33 A stateful video encoder takes raw video frames in display order and encodes
34 them into a bytestream. It generates complete chunks of the bytestream, including
35 all metadata, headers, etc. The resulting bytestream does not require any
36 further post-processing by the client.
37
38 Performing software stream processing, header generation etc. in the driver
39 in order to support this interface is strongly discouraged. In case such
40 operations are needed, use of the Stateless Video Encoder Interface (in
41 development) is strongly advised.
42
43 Conventions and Notations Used in This Document
44 ===============================================
45
46 1. The general V4L2 API rules apply if not specified in this document
47    otherwise.
48
49 2. The meaning of words "must", "may", "should", etc. is as per `RFC
50    2119 <https://tools.ietf.org/html/rfc2119>`_.
51
52 3. All steps not marked "optional" are required.
53
54 4. :c:func:`VIDIOC_G_EXT_CTRLS` and :c:func:`VIDIOC_S_EXT_CTRLS` may be used
55    interchangeably with :c:func:`VIDIOC_G_CTRL` and :c:func:`VIDIOC_S_CTRL`,
56    unless specified otherwise.
57
58 5. Single-planar API (see :ref:`planar-apis`) and applicable structures may be
59    used interchangeably with multi-planar API, unless specified otherwise,
60    depending on encoder capabilities and following the general V4L2 guidelines.
61
62 6. i = [a..b]: sequence of integers from a to b, inclusive, i.e. i =
63    [0..2]: i = 0, 1, 2.
64
65 7. Given an ``OUTPUT`` buffer A, then A' represents a buffer on the ``CAPTURE``
66    queue containing data that resulted from processing buffer A.
67
68 Glossary
69 ========
70
71 Refer to :ref:`decoder-glossary`.
72
73 State Machine
74 =============
75
76 .. kernel-render:: DOT
77    :alt: DOT digraph of encoder state machine
78    :caption: Encoder State Machine
79
80    digraph encoder_state_machine {
81        node [shape = doublecircle, label="Encoding"] Encoding;
82
83        node [shape = circle, label="Initialization"] Initialization;
84        node [shape = circle, label="Stopped"] Stopped;
85        node [shape = circle, label="Drain"] Drain;
86        node [shape = circle, label="Reset"] Reset;
87
88        node [shape = point]; qi
89        qi -> Initialization [ label = "open()" ];
90
91        Initialization -> Encoding [ label = "Both queues streaming" ];
92
93        Encoding -> Drain [ label = "V4L2_ENC_CMD_STOP" ];
94        Encoding -> Reset [ label = "VIDIOC_STREAMOFF(CAPTURE)" ];
95        Encoding -> Stopped [ label = "VIDIOC_STREAMOFF(OUTPUT)" ];
96        Encoding -> Encoding;
97
98        Drain -> Stopped [ label = "All CAPTURE\nbuffers dequeued\nor\nVIDIOC_STREAMOFF(OUTPUT)" ];
99        Drain -> Reset [ label = "VIDIOC_STREAMOFF(CAPTURE)" ];
100
101        Reset -> Encoding [ label = "VIDIOC_STREAMON(CAPTURE)" ];
102        Reset -> Initialization [ label = "VIDIOC_REQBUFS(OUTPUT, 0)" ];
103
104        Stopped -> Encoding [ label = "V4L2_ENC_CMD_START\nor\nVIDIOC_STREAMON(OUTPUT)" ];
105        Stopped -> Reset [ label = "VIDIOC_STREAMOFF(CAPTURE)" ];
106    }
107
108 Querying Capabilities
109 =====================
110
111 1. To enumerate the set of coded formats supported by the encoder, the
112    client may call :c:func:`VIDIOC_ENUM_FMT` on ``CAPTURE``.
113
114    * The full set of supported formats will be returned, regardless of the
115      format set on ``OUTPUT``.
116
117 2. To enumerate the set of supported raw formats, the client may call
118    :c:func:`VIDIOC_ENUM_FMT` on ``OUTPUT``.
119
120    * Only the formats supported for the format currently active on ``CAPTURE``
121      will be returned.
122
123    * In order to enumerate raw formats supported by a given coded format,
124      the client must first set that coded format on ``CAPTURE`` and then
125      enumerate the formats on ``OUTPUT``.
126
127 3. The client may use :c:func:`VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES` to detect supported
128    resolutions for a given format, passing the desired pixel format in
129    :c:type:`v4l2_frmsizeenum` ``pixel_format``.
130
131    * Values returned by :c:func:`VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES` for a coded pixel
132      format will include all possible coded resolutions supported by the
133      encoder for the given coded pixel format.
134
135    * Values returned by :c:func:`VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES` for a raw pixel format
136      will include all possible frame buffer resolutions supported by the
137      encoder for the given raw pixel format and coded format currently set on
138      ``CAPTURE``.
139
140 4. The client may use :c:func:`VIDIOC_ENUM_FRAMEINTERVALS` to detect supported
141    frame intervals for a given format and resolution, passing the desired pixel
142    format in :c:type:`v4l2_frmsizeenum` ``pixel_format`` and the resolution
143    in :c:type:`v4l2_frmsizeenum` ``width`` and :c:type:`v4l2_frmsizeenum`
144    ``height``.
145
146    * Values returned by :c:func:`VIDIOC_ENUM_FRAMEINTERVALS` for a coded pixel
147      format and coded resolution will include all possible frame intervals
148      supported by the encoder for the given coded pixel format and resolution.
149
150    * Values returned by :c:func:`VIDIOC_ENUM_FRAMEINTERVALS` for a raw pixel
151      format and resolution will include all possible frame intervals supported
152      by the encoder for the given raw pixel format and resolution and for the
153      coded format, coded resolution and coded frame interval currently set on
154      ``CAPTURE``.
155
156    * Support for :c:func:`VIDIOC_ENUM_FRAMEINTERVALS` is optional. If it is
157      not implemented, then there are no special restrictions other than the
158      limits of the codec itself.
159
160 5. Supported profiles and levels for the coded format currently set on
161    ``CAPTURE``, if applicable, may be queried using their respective controls
162    via :c:func:`VIDIOC_QUERYCTRL`.
163
164 6. Any additional encoder capabilities may be discovered by querying
165    their respective controls.
166
167 Initialization
168 ==============
169
170 1. Set the coded format on the ``CAPTURE`` queue via :c:func:`VIDIOC_S_FMT`.
171
172    * **Required fields:**
173
174      ``type``
175          a ``V4L2_BUF_TYPE_*`` enum appropriate for ``CAPTURE``.
176
177      ``pixelformat``
178          the coded format to be produced.
179
180      ``sizeimage``
181          desired size of ``CAPTURE`` buffers; the encoder may adjust it to
182          match hardware requirements.
183
184      ``width``, ``height``
185          ignored (read-only).
186
187      other fields
188          follow standard semantics.
189
190    * **Return fields:**
191
192      ``sizeimage``
193          adjusted size of ``CAPTURE`` buffers.
194
195      ``width``, ``height``
196          the coded size selected by the encoder based on current state, e.g.
197          ``OUTPUT`` format, selection rectangles, etc. (read-only).
198
199    .. important::
200
201       Changing the ``CAPTURE`` format may change the currently set ``OUTPUT``
202       format. How the new ``OUTPUT`` format is determined is up to the encoder
203       and the client must ensure it matches its needs afterwards.
204
205 2. **Optional.** Enumerate supported ``OUTPUT`` formats (raw formats for
206    source) for the selected coded format via :c:func:`VIDIOC_ENUM_FMT`.
207
208    * **Required fields:**
209
210      ``type``
211          a ``V4L2_BUF_TYPE_*`` enum appropriate for ``OUTPUT``.
212
213      other fields
214          follow standard semantics.
215
216    * **Return fields:**
217
218      ``pixelformat``
219          raw format supported for the coded format currently selected on
220          the ``CAPTURE`` queue.
221
222      other fields
223          follow standard semantics.
224
225 3. Set the raw source format on the ``OUTPUT`` queue via
226    :c:func:`VIDIOC_S_FMT`.
227
228    * **Required fields:**
229
230      ``type``
231          a ``V4L2_BUF_TYPE_*`` enum appropriate for ``OUTPUT``.
232
233      ``pixelformat``
234          raw format of the source.
235
236      ``width``, ``height``
237          source resolution.
238
239      other fields
240          follow standard semantics.
241
242    * **Return fields:**
243
244      ``width``, ``height``
245          may be adjusted to match encoder minimums, maximums and alignment
246          requirements, as required by the currently selected formats, as
247          reported by :c:func:`VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES`.
248
249      other fields
250          follow standard semantics.
251
252    * Setting the ``OUTPUT`` format will reset the selection rectangles to their
253      default values, based on the new resolution, as described in the next
254      step.
255
256 4. Set the raw frame interval on the ``OUTPUT`` queue via
257    :c:func:`VIDIOC_S_PARM`. This also sets the coded frame interval on the
258    ``CAPTURE`` queue to the same value.
259
260    * ** Required fields:**
261
262      ``type``
263          a ``V4L2_BUF_TYPE_*`` enum appropriate for ``OUTPUT``.
264
265      ``parm.output``
266          set all fields except ``parm.output.timeperframe`` to 0.
267
268      ``parm.output.timeperframe``
269          the desired frame interval; the encoder may adjust it to
270          match hardware requirements.
271
272    * **Return fields:**
273
274      ``parm.output.timeperframe``
275          the adjusted frame interval.
276
277    .. important::
278
279       Changing the ``OUTPUT`` frame interval *also* sets the framerate that
280       the encoder uses to encode the video. So setting the frame interval
281       to 1/24 (or 24 frames per second) will produce a coded video stream
282       that can be played back at that speed. The frame interval for the
283       ``OUTPUT`` queue is just a hint, the application may provide raw
284       frames at a different rate. It can be used by the driver to help
285       schedule multiple encoders running in parallel.
286
287       In the next step the ``CAPTURE`` frame interval can optionally be
288       changed to a different value. This is useful for off-line encoding
289       were the coded frame interval can be different from the rate at
290       which raw frames are supplied.
291
292    .. important::
293
294       ``timeperframe`` deals with *frames*, not fields. So for interlaced
295       formats this is the time per two fields, since a frame consists of
296       a top and a bottom field.
297
298    .. note::
299
300       It is due to historical reasons that changing the ``OUTPUT`` frame
301       interval also changes the coded frame interval on the ``CAPTURE``
302       queue. Ideally these would be independent settings, but that would
303       break the existing API.
304
305 5. **Optional** Set the coded frame interval on the ``CAPTURE`` queue via
306    :c:func:`VIDIOC_S_PARM`. This is only necessary if the coded frame
307    interval is different from the raw frame interval, which is typically
308    the case for off-line encoding. Support for this feature is signalled
309    by the :ref:`V4L2_FMT_FLAG_ENC_CAP_FRAME_INTERVAL <fmtdesc-flags>` format flag.
310
311    * ** Required fields:**
312
313      ``type``
314          a ``V4L2_BUF_TYPE_*`` enum appropriate for ``CAPTURE``.
315
316      ``parm.capture``
317          set all fields except ``parm.capture.timeperframe`` to 0.
318
319      ``parm.capture.timeperframe``
320          the desired coded frame interval; the encoder may adjust it to
321          match hardware requirements.
322
323    * **Return fields:**
324
325      ``parm.capture.timeperframe``
326          the adjusted frame interval.
327
328    .. important::
329
330       Changing the ``CAPTURE`` frame interval sets the framerate for the
331       coded video. It does *not* set the rate at which buffers arrive on the
332       ``CAPTURE`` queue, that depends on how fast the encoder is and how
333       fast raw frames are queued on the ``OUTPUT`` queue.
334
335    .. important::
336
337       ``timeperframe`` deals with *frames*, not fields. So for interlaced
338       formats this is the time per two fields, since a frame consists of
339       a top and a bottom field.
340
341    .. note::
342
343       Not all drivers support this functionality, in that case just set
344       the desired coded frame interval for the ``OUTPUT`` queue.
345
346       However, drivers that can schedule multiple encoders based on the
347       ``OUTPUT`` frame interval must support this optional feature.
348
349 6. **Optional.** Set the visible resolution for the stream metadata via
350    :c:func:`VIDIOC_S_SELECTION` on the ``OUTPUT`` queue if it is desired
351    to be different than the full OUTPUT resolution.
352
353    * **Required fields:**
354
355      ``type``
356          a ``V4L2_BUF_TYPE_*`` enum appropriate for ``OUTPUT``.
357
358      ``target``
359          set to ``V4L2_SEL_TGT_CROP``.
360
361      ``r.left``, ``r.top``, ``r.width``, ``r.height``
362          visible rectangle; this must fit within the `V4L2_SEL_TGT_CROP_BOUNDS`
363          rectangle and may be subject to adjustment to match codec and
364          hardware constraints.
365
366    * **Return fields:**
367
368      ``r.left``, ``r.top``, ``r.width``, ``r.height``
369          visible rectangle adjusted by the encoder.
370
371    * The following selection targets are supported on ``OUTPUT``:
372
373      ``V4L2_SEL_TGT_CROP_BOUNDS``
374          equal to the full source frame, matching the active ``OUTPUT``
375          format.
376
377      ``V4L2_SEL_TGT_CROP_DEFAULT``
378          equal to ``V4L2_SEL_TGT_CROP_BOUNDS``.
379
380      ``V4L2_SEL_TGT_CROP``
381          rectangle within the source buffer to be encoded into the
382          ``CAPTURE`` stream; defaults to ``V4L2_SEL_TGT_CROP_DEFAULT``.
383
384          .. note::
385
386             A common use case for this selection target is encoding a source
387             video with a resolution that is not a multiple of a macroblock,
388             e.g.  the common 1920x1080 resolution may require the source
389             buffers to be aligned to 1920x1088 for codecs with 16x16 macroblock
390             size. To avoid encoding the padding, the client needs to explicitly
391             configure this selection target to 1920x1080.
392
393    .. warning::
394
395       The encoder may adjust the crop/compose rectangles to the nearest
396       supported ones to meet codec and hardware requirements. The client needs
397       to check the adjusted rectangle returned by :c:func:`VIDIOC_S_SELECTION`.
398
399 7. Allocate buffers for both ``OUTPUT`` and ``CAPTURE`` via
400    :c:func:`VIDIOC_REQBUFS`. This may be performed in any order.
401
402    * **Required fields:**
403
404      ``count``
405          requested number of buffers to allocate; greater than zero.
406
407      ``type``
408          a ``V4L2_BUF_TYPE_*`` enum appropriate for ``OUTPUT`` or
409          ``CAPTURE``.
410
411      other fields
412          follow standard semantics.
413
414    * **Return fields:**
415
416      ``count``
417           actual number of buffers allocated.
418
419    .. warning::
420
421       The actual number of allocated buffers may differ from the ``count``
422       given. The client must check the updated value of ``count`` after the
423       call returns.
424
425    .. note::
426
427       To allocate more than the minimum number of OUTPUT buffers (for pipeline
428       depth), the client may query the ``V4L2_CID_MIN_BUFFERS_FOR_OUTPUT``
429       control to get the minimum number of buffers required, and pass the
430       obtained value plus the number of additional buffers needed in the
431       ``count`` field to :c:func:`VIDIOC_REQBUFS`.
432
433    Alternatively, :c:func:`VIDIOC_CREATE_BUFS` can be used to have more
434    control over buffer allocation.
435
436    * **Required fields:**
437
438      ``count``
439          requested number of buffers to allocate; greater than zero.
440
441      ``type``
442          a ``V4L2_BUF_TYPE_*`` enum appropriate for ``OUTPUT``.
443
444      other fields
445          follow standard semantics.
446
447    * **Return fields:**
448
449      ``count``
450          adjusted to the number of allocated buffers.
451
452 8. Begin streaming on both ``OUTPUT`` and ``CAPTURE`` queues via
453    :c:func:`VIDIOC_STREAMON`. This may be performed in any order. The actual
454    encoding process starts when both queues start streaming.
455
456 .. note::
457
458    If the client stops the ``CAPTURE`` queue during the encode process and then
459    restarts it again, the encoder will begin generating a stream independent
460    from the stream generated before the stop. The exact constraints depend
461    on the coded format, but may include the following implications:
462
463    * encoded frames produced after the restart must not reference any
464      frames produced before the stop, e.g. no long term references for
465      H.264/HEVC,
466
467    * any headers that must be included in a standalone stream must be
468      produced again, e.g. SPS and PPS for H.264/HEVC.
469
470 Encoding
471 ========
472
473 This state is reached after the `Initialization` sequence finishes
474 successfully.  In this state, the client queues and dequeues buffers to both
475 queues via :c:func:`VIDIOC_QBUF` and :c:func:`VIDIOC_DQBUF`, following the
476 standard semantics.
477
478 The content of encoded ``CAPTURE`` buffers depends on the active coded pixel
479 format and may be affected by codec-specific extended controls, as stated
480 in the documentation of each format.
481
482 Both queues operate independently, following standard behavior of V4L2 buffer
483 queues and memory-to-memory devices. In addition, the order of encoded frames
484 dequeued from the ``CAPTURE`` queue may differ from the order of queuing raw
485 frames to the ``OUTPUT`` queue, due to properties of the selected coded format,
486 e.g. frame reordering.
487
488 The client must not assume any direct relationship between ``CAPTURE`` and
489 ``OUTPUT`` buffers and any specific timing of buffers becoming
490 available to dequeue. Specifically:
491
492 * a buffer queued to ``OUTPUT`` may result in more than one buffer produced on
493   ``CAPTURE`` (for example, if returning an encoded frame allowed the encoder
494   to return a frame that preceded it in display, but succeeded it in the decode
495   order; however, there may be other reasons for this as well),
496
497 * a buffer queued to ``OUTPUT`` may result in a buffer being produced on
498   ``CAPTURE`` later into encode process, and/or after processing further
499   ``OUTPUT`` buffers, or be returned out of order, e.g. if display
500   reordering is used,
501
502 * buffers may become available on the ``CAPTURE`` queue without additional
503   buffers queued to ``OUTPUT`` (e.g. during drain or ``EOS``), because of the
504   ``OUTPUT`` buffers queued in the past whose encoding results are only
505   available at later time, due to specifics of the encoding process,
506
507 * buffers queued to ``OUTPUT`` may not become available to dequeue instantly
508   after being encoded into a corresponding ``CAPTURE`` buffer, e.g. if the
509   encoder needs to use the frame as a reference for encoding further frames.
510
511 .. note::
512
513    To allow matching encoded ``CAPTURE`` buffers with ``OUTPUT`` buffers they
514    originated from, the client can set the ``timestamp`` field of the
515    :c:type:`v4l2_buffer` struct when queuing an ``OUTPUT`` buffer. The
516    ``CAPTURE`` buffer(s), which resulted from encoding that ``OUTPUT`` buffer
517    will have their ``timestamp`` field set to the same value when dequeued.
518
519    In addition to the straightforward case of one ``OUTPUT`` buffer producing
520    one ``CAPTURE`` buffer, the following cases are defined:
521
522    * one ``OUTPUT`` buffer generates multiple ``CAPTURE`` buffers: the same
523      ``OUTPUT`` timestamp will be copied to multiple ``CAPTURE`` buffers,
524
525    * the encoding order differs from the presentation order (i.e. the
526      ``CAPTURE`` buffers are out-of-order compared to the ``OUTPUT`` buffers):
527      ``CAPTURE`` timestamps will not retain the order of ``OUTPUT`` timestamps.
528
529 .. note::
530
531    To let the client distinguish between frame types (keyframes, intermediate
532    frames; the exact list of types depends on the coded format), the
533    ``CAPTURE`` buffers will have corresponding flag bits set in their
534    :c:type:`v4l2_buffer` struct when dequeued. See the documentation of
535    :c:type:`v4l2_buffer` and each coded pixel format for exact list of flags
536    and their meanings.
537
538 Should an encoding error occur, it will be reported to the client with the level
539 of details depending on the encoder capabilities. Specifically:
540
541 * the ``CAPTURE`` buffer (if any) that contains the results of the failed encode
542   operation will be returned with the ``V4L2_BUF_FLAG_ERROR`` flag set,
543
544 * if the encoder is able to precisely report the ``OUTPUT`` buffer(s) that triggered
545   the error, such buffer(s) will be returned with the ``V4L2_BUF_FLAG_ERROR`` flag
546   set.
547
548 .. note::
549
550    If a ``CAPTURE`` buffer is too small then it is just returned with the
551    ``V4L2_BUF_FLAG_ERROR`` flag set. More work is needed to detect that this
552    error occurred because the buffer was too small, and to provide support to
553    free existing buffers that were too small.
554
555 In case of a fatal failure that does not allow the encoding to continue, any
556 further operations on corresponding encoder file handle will return the -EIO
557 error code. The client may close the file handle and open a new one, or
558 alternatively reinitialize the instance by stopping streaming on both queues,
559 releasing all buffers and performing the Initialization sequence again.
560
561 Encoding Parameter Changes
562 ==========================
563
564 The client is allowed to use :c:func:`VIDIOC_S_CTRL` to change encoder
565 parameters at any time. The availability of parameters is encoder-specific
566 and the client must query the encoder to find the set of available controls.
567
568 The ability to change each parameter during encoding is encoder-specific, as
569 per the standard semantics of the V4L2 control interface. The client may
570 attempt to set a control during encoding and if the operation fails with the
571 -EBUSY error code, the ``CAPTURE`` queue needs to be stopped for the
572 configuration change to be allowed. To do this, it may follow the `Drain`
573 sequence to avoid losing the already queued/encoded frames.
574
575 The timing of parameter updates is encoder-specific, as per the standard
576 semantics of the V4L2 control interface. If the client needs to apply the
577 parameters exactly at specific frame, using the Request API
578 (:ref:`media-request-api`) should be considered, if supported by the encoder.
579
580 Drain
581 =====
582
583 To ensure that all the queued ``OUTPUT`` buffers have been processed and the
584 related ``CAPTURE`` buffers are given to the client, the client must follow the
585 drain sequence described below. After the drain sequence ends, the client has
586 received all encoded frames for all ``OUTPUT`` buffers queued before the
587 sequence was started.
588
589 1. Begin the drain sequence by issuing :c:func:`VIDIOC_ENCODER_CMD`.
590
591    * **Required fields:**
592
593      ``cmd``
594          set to ``V4L2_ENC_CMD_STOP``.
595
596      ``flags``
597          set to 0.
598
599      ``pts``
600          set to 0.
601
602    .. warning::
603
604       The sequence can be only initiated if both ``OUTPUT`` and ``CAPTURE``
605       queues are streaming. For compatibility reasons, the call to
606       :c:func:`VIDIOC_ENCODER_CMD` will not fail even if any of the queues is
607       not streaming, but at the same time it will not initiate the `Drain`
608       sequence and so the steps described below would not be applicable.
609
610 2. Any ``OUTPUT`` buffers queued by the client before the
611    :c:func:`VIDIOC_ENCODER_CMD` was issued will be processed and encoded as
612    normal. The client must continue to handle both queues independently,
613    similarly to normal encode operation. This includes:
614
615    * queuing and dequeuing ``CAPTURE`` buffers, until a buffer marked with the
616      ``V4L2_BUF_FLAG_LAST`` flag is dequeued,
617
618      .. warning::
619
620         The last buffer may be empty (with :c:type:`v4l2_buffer`
621         ``bytesused`` = 0) and in that case it must be ignored by the client,
622         as it does not contain an encoded frame.
623
624      .. note::
625
626         Any attempt to dequeue more ``CAPTURE`` buffers beyond the buffer
627         marked with ``V4L2_BUF_FLAG_LAST`` will result in a -EPIPE error from
628         :c:func:`VIDIOC_DQBUF`.
629
630    * dequeuing processed ``OUTPUT`` buffers, until all the buffers queued
631      before the ``V4L2_ENC_CMD_STOP`` command are dequeued,
632
633    * dequeuing the ``V4L2_EVENT_EOS`` event, if the client subscribes to it.
634
635    .. note::
636
637       For backwards compatibility, the encoder will signal a ``V4L2_EVENT_EOS``
638       event when the last frame has been encoded and all frames are ready to be
639       dequeued. It is deprecated behavior and the client must not rely on it.
640       The ``V4L2_BUF_FLAG_LAST`` buffer flag should be used instead.
641
642 3. Once all ``OUTPUT`` buffers queued before the ``V4L2_ENC_CMD_STOP`` call are
643    dequeued and the last ``CAPTURE`` buffer is dequeued, the encoder is stopped
644    and it will accept, but not process any newly queued ``OUTPUT`` buffers
645    until the client issues any of the following operations:
646
647    * ``V4L2_ENC_CMD_START`` - the encoder will not be reset and will resume
648      operation normally, with all the state from before the drain,
649
650    * a pair of :c:func:`VIDIOC_STREAMOFF` and :c:func:`VIDIOC_STREAMON` on the
651      ``CAPTURE`` queue - the encoder will be reset (see the `Reset` sequence)
652      and then resume encoding,
653
654    * a pair of :c:func:`VIDIOC_STREAMOFF` and :c:func:`VIDIOC_STREAMON` on the
655      ``OUTPUT`` queue - the encoder will resume operation normally, however any
656      source frames queued to the ``OUTPUT`` queue between ``V4L2_ENC_CMD_STOP``
657      and :c:func:`VIDIOC_STREAMOFF` will be discarded.
658
659 .. note::
660
661    Once the drain sequence is initiated, the client needs to drive it to
662    completion, as described by the steps above, unless it aborts the process by
663    issuing :c:func:`VIDIOC_STREAMOFF` on any of the ``OUTPUT`` or ``CAPTURE``
664    queues.  The client is not allowed to issue ``V4L2_ENC_CMD_START`` or
665    ``V4L2_ENC_CMD_STOP`` again while the drain sequence is in progress and they
666    will fail with -EBUSY error code if attempted.
667
668    For reference, handling of various corner cases is described below:
669
670    * In case of no buffer in the ``OUTPUT`` queue at the time the
671      ``V4L2_ENC_CMD_STOP`` command was issued, the drain sequence completes
672      immediately and the encoder returns an empty ``CAPTURE`` buffer with the
673      ``V4L2_BUF_FLAG_LAST`` flag set.
674
675    * In case of no buffer in the ``CAPTURE`` queue at the time the drain
676      sequence completes, the next time the client queues a ``CAPTURE`` buffer
677      it is returned at once as an empty buffer with the ``V4L2_BUF_FLAG_LAST``
678      flag set.
679
680    * If :c:func:`VIDIOC_STREAMOFF` is called on the ``CAPTURE`` queue in the
681      middle of the drain sequence, the drain sequence is canceled and all
682      ``CAPTURE`` buffers are implicitly returned to the client.
683
684    * If :c:func:`VIDIOC_STREAMOFF` is called on the ``OUTPUT`` queue in the
685      middle of the drain sequence, the drain sequence completes immediately and
686      next ``CAPTURE`` buffer will be returned empty with the
687      ``V4L2_BUF_FLAG_LAST`` flag set.
688
689    Although not mandatory, the availability of encoder commands may be queried
690    using :c:func:`VIDIOC_TRY_ENCODER_CMD`.
691
692 Reset
693 =====
694
695 The client may want to request the encoder to reinitialize the encoding, so
696 that the following stream data becomes independent from the stream data
697 generated before. Depending on the coded format, that may imply that:
698
699 * encoded frames produced after the restart must not reference any frames
700   produced before the stop, e.g. no long term references for H.264/HEVC,
701
702 * any headers that must be included in a standalone stream must be produced
703   again, e.g. SPS and PPS for H.264/HEVC.
704
705 This can be achieved by performing the reset sequence.
706
707 1. Perform the `Drain` sequence to ensure all the in-flight encoding finishes
708    and respective buffers are dequeued.
709
710 2. Stop streaming on the ``CAPTURE`` queue via :c:func:`VIDIOC_STREAMOFF`. This
711    will return all currently queued ``CAPTURE`` buffers to the client, without
712    valid frame data.
713
714 3. Start streaming on the ``CAPTURE`` queue via :c:func:`VIDIOC_STREAMON` and
715    continue with regular encoding sequence. The encoded frames produced into
716    ``CAPTURE`` buffers from now on will contain a standalone stream that can be
717    decoded without the need for frames encoded before the reset sequence,
718    starting at the first ``OUTPUT`` buffer queued after issuing the
719    `V4L2_ENC_CMD_STOP` of the `Drain` sequence.
720
721 This sequence may be also used to change encoding parameters for encoders
722 without the ability to change the parameters on the fly.
723
724 Commit Points
725 =============
726
727 Setting formats and allocating buffers triggers changes in the behavior of the
728 encoder.
729
730 1. Setting the format on the ``CAPTURE`` queue may change the set of formats
731    supported/advertised on the ``OUTPUT`` queue. In particular, it also means
732    that the ``OUTPUT`` format may be reset and the client must not rely on the
733    previously set format being preserved.
734
735 2. Enumerating formats on the ``OUTPUT`` queue always returns only formats
736    supported for the current ``CAPTURE`` format.
737
738 3. Setting the format on the ``OUTPUT`` queue does not change the list of
739    formats available on the ``CAPTURE`` queue. An attempt to set the ``OUTPUT``
740    format that is not supported for the currently selected ``CAPTURE`` format
741    will result in the encoder adjusting the requested ``OUTPUT`` format to a
742    supported one.
743
744 4. Enumerating formats on the ``CAPTURE`` queue always returns the full set of
745    supported coded formats, irrespective of the current ``OUTPUT`` format.
746
747 5. While buffers are allocated on any of the ``OUTPUT`` or ``CAPTURE`` queues,
748    the client must not change the format on the ``CAPTURE`` queue. Drivers will
749    return the -EBUSY error code for any such format change attempt.
750
751 To summarize, setting formats and allocation must always start with the
752 ``CAPTURE`` queue and the ``CAPTURE`` queue is the master that governs the
753 set of supported formats for the ``OUTPUT`` queue.