vpxenc.c

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2010 The WebM project authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  *  Use of this source code is governed by a BSD-style license
   5  *  that can be found in the LICENSE file in the root of the source
   6  *  tree. An additional intellectual property rights grant can be found
   7  *  in the file PATENTS.  All contributing project authors may
   8  *  be found in the AUTHORS file in the root of the source tree.
   9  */
  10
  11 #include "./vpxenc.h"
  12 #include "./vpx_config.h"
  13
  14 #include <assert.h>
  15 #include <limits.h>
  16 #include <math.h>
  17 #include <stdarg.h>
  18 #include <stdio.h>
  19 #include <stdlib.h>
  20 #include <string.h>
  21
  22 #if CONFIG_LIBYUV
  23 #include "third_party/libyuv/include/libyuv/scale.h"
  24 #endif
  25
  26 #include "vpx/vpx_encoder.h"
  27 #if CONFIG_DECODERS
  28 #include "vpx/vpx_decoder.h"
  29 #endif
  30
  31 #include "./args.h"
  32 #include "./ivfenc.h"
  33 #include "./tools_common.h"
  34
  35 #if CONFIG_VP8_ENCODER || CONFIG_VP9_ENCODER
  36 #include "vpx/vp8cx.h"
  37 #endif
  38 #if CONFIG_VP8_DECODER || CONFIG_VP9_DECODER
  39 #include "vpx/vp8dx.h"
  40 #endif
  41
  42 #include "vpx/vpx_integer.h"
  43 #include "vpx_ports/mem_ops.h"
  44 #include "vpx_ports/vpx_timer.h"
  45 #include "./rate_hist.h"
  46 #include "./vpxstats.h"
  47 #include "./warnings.h"
  48 #if CONFIG_WEBM_IO
  49 #include "./webmenc.h"
  50 #endif
  51 #include "./y4minput.h"
  52
  53 static size_t wrap_fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb,
  54                           FILE *stream) {
  55   return fwrite(ptr, size, nmemb, stream);
  56 }
  57 #define fwrite wrap_fwrite
  58
  59 static const char *exec_name;
  60
  61 static VPX_TOOLS_FORMAT_PRINTF(3, 0) void warn_or_exit_on_errorv(
  62     vpx_codec_ctx_t *ctx, int fatal, const char *s, va_list ap) {
  63   if (ctx->err) {
  64     const char *detail = vpx_codec_error_detail(ctx);
  65
  66     vfprintf(stderr, s, ap);
  67     fprintf(stderr, ": %s\n", vpx_codec_error(ctx));
  68
  69     if (detail) fprintf(stderr, "    %s\n", detail);
  70
  71     if (fatal) exit(EXIT_FAILURE);
  72   }
  73 }
  74
  75 static VPX_TOOLS_FORMAT_PRINTF(2,
  76                                3) void ctx_exit_on_error(vpx_codec_ctx_t *ctx,
  77                                                          const char *s, ...) {
  78   va_list ap;
  79
  80   va_start(ap, s);
  81   warn_or_exit_on_errorv(ctx, 1, s, ap);
  82   va_end(ap);
  83 }
  84
  85 static VPX_TOOLS_FORMAT_PRINTF(3, 4) void warn_or_exit_on_error(
  86     vpx_codec_ctx_t *ctx, int fatal, const char *s, ...) {
  87   va_list ap;
  88
  89   va_start(ap, s);
  90   warn_or_exit_on_errorv(ctx, fatal, s, ap);
  91   va_end(ap);
  92 }
  93
  94 static const arg_def_t help =
  95     ARG_DEF(NULL, "help", 0, "Show usage options and exit");
  96 static const arg_def_t debugmode =
  97     ARG_DEF("D", "debug", 0, "Debug mode (makes output deterministic)");
  98 static const arg_def_t outputfile =
  99     ARG_DEF("o", "output", 1, "Output filename");
 100 static const arg_def_t use_nv12 =
 101     ARG_DEF(NULL, "nv12", 0, "Input file is NV12 ");
 102 static const arg_def_t use_yv12 =
 103     ARG_DEF(NULL, "yv12", 0, "Input file is YV12 ");
 104 static const arg_def_t use_i420 =
 105     ARG_DEF(NULL, "i420", 0, "Input file is I420 (default)");
 106 static const arg_def_t use_i422 =
 107     ARG_DEF(NULL, "i422", 0, "Input file is I422");
 108 static const arg_def_t use_i444 =
 109     ARG_DEF(NULL, "i444", 0, "Input file is I444");
 110 static const arg_def_t use_i440 =
 111     ARG_DEF(NULL, "i440", 0, "Input file is I440");
 112 static const arg_def_t codecarg = ARG_DEF(NULL, "codec", 1, "Codec to use");
 113 static const arg_def_t passes =
 114     ARG_DEF("p", "passes", 1, "Number of passes (1/2)");
 115 static const arg_def_t pass_arg =
 116     ARG_DEF(NULL, "pass", 1, "Pass to execute (1/2)");
 117 static const arg_def_t fpf_name =
 118     ARG_DEF(NULL, "fpf", 1, "First pass statistics file name");
 119 static const arg_def_t limit =
 120     ARG_DEF(NULL, "limit", 1, "Stop encoding after n input frames");
 121 static const arg_def_t skip =
 122     ARG_DEF(NULL, "skip", 1, "Skip the first n input frames");
 123 static const arg_def_t deadline =
 124     ARG_DEF("d", "deadline", 1, "Deadline per frame (usec)");
 125 static const arg_def_t best_dl =
 126     ARG_DEF(NULL, "best", 0, "Use Best Quality Deadline");
 127 static const arg_def_t good_dl =
 128     ARG_DEF(NULL, "good", 0, "Use Good Quality Deadline");
 129 static const arg_def_t rt_dl =
 130     ARG_DEF(NULL, "rt", 0, "Use Realtime Quality Deadline");
 131 static const arg_def_t quietarg =
 132     ARG_DEF("q", "quiet", 0, "Do not print encode progress");
 133 static const arg_def_t verbosearg =
 134     ARG_DEF("v", "verbose", 0, "Show encoder parameters");
 135 static const arg_def_t psnrarg =
 136     ARG_DEF(NULL, "psnr", 0, "Show PSNR in status line");
 137
 138 static const struct arg_enum_list test_decode_enum[] = {
 139   { "off", TEST_DECODE_OFF },
 140   { "fatal", TEST_DECODE_FATAL },
 141   { "warn", TEST_DECODE_WARN },
 142   { NULL, 0 }
 143 };
 144 static const arg_def_t recontest = ARG_DEF_ENUM(
 145     NULL, "test-decode", 1, "Test encode/decode mismatch", test_decode_enum);
 146 static const arg_def_t framerate =
 147     ARG_DEF(NULL, "fps", 1, "Stream frame rate (rate/scale)");
 148 static const arg_def_t use_webm =
 149     ARG_DEF(NULL, "webm", 0, "Output WebM (default when WebM IO is enabled)");
 150 static const arg_def_t use_ivf = ARG_DEF(NULL, "ivf", 0, "Output IVF");
 151 static const arg_def_t out_part =
 152     ARG_DEF("P", "output-partitions", 0,
 153             "Makes encoder output partitions. Requires IVF output!");
 154 static const arg_def_t q_hist_n =
 155     ARG_DEF(NULL, "q-hist", 1, "Show quantizer histogram (n-buckets)");
 156 static const arg_def_t rate_hist_n =
 157     ARG_DEF(NULL, "rate-hist", 1, "Show rate histogram (n-buckets)");
 158 static const arg_def_t disable_warnings =
 159     ARG_DEF(NULL, "disable-warnings", 0,
 160             "Disable warnings about potentially incorrect encode settings.");
 161 static const arg_def_t disable_warning_prompt =
 162     ARG_DEF("y", "disable-warning-prompt", 0,
 163             "Display warnings, but do not prompt user to continue.");
 164
 165 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 166 static const arg_def_t test16bitinternalarg = ARG_DEF(
 167     NULL, "test-16bit-internal", 0, "Force use of 16 bit internal buffer");
 168 #endif
 169
 170 static const arg_def_t *main_args[] = { &help,
 171                                         &debugmode,
 172                                         &outputfile,
 173                                         &codecarg,
 174                                         &passes,
 175                                         &pass_arg,
 176                                         &fpf_name,
 177                                         &limit,
 178                                         &skip,
 179                                         &deadline,
 180                                         &best_dl,
 181                                         &good_dl,
 182                                         &rt_dl,
 183                                         &quietarg,
 184                                         &verbosearg,
 185                                         &psnrarg,
 186                                         &use_webm,
 187                                         &use_ivf,
 188                                         &out_part,
 189                                         &q_hist_n,
 190                                         &rate_hist_n,
 191                                         &disable_warnings,
 192                                         &disable_warning_prompt,
 193                                         &recontest,
 194                                         NULL };
 195
 196 static const arg_def_t usage =
 197     ARG_DEF("u", "usage", 1, "Usage profile number to use");
 198 static const arg_def_t threads =
 199     ARG_DEF("t", "threads", 1, "Max number of threads to use");
 200 static const arg_def_t profile =
 201     ARG_DEF(NULL, "profile", 1, "Bitstream profile number to use");
 202 static const arg_def_t width = ARG_DEF("w", "width", 1, "Frame width");
 203 static const arg_def_t height = ARG_DEF("h", "height", 1, "Frame height");
 204 #if CONFIG_WEBM_IO
 205 static const struct arg_enum_list stereo_mode_enum[] = {
 206   { "mono", STEREO_FORMAT_MONO },
 207   { "left-right", STEREO_FORMAT_LEFT_RIGHT },
 208   { "bottom-top", STEREO_FORMAT_BOTTOM_TOP },
 209   { "top-bottom", STEREO_FORMAT_TOP_BOTTOM },
 210   { "right-left", STEREO_FORMAT_RIGHT_LEFT },
 211   { NULL, 0 }
 212 };
 213 static const arg_def_t stereo_mode = ARG_DEF_ENUM(
 214     NULL, "stereo-mode", 1, "Stereo 3D video format", stereo_mode_enum);
 215 #endif
 216 static const arg_def_t timebase = ARG_DEF(
 217     NULL, "timebase", 1, "Output timestamp precision (fractional seconds)");
 218 static const arg_def_t error_resilient =
 219     ARG_DEF(NULL, "error-resilient", 1, "Enable error resiliency features");
 220 static const arg_def_t lag_in_frames =
 221     ARG_DEF(NULL, "lag-in-frames", 1, "Max number of frames to lag");
 222
 223 static const arg_def_t *global_args[] = { &use_nv12,
 224                                           &use_yv12,
 225                                           &use_i420,
 226                                           &use_i422,
 227                                           &use_i444,
 228                                           &use_i440,
 229                                           &usage,
 230                                           &threads,
 231                                           &profile,
 232                                           &width,
 233                                           &height,
 234 #if CONFIG_WEBM_IO
 235                                           &stereo_mode,
 236 #endif
 237                                           &timebase,
 238                                           &framerate,
 239                                           &error_resilient,
 240 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 241                                           &test16bitinternalarg,
 242 #endif
 243                                           &lag_in_frames,
 244                                           NULL };
 245
 246 static const arg_def_t dropframe_thresh =
 247     ARG_DEF(NULL, "drop-frame", 1, "Temporal resampling threshold (buf %)");
 248 static const arg_def_t resize_allowed =
 249     ARG_DEF(NULL, "resize-allowed", 1, "Spatial resampling enabled (bool)");
 250 static const arg_def_t resize_width =
 251     ARG_DEF(NULL, "resize-width", 1, "Width of encoded frame");
 252 static const arg_def_t resize_height =
 253     ARG_DEF(NULL, "resize-height", 1, "Height of encoded frame");
 254 static const arg_def_t resize_up_thresh =
 255     ARG_DEF(NULL, "resize-up", 1, "Upscale threshold (buf %)");
 256 static const arg_def_t resize_down_thresh =
 257     ARG_DEF(NULL, "resize-down", 1, "Downscale threshold (buf %)");
 258 static const struct arg_enum_list end_usage_enum[] = { { "vbr", VPX_VBR },
 259                                                        { "cbr", VPX_CBR },
 260                                                        { "cq", VPX_CQ },
 261                                                        { "q", VPX_Q },
 262                                                        { NULL, 0 } };
 263 static const arg_def_t end_usage =
 264     ARG_DEF_ENUM(NULL, "end-usage", 1, "Rate control mode", end_usage_enum);
 265 static const arg_def_t target_bitrate =
 266     ARG_DEF(NULL, "target-bitrate", 1, "Bitrate (kbps)");
 267 static const arg_def_t min_quantizer =
 268     ARG_DEF(NULL, "min-q", 1, "Minimum (best) quantizer");
 269 static const arg_def_t max_quantizer =
 270     ARG_DEF(NULL, "max-q", 1, "Maximum (worst) quantizer");
 271 static const arg_def_t undershoot_pct =
 272     ARG_DEF(NULL, "undershoot-pct", 1, "Datarate undershoot (min) target (%)");
 273 static const arg_def_t overshoot_pct =
 274     ARG_DEF(NULL, "overshoot-pct", 1, "Datarate overshoot (max) target (%)");
 275 static const arg_def_t buf_sz =
 276     ARG_DEF(NULL, "buf-sz", 1, "Client buffer size (ms)");
 277 static const arg_def_t buf_initial_sz =
 278     ARG_DEF(NULL, "buf-initial-sz", 1, "Client initial buffer size (ms)");
 279 static const arg_def_t buf_optimal_sz =
 280     ARG_DEF(NULL, "buf-optimal-sz", 1, "Client optimal buffer size (ms)");
 281 static const arg_def_t *rc_args[] = {
 282   &dropframe_thresh, &resize_allowed,     &resize_width,   &resize_height,
 283   &resize_up_thresh, &resize_down_thresh, &end_usage,      &target_bitrate,
 284   &min_quantizer,    &max_quantizer,      &undershoot_pct, &overshoot_pct,
 285   &buf_sz,           &buf_initial_sz,     &buf_optimal_sz, NULL
 286 };
 287
 288 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 289 static const arg_def_t use_vizier_rc_params =
 290     ARG_DEF(NULL, "use-vizier-rc-params", 1, "Use vizier rc params");
 291 static const arg_def_t active_wq_factor =
 292     ARG_DEF(NULL, "active-wq-factor", 1, "Active worst quality factor");
 293 static const arg_def_t err_per_mb_factor =
 294     ARG_DEF(NULL, "err-per-mb-factor", 1, "Error per macroblock factor");
 295 static const arg_def_t sr_default_decay_limit = ARG_DEF(
 296     NULL, "sr-default-decay-limit", 1, "Second reference default decay limit");
 297 static const arg_def_t sr_diff_factor =
 298     ARG_DEF(NULL, "sr-diff-factor", 1, "Second reference diff factor");
 299 static const arg_def_t kf_err_per_mb_factor = ARG_DEF(
 300     NULL, "kf-err-per-mb-factor", 1, "Keyframe error per macroblock factor");
 301 static const arg_def_t kf_frame_min_boost_factor =
 302     ARG_DEF(NULL, "kf-frame-min-boost-factor", 1, "Keyframe min boost");
 303 static const arg_def_t kf_frame_max_boost_first_factor =
 304     ARG_DEF(NULL, "kf-frame-max-boost-first-factor", 1,
 305             "Max keyframe boost adjustment factor for first frame");
 306 static const arg_def_t kf_frame_max_boost_subs_factor =
 307     ARG_DEF(NULL, "kf-frame-max-boost-subs-factor", 1,
 308             "Max boost adjustment factor for subsequent KFs");
 309 static const arg_def_t kf_max_total_boost_factor = ARG_DEF(
 310     NULL, "kf-max-total-boost-factor", 1, "Keyframe max total boost factor");
 311 static const arg_def_t gf_max_total_boost_factor =
 312     ARG_DEF(NULL, "gf-max-total-boost-factor", 1,
 313             "Golden frame max total boost factor");
 314 static const arg_def_t gf_frame_max_boost_factor =
 315     ARG_DEF(NULL, "gf-frame-max-boost-factor", 1,
 316             "Golden frame max per frame boost factor");
 317 static const arg_def_t zm_factor =
 318     ARG_DEF(NULL, "zm-factor", 1, "Zero motion power factor");
 319 static const arg_def_t rd_mult_inter_qp_fac =
 320     ARG_DEF(NULL, "rd-mult-inter-qp-fac", 1,
 321             "RD multiplier adjustment for inter frames");
 322 static const arg_def_t rd_mult_arf_qp_fac =
 323     ARG_DEF(NULL, "rd-mult-arf-qp-fac", 1,
 324             "RD multiplier adjustment for alt-ref frames");
 325 static const arg_def_t rd_mult_key_qp_fac = ARG_DEF(
 326     NULL, "rd-mult-key-qp-fac", 1, "RD multiplier adjustment for key frames");
 327 static const arg_def_t *vizier_rc_args[] = { &use_vizier_rc_params,
 328                                              &active_wq_factor,
 329                                              &err_per_mb_factor,
 330                                              &sr_default_decay_limit,
 331                                              &sr_diff_factor,
 332                                              &kf_err_per_mb_factor,
 333                                              &kf_frame_min_boost_factor,
 334                                              &kf_frame_max_boost_first_factor,
 335                                              &kf_frame_max_boost_subs_factor,
 336                                              &kf_max_total_boost_factor,
 337                                              &gf_max_total_boost_factor,
 338                                              &gf_frame_max_boost_factor,
 339                                              &zm_factor,
 340                                              &rd_mult_inter_qp_fac,
 341                                              &rd_mult_arf_qp_fac,
 342                                              &rd_mult_key_qp_fac,
 343                                              NULL };
 344 #endif
 345
 346 static const arg_def_t bias_pct =
 347     ARG_DEF(NULL, "bias-pct", 1, "CBR/VBR bias (0=CBR, 100=VBR)");
 348 static const arg_def_t minsection_pct =
 349     ARG_DEF(NULL, "minsection-pct", 1, "GOP min bitrate (% of target)");
 350 static const arg_def_t maxsection_pct =
 351     ARG_DEF(NULL, "maxsection-pct", 1, "GOP max bitrate (% of target)");
 352 static const arg_def_t corpus_complexity =
 353     ARG_DEF(NULL, "corpus-complexity", 1, "corpus vbr complexity midpoint");
 354 static const arg_def_t *rc_twopass_args[] = { &bias_pct, &minsection_pct,
 355                                               &maxsection_pct,
 356                                               &corpus_complexity, NULL };
 357
 358 static const arg_def_t kf_min_dist =
 359     ARG_DEF(NULL, "kf-min-dist", 1, "Minimum keyframe interval (frames)");
 360 static const arg_def_t kf_max_dist =
 361     ARG_DEF(NULL, "kf-max-dist", 1, "Maximum keyframe interval (frames)");
 362 static const arg_def_t kf_disabled =
 363     ARG_DEF(NULL, "disable-kf", 0, "Disable keyframe placement");
 364 static const arg_def_t *kf_args[] = { &kf_min_dist, &kf_max_dist, &kf_disabled,
 365                                       NULL };
 366
 367 static const arg_def_t noise_sens =
 368     ARG_DEF(NULL, "noise-sensitivity", 1, "Noise sensitivity (frames to blur)");
 369 static const arg_def_t sharpness =
 370     ARG_DEF(NULL, "sharpness", 1,
 371             "Increase sharpness at the expense of lower PSNR. (0..7)");
 372 static const arg_def_t static_thresh =
 373     ARG_DEF(NULL, "static-thresh", 1, "Motion detection threshold");
 374 static const arg_def_t arnr_maxframes =
 375     ARG_DEF(NULL, "arnr-maxframes", 1, "AltRef max frames (0..15)");
 376 static const arg_def_t arnr_strength =
 377     ARG_DEF(NULL, "arnr-strength", 1, "AltRef filter strength (0..6)");
 378 static const arg_def_t arnr_type =
 379     ARG_DEF(NULL, "arnr-type", 1, "AltRef filter type (1..3)");
 380 static const struct arg_enum_list tuning_enum[] = { { "psnr", VP8_TUNE_PSNR },
 381                                                     { "ssim", VP8_TUNE_SSIM },
 382                                                     { NULL, 0 } };
 383 static const arg_def_t tune_ssim =
 384     ARG_DEF_ENUM(NULL, "tune", 1, "Material to favor", tuning_enum);
 385 static const arg_def_t cq_level =
 386     ARG_DEF(NULL, "cq-level", 1, "Constant/Constrained Quality level");
 387 static const arg_def_t max_intra_rate_pct =
 388     ARG_DEF(NULL, "max-intra-rate", 1, "Max I-frame bitrate (pct)");
 389 static const arg_def_t gf_cbr_boost_pct = ARG_DEF(
 390     NULL, "gf-cbr-boost", 1, "Boost for Golden Frame in CBR mode (pct)");
 391
 392 #if CONFIG_VP8_ENCODER
 393 static const arg_def_t cpu_used_vp8 =
 394     ARG_DEF(NULL, "cpu-used", 1, "CPU Used (-16..16)");
 395 static const arg_def_t auto_altref_vp8 = ARG_DEF(
 396     NULL, "auto-alt-ref", 1, "Enable automatic alt reference frames. (0..1)");
 397 static const arg_def_t token_parts =
 398     ARG_DEF(NULL, "token-parts", 1, "Number of token partitions to use, log2");
 399 static const arg_def_t screen_content_mode =
 400     ARG_DEF(NULL, "screen-content-mode", 1, "Screen content mode");
 401 static const arg_def_t *vp8_args[] = { &cpu_used_vp8,
 402                                        &auto_altref_vp8,
 403                                        &noise_sens,
 404                                        &sharpness,
 405                                        &static_thresh,
 406                                        &token_parts,
 407                                        &arnr_maxframes,
 408                                        &arnr_strength,
 409                                        &arnr_type,
 410                                        &tune_ssim,
 411                                        &cq_level,
 412                                        &max_intra_rate_pct,
 413                                        &gf_cbr_boost_pct,
 414                                        &screen_content_mode,
 415                                        NULL };
 416 static const int vp8_arg_ctrl_map[] = { VP8E_SET_CPUUSED,
 417                                         VP8E_SET_ENABLEAUTOALTREF,
 418                                         VP8E_SET_NOISE_SENSITIVITY,
 419                                         VP8E_SET_SHARPNESS,
 420                                         VP8E_SET_STATIC_THRESHOLD,
 421                                         VP8E_SET_TOKEN_PARTITIONS,
 422                                         VP8E_SET_ARNR_MAXFRAMES,
 423                                         VP8E_SET_ARNR_STRENGTH,
 424                                         VP8E_SET_ARNR_TYPE,
 425                                         VP8E_SET_TUNING,
 426                                         VP8E_SET_CQ_LEVEL,
 427                                         VP8E_SET_MAX_INTRA_BITRATE_PCT,
 428                                         VP8E_SET_GF_CBR_BOOST_PCT,
 429                                         VP8E_SET_SCREEN_CONTENT_MODE,
 430                                         0 };
 431 #endif
 432
 433 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 434 static const arg_def_t cpu_used_vp9 =
 435     ARG_DEF(NULL, "cpu-used", 1, "CPU Used (-9..9)");
 436 static const arg_def_t auto_altref_vp9 = ARG_DEF(
 437     NULL, "auto-alt-ref", 1,
 438     "Enable automatic alt reference frames, 2+ enables multi-layer. (0..6)");
 439 static const arg_def_t tile_cols =
 440     ARG_DEF(NULL, "tile-columns", 1, "Number of tile columns to use, log2");
 441 static const arg_def_t tile_rows =
 442     ARG_DEF(NULL, "tile-rows", 1,
 443             "Number of tile rows to use, log2 (set to 0 while threads > 1)");
 444
 445 static const arg_def_t enable_tpl_model =
 446     ARG_DEF(NULL, "enable-tpl", 1, "Enable temporal dependency model");
 447
 448 static const arg_def_t lossless =
 449     ARG_DEF(NULL, "lossless", 1, "Lossless mode (0: false (default), 1: true)");
 450 static const arg_def_t frame_parallel_decoding = ARG_DEF(
 451     NULL, "frame-parallel", 1, "Enable frame parallel decodability features");
 452 static const arg_def_t aq_mode = ARG_DEF(
 453     NULL, "aq-mode", 1,
 454     "Adaptive quantization mode (0: off (default), 1: variance 2: complexity, "
 455     "3: cyclic refresh, 4: equator360)");
 456 static const arg_def_t alt_ref_aq = ARG_DEF(NULL, "alt-ref-aq", 1,
 457                                             "Special adaptive quantization for "
 458                                             "the alternate reference frames.");
 459 static const arg_def_t frame_periodic_boost =
 460     ARG_DEF(NULL, "frame-boost", 1,
 461             "Enable frame periodic boost (0: off (default), 1: on)");
 462 static const arg_def_t max_inter_rate_pct =
 463     ARG_DEF(NULL, "max-inter-rate", 1, "Max P-frame bitrate (pct)");
 464 static const arg_def_t min_gf_interval = ARG_DEF(
 465     NULL, "min-gf-interval", 1,
 466     "min gf/arf frame interval (default 0, indicating in-built behavior)");
 467 static const arg_def_t max_gf_interval = ARG_DEF(
 468     NULL, "max-gf-interval", 1,
 469     "max gf/arf frame interval (default 0, indicating in-built behavior)");
 470
 471 static const struct arg_enum_list color_space_enum[] = {
 472   { "unknown", VPX_CS_UNKNOWN },
 473   { "bt601", VPX_CS_BT_601 },
 474   { "bt709", VPX_CS_BT_709 },
 475   { "smpte170", VPX_CS_SMPTE_170 },
 476   { "smpte240", VPX_CS_SMPTE_240 },
 477   { "bt2020", VPX_CS_BT_2020 },
 478   { "reserved", VPX_CS_RESERVED },
 479   { "sRGB", VPX_CS_SRGB },
 480   { NULL, 0 }
 481 };
 482
 483 static const arg_def_t input_color_space =
 484     ARG_DEF_ENUM(NULL, "color-space", 1,
 485                  "The color space of input content:", color_space_enum);
 486
 487 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 488 static const struct arg_enum_list bitdepth_enum[] = {
 489   { "8", VPX_BITS_8 }, { "10", VPX_BITS_10 }, { "12", VPX_BITS_12 }, { NULL, 0 }
 490 };
 491
 492 static const arg_def_t bitdeptharg = ARG_DEF_ENUM(
 493     "b", "bit-depth", 1,
 494     "Bit depth for codec (8 for version <=1, 10 or 12 for version 2)",
 495     bitdepth_enum);
 496 static const arg_def_t inbitdeptharg =
 497     ARG_DEF(NULL, "input-bit-depth", 1, "Bit depth of input");
 498 #endif
 499
 500 static const struct arg_enum_list tune_content_enum[] = {
 501   { "default", VP9E_CONTENT_DEFAULT },
 502   { "screen", VP9E_CONTENT_SCREEN },
 503   { "film", VP9E_CONTENT_FILM },
 504   { NULL, 0 }
 505 };
 506
 507 static const arg_def_t tune_content = ARG_DEF_ENUM(
 508     NULL, "tune-content", 1, "Tune content type", tune_content_enum);
 509
 510 static const arg_def_t target_level = ARG_DEF(
 511     NULL, "target-level", 1,
 512     "Target level\n"
 513     "                                        255: off (default)\n"
 514     "                                          0: only keep level stats\n"
 515     "                                          1: adaptively set alt-ref "
 516     "distance and column tile limit based on picture size, and keep"
 517     " level stats\n"
 518     "                                         10: level 1.0  11: level 1.1  "
 519     "...  62: level 6.2");
 520
 521 static const arg_def_t row_mt =
 522     ARG_DEF(NULL, "row-mt", 1,
 523             "Enable row based non-deterministic multi-threading in VP9");
 524
 525 static const arg_def_t disable_loopfilter =
 526     ARG_DEF(NULL, "disable-loopfilter", 1,
 527             "Control Loopfilter in VP9\n"
 528             "0: Loopfilter on for all frames (default)\n"
 529             "1: Loopfilter off for non reference frames\n"
 530             "2: Loopfilter off for all frames");
 531 #endif
 532
 533 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 534 static const arg_def_t *vp9_args[] = { &cpu_used_vp9,
 535                                        &auto_altref_vp9,
 536                                        &sharpness,
 537                                        &static_thresh,
 538                                        &tile_cols,
 539                                        &tile_rows,
 540                                        &enable_tpl_model,
 541                                        &arnr_maxframes,
 542                                        &arnr_strength,
 543                                        &arnr_type,
 544                                        &tune_ssim,
 545                                        &cq_level,
 546                                        &max_intra_rate_pct,
 547                                        &max_inter_rate_pct,
 548                                        &gf_cbr_boost_pct,
 549                                        &lossless,
 550                                        &frame_parallel_decoding,
 551                                        &aq_mode,
 552                                        &alt_ref_aq,
 553                                        &frame_periodic_boost,
 554                                        &noise_sens,
 555                                        &tune_content,
 556                                        &input_color_space,
 557                                        &min_gf_interval,
 558                                        &max_gf_interval,
 559                                        &target_level,
 560                                        &row_mt,
 561                                        &disable_loopfilter,
 562 // NOTE: The entries above have a corresponding entry in vp9_arg_ctrl_map. The
 563 // entries below do not have a corresponding entry in vp9_arg_ctrl_map. They
 564 // must be listed at the end of vp9_args.
 565 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 566                                        &bitdeptharg,
 567                                        &inbitdeptharg,
 568 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 569                                        NULL };
 570 static const int vp9_arg_ctrl_map[] = { VP8E_SET_CPUUSED,
 571                                         VP8E_SET_ENABLEAUTOALTREF,
 572                                         VP8E_SET_SHARPNESS,
 573                                         VP8E_SET_STATIC_THRESHOLD,
 574                                         VP9E_SET_TILE_COLUMNS,
 575                                         VP9E_SET_TILE_ROWS,
 576                                         VP9E_SET_TPL,
 577                                         VP8E_SET_ARNR_MAXFRAMES,
 578                                         VP8E_SET_ARNR_STRENGTH,
 579                                         VP8E_SET_ARNR_TYPE,
 580                                         VP8E_SET_TUNING,
 581                                         VP8E_SET_CQ_LEVEL,
 582                                         VP8E_SET_MAX_INTRA_BITRATE_PCT,
 583                                         VP9E_SET_MAX_INTER_BITRATE_PCT,
 584                                         VP9E_SET_GF_CBR_BOOST_PCT,
 585                                         VP9E_SET_LOSSLESS,
 586                                         VP9E_SET_FRAME_PARALLEL_DECODING,
 587                                         VP9E_SET_AQ_MODE,
 588                                         VP9E_SET_ALT_REF_AQ,
 589                                         VP9E_SET_FRAME_PERIODIC_BOOST,
 590                                         VP9E_SET_NOISE_SENSITIVITY,
 591                                         VP9E_SET_TUNE_CONTENT,
 592                                         VP9E_SET_COLOR_SPACE,
 593                                         VP9E_SET_MIN_GF_INTERVAL,
 594                                         VP9E_SET_MAX_GF_INTERVAL,
 595                                         VP9E_SET_TARGET_LEVEL,
 596                                         VP9E_SET_ROW_MT,
 597                                         VP9E_SET_DISABLE_LOOPFILTER,
 598                                         0 };
 599 #endif
 600
 601 static const arg_def_t *no_args[] = { NULL };
 602
 603 static void show_help(FILE *fout, int shorthelp) {
 604   int i;
 605   const int num_encoder = get_vpx_encoder_count();
 606
 607   fprintf(fout, "Usage: %s <options> -o dst_filename src_filename \n",
 608           exec_name);
 609
 610   if (shorthelp) {
 611     fprintf(fout, "Use --help to see the full list of options.\n");
 612     return;
 613   }
 614
 615   fprintf(fout, "\nOptions:\n");
 616   arg_show_usage(fout, main_args);
 617   fprintf(fout, "\nEncoder Global Options:\n");
 618   arg_show_usage(fout, global_args);
 619   fprintf(fout, "\nRate Control Options:\n");
 620   arg_show_usage(fout, rc_args);
 621   fprintf(fout, "\nTwopass Rate Control Options:\n");
 622   arg_show_usage(fout, rc_twopass_args);
 623   fprintf(fout, "\nKeyframe Placement Options:\n");
 624   arg_show_usage(fout, kf_args);
 625 #if CONFIG_VP8_ENCODER
 626   fprintf(fout, "\nVP8 Specific Options:\n");
 627   arg_show_usage(fout, vp8_args);
 628 #endif
 629 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 630   fprintf(fout, "\nVP9 Specific Options:\n");
 631   arg_show_usage(fout, vp9_args);
 632   fprintf(fout, "\nVizier Rate Control Options:\n");
 633   arg_show_usage(fout, vizier_rc_args);
 634 #endif
 635   fprintf(fout,
 636           "\nStream timebase (--timebase):\n"
 637           "  The desired precision of timestamps in the output, expressed\n"
 638           "  in fractional seconds. Default is 1/1000.\n");
 639   fprintf(fout, "\nIncluded encoders:\n\n");
 640
 641   for (i = 0; i < num_encoder; ++i) {
 642     const VpxInterface *const encoder = get_vpx_encoder_by_index(i);
 643     const char *defstr = (i == (num_encoder - 1)) ? "(default)" : "";
 644     fprintf(fout, "    %-6s - %s %s\n", encoder->name,
 645             vpx_codec_iface_name(encoder->codec_interface()), defstr);
 646   }
 647   fprintf(fout, "\n        ");
 648   fprintf(fout, "Use --codec to switch to a non-default encoder.\n\n");
 649 }
 650
 651 void usage_exit(void) {
 652   show_help(stderr, 1);
 653   exit(EXIT_FAILURE);
 654 }
 655
 656 #define NELEMENTS(x) (sizeof(x) / sizeof(x[0]))
 657 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 658 #define ARG_CTRL_CNT_MAX NELEMENTS(vp9_arg_ctrl_map)
 659 #else
 660 #define ARG_CTRL_CNT_MAX NELEMENTS(vp8_arg_ctrl_map)
 661 #endif
 662
 663 #if !CONFIG_WEBM_IO
 664 typedef int stereo_format_t;
 665 struct WebmOutputContext {
 666   int debug;
 667 };
 668 #endif
 669
 670 /* Per-stream configuration */
 671 struct stream_config {
 672   struct vpx_codec_enc_cfg cfg;
 673   const char *out_fn;
 674   const char *stats_fn;
 675   stereo_format_t stereo_fmt;
 676   int arg_ctrls[ARG_CTRL_CNT_MAX][2];
 677   int arg_ctrl_cnt;
 678   int write_webm;
 679 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 680   // whether to use 16bit internal buffers
 681   int use_16bit_internal;
 682 #endif
 683 };
 684
 685 struct stream_state {
 686   int index;
 687   struct stream_state *next;
 688   struct stream_config config;
 689   FILE *file;
 690   struct rate_hist *rate_hist;
 691   struct WebmOutputContext webm_ctx;
 692   uint64_t psnr_sse_total;
 693   uint64_t psnr_samples_total;
 694   double psnr_totals[4];
 695   int psnr_count;
 696   int counts[64];
 697   vpx_codec_ctx_t encoder;
 698   unsigned int frames_out;
 699   uint64_t cx_time;
 700   size_t nbytes;
 701   stats_io_t stats;
 702   struct vpx_image *img;
 703   vpx_codec_ctx_t decoder;
 704   int mismatch_seen;
 705 };
 706
 707 static void validate_positive_rational(const char *msg,
 708                                        struct vpx_rational *rat) {
 709   if (rat->den < 0) {
 710     rat->num *= -1;
 711     rat->den *= -1;
 712   }
 713
 714   if (rat->num < 0) die("Error: %s must be positive\n", msg);
 715
 716   if (!rat->den) die("Error: %s has zero denominator\n", msg);
 717 }
 718
 719 static void parse_global_config(struct VpxEncoderConfig *global, char **argv) {
 720   char **argi, **argj;
 721   struct arg arg;
 722   const int num_encoder = get_vpx_encoder_count();
 723
 724   if (num_encoder < 1) die("Error: no valid encoder available\n");
 725
 726   /* Initialize default parameters */
 727   memset(global, 0, sizeof(*global));
 728   global->codec = get_vpx_encoder_by_index(num_encoder - 1);
 729   global->passes = 0;
 730   global->color_type = I420;
 731   /* Assign default deadline to good quality */
 732   global->deadline = VPX_DL_GOOD_QUALITY;
 733
 734   for (argi = argj = argv; (*argj = *argi); argi += arg.argv_step) {
 735     arg.argv_step = 1;
 736
 737     if (arg_match(&arg, &help, argi)) {
 738       show_help(stdout, 0);
 739       exit(EXIT_SUCCESS);
 740     } else if (arg_match(&arg, &codecarg, argi)) {
 741       global->codec = get_vpx_encoder_by_name(arg.val);
 742       if (!global->codec)
 743         die("Error: Unrecognized argument (%s) to --codec\n", arg.val);
 744     } else if (arg_match(&arg, &passes, argi)) {
 745       global->passes = arg_parse_uint(&arg);
 746
 747       if (global->passes < 1 || global->passes > 2)
 748         die("Error: Invalid number of passes (%d)\n", global->passes);
 749     } else if (arg_match(&arg, &pass_arg, argi)) {
 750       global->pass = arg_parse_uint(&arg);
 751
 752       if (global->pass < 1 || global->pass > 2)
 753         die("Error: Invalid pass selected (%d)\n", global->pass);
 754     } else if (arg_match(&arg, &usage, argi))
 755       global->usage = arg_parse_uint(&arg);
 756     else if (arg_match(&arg, &deadline, argi))
 757       global->deadline = arg_parse_uint(&arg);
 758     else if (arg_match(&arg, &best_dl, argi))
 759       global->deadline = VPX_DL_BEST_QUALITY;
 760     else if (arg_match(&arg, &good_dl, argi))
 761       global->deadline = VPX_DL_GOOD_QUALITY;
 762     else if (arg_match(&arg, &rt_dl, argi))
 763       global->deadline = VPX_DL_REALTIME;
 764     else if (arg_match(&arg, &use_yv12, argi))
 765       global->color_type = YV12;
 766     else if (arg_match(&arg, &use_nv12, argi))
 767       global->color_type = NV12;
 768     else if (arg_match(&arg, &use_i420, argi))
 769       global->color_type = I420;
 770     else if (arg_match(&arg, &use_i422, argi))
 771       global->color_type = I422;
 772     else if (arg_match(&arg, &use_i444, argi))
 773       global->color_type = I444;
 774     else if (arg_match(&arg, &use_i440, argi))
 775       global->color_type = I440;
 776     else if (arg_match(&arg, &quietarg, argi))
 777       global->quiet = 1;
 778     else if (arg_match(&arg, &verbosearg, argi))
 779       global->verbose = 1;
 780     else if (arg_match(&arg, &limit, argi))
 781       global->limit = arg_parse_uint(&arg);
 782     else if (arg_match(&arg, &skip, argi))
 783       global->skip_frames = arg_parse_uint(&arg);
 784     else if (arg_match(&arg, &psnrarg, argi))
 785       global->show_psnr = 1;
 786     else if (arg_match(&arg, &recontest, argi))
 787       global->test_decode = arg_parse_enum_or_int(&arg);
 788     else if (arg_match(&arg, &framerate, argi)) {
 789       global->framerate = arg_parse_rational(&arg);
 790       validate_positive_rational(arg.name, &global->framerate);
 791       global->have_framerate = 1;
 792     } else if (arg_match(&arg, &out_part, argi))
 793       global->out_part = 1;
 794     else if (arg_match(&arg, &debugmode, argi))
 795       global->debug = 1;
 796     else if (arg_match(&arg, &q_hist_n, argi))
 797       global->show_q_hist_buckets = arg_parse_uint(&arg);
 798     else if (arg_match(&arg, &rate_hist_n, argi))
 799       global->show_rate_hist_buckets = arg_parse_uint(&arg);
 800     else if (arg_match(&arg, &disable_warnings, argi))
 801       global->disable_warnings = 1;
 802     else if (arg_match(&arg, &disable_warning_prompt, argi))
 803       global->disable_warning_prompt = 1;
 804     else
 805       argj++;
 806   }
 807
 808   if (global->pass) {
 809     /* DWIM: Assume the user meant passes=2 if pass=2 is specified */
 810     if (global->pass > global->passes) {
 811       warn("Assuming --pass=%d implies --passes=%d\n", global->pass,
 812            global->pass);
 813       global->passes = global->pass;
 814     }
 815   }
 816   /* Validate global config */
 817   if (global->passes == 0) {
 818 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 819     // Make default VP9 passes = 2 until there is a better quality 1-pass
 820     // encoder
 821     if (global->codec != NULL && global->codec->name != NULL)
 822       global->passes = (strcmp(global->codec->name, "vp9") == 0 &&
 823                         global->deadline != VPX_DL_REALTIME)
 824                            ? 2
 825                            : 1;
 826 #else
 827     global->passes = 1;
 828 #endif
 829   }
 830
 831   if (global->deadline == VPX_DL_REALTIME && global->passes > 1) {
 832     warn("Enforcing one-pass encoding in realtime mode\n");
 833     global->passes = 1;
 834   }
 835 }
 836
 837 static struct stream_state *new_stream(struct VpxEncoderConfig *global,
 838                                        struct stream_state *prev) {
 839   struct stream_state *stream;
 840
 841   stream = calloc(1, sizeof(*stream));
 842   if (stream == NULL) {
 843     fatal("Failed to allocate new stream.");
 844   }
 845
 846   if (prev) {
 847     memcpy(stream, prev, sizeof(*stream));
 848     stream->index++;
 849     prev->next = stream;
 850   } else {
 851     vpx_codec_err_t res;
 852
 853     /* Populate encoder configuration */
 854     res = vpx_codec_enc_config_default(global->codec->codec_interface(),
 855                                        &stream->config.cfg, global->usage);
 856     if (res) fatal("Failed to get config: %s\n", vpx_codec_err_to_string(res));
 857
 858     /* Change the default timebase to a high enough value so that the
 859      * encoder will always create strictly increasing timestamps.
 860      */
 861     stream->config.cfg.g_timebase.den = 1000;
 862
 863     /* Never use the library's default resolution, require it be parsed
 864      * from the file or set on the command line.
 865      */
 866     stream->config.cfg.g_w = 0;
 867     stream->config.cfg.g_h = 0;
 868
 869     /* Initialize remaining stream parameters */
 870     stream->config.write_webm = 1;
 871 #if CONFIG_WEBM_IO
 872     stream->config.stereo_fmt = STEREO_FORMAT_MONO;
 873     stream->webm_ctx.last_pts_ns = -1;
 874     stream->webm_ctx.writer = NULL;
 875     stream->webm_ctx.segment = NULL;
 876 #endif
 877
 878     /* Allows removal of the application version from the EBML tags */
 879     stream->webm_ctx.debug = global->debug;
 880
 881     /* Default lag_in_frames is 0 in realtime mode CBR mode*/
 882     if (global->deadline == VPX_DL_REALTIME &&
 883         stream->config.cfg.rc_end_usage == 1)
 884       stream->config.cfg.g_lag_in_frames = 0;
 885   }
 886
 887   /* Output files must be specified for each stream */
 888   stream->config.out_fn = NULL;
 889
 890   stream->next = NULL;
 891   return stream;
 892 }
 893
 894 static int parse_stream_params(struct VpxEncoderConfig *global,
 895                                struct stream_state *stream, char **argv) {
 896   char **argi, **argj;
 897   struct arg arg;
 898   static const arg_def_t **ctrl_args = no_args;
 899   static const int *ctrl_args_map = NULL;
 900   struct stream_config *config = &stream->config;
 901   int eos_mark_found = 0;
 902 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 903   int test_16bit_internal = 0;
 904 #endif
 905
 906   // Handle codec specific options
 907   if (0) {
 908 #if CONFIG_VP8_ENCODER
 909   } else if (strcmp(global->codec->name, "vp8") == 0) {
 910     ctrl_args = vp8_args;
 911     ctrl_args_map = vp8_arg_ctrl_map;
 912 #endif
 913 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 914   } else if (strcmp(global->codec->name, "vp9") == 0) {
 915     ctrl_args = vp9_args;
 916     ctrl_args_map = vp9_arg_ctrl_map;
 917 #endif
 918   }
 919
 920   for (argi = argj = argv; (*argj = *argi); argi += arg.argv_step) {
 921     arg.argv_step = 1;
 922
 923     /* Once we've found an end-of-stream marker (--) we want to continue
 924      * shifting arguments but not consuming them.
 925      */
 926     if (eos_mark_found) {
 927       argj++;
 928       continue;
 929     } else if (!strcmp(*argj, "--")) {
 930       eos_mark_found = 1;
 931       continue;
 932     }
 933
 934     if (arg_match(&arg, &outputfile, argi)) {
 935       config->out_fn = arg.val;
 936     } else if (arg_match(&arg, &fpf_name, argi)) {
 937       config->stats_fn = arg.val;
 938     } else if (arg_match(&arg, &use_webm, argi)) {
 939 #if CONFIG_WEBM_IO
 940       config->write_webm = 1;
 941 #else
 942       die("Error: --webm specified but webm is disabled.");
 943 #endif
 944     } else if (arg_match(&arg, &use_ivf, argi)) {
 945       config->write_webm = 0;
 946     } else if (arg_match(&arg, &threads, argi)) {
 947       config->cfg.g_threads = arg_parse_uint(&arg);
 948     } else if (arg_match(&arg, &profile, argi)) {
 949       config->cfg.g_profile = arg_parse_uint(&arg);
 950     } else if (arg_match(&arg, &width, argi)) {
 951       config->cfg.g_w = arg_parse_uint(&arg);
 952     } else if (arg_match(&arg, &height, argi)) {
 953       config->cfg.g_h = arg_parse_uint(&arg);
 954 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 955     } else if (arg_match(&arg, &bitdeptharg, argi)) {
 956       config->cfg.g_bit_depth = arg_parse_enum_or_int(&arg);
 957     } else if (arg_match(&arg, &inbitdeptharg, argi)) {
 958       config->cfg.g_input_bit_depth = arg_parse_uint(&arg);
 959 #endif
 960 #if CONFIG_WEBM_IO
 961     } else if (arg_match(&arg, &stereo_mode, argi)) {
 962       config->stereo_fmt = arg_parse_enum_or_int(&arg);
 963 #endif
 964     } else if (arg_match(&arg, &timebase, argi)) {
 965       config->cfg.g_timebase = arg_parse_rational(&arg);
 966       validate_positive_rational(arg.name, &config->cfg.g_timebase);
 967     } else if (arg_match(&arg, &error_resilient, argi)) {
 968       config->cfg.g_error_resilient = arg_parse_uint(&arg);
 969     } else if (arg_match(&arg, &end_usage, argi)) {
 970       config->cfg.rc_end_usage = arg_parse_enum_or_int(&arg);
 971     } else if (arg_match(&arg, &lag_in_frames, argi)) {
 972       config->cfg.g_lag_in_frames = arg_parse_uint(&arg);
 973       if (global->deadline == VPX_DL_REALTIME &&
 974           config->cfg.rc_end_usage == VPX_CBR &&
 975           config->cfg.g_lag_in_frames != 0) {
 976         warn("non-zero %s option ignored in realtime CBR mode.\n", arg.name);
 977         config->cfg.g_lag_in_frames = 0;
 978       }
 979     } else if (arg_match(&arg, &dropframe_thresh, argi)) {
 980       config->cfg.rc_dropframe_thresh = arg_parse_uint(&arg);
 981     } else if (arg_match(&arg, &resize_allowed, argi)) {
 982       config->cfg.rc_resize_allowed = arg_parse_uint(&arg);
 983     } else if (arg_match(&arg, &resize_width, argi)) {
 984       config->cfg.rc_scaled_width = arg_parse_uint(&arg);
 985     } else if (arg_match(&arg, &resize_height, argi)) {
 986       config->cfg.rc_scaled_height = arg_parse_uint(&arg);
 987     } else if (arg_match(&arg, &resize_up_thresh, argi)) {
 988       config->cfg.rc_resize_up_thresh = arg_parse_uint(&arg);
 989     } else if (arg_match(&arg, &resize_down_thresh, argi)) {
 990       config->cfg.rc_resize_down_thresh = arg_parse_uint(&arg);
 991     } else if (arg_match(&arg, &end_usage, argi)) {
 992       config->cfg.rc_end_usage = arg_parse_enum_or_int(&arg);
 993     } else if (arg_match(&arg, &target_bitrate, argi)) {
 994       config->cfg.rc_target_bitrate = arg_parse_uint(&arg);
 995     } else if (arg_match(&arg, &min_quantizer, argi)) {
 996       config->cfg.rc_min_quantizer = arg_parse_uint(&arg);
 997     } else if (arg_match(&arg, &max_quantizer, argi)) {
 998       config->cfg.rc_max_quantizer = arg_parse_uint(&arg);
 999     } else if (arg_match(&arg, &undershoot_pct, argi)) {
1000       config->cfg.rc_undershoot_pct = arg_parse_uint(&arg);
1001     } else if (arg_match(&arg, &overshoot_pct, argi)) {
1002       config->cfg.rc_overshoot_pct = arg_parse_uint(&arg);
1003     } else if (arg_match(&arg, &buf_sz, argi)) {
1004       config->cfg.rc_buf_sz = arg_parse_uint(&arg);
1005     } else if (arg_match(&arg, &buf_initial_sz, argi)) {
1006       config->cfg.rc_buf_initial_sz = arg_parse_uint(&arg);
1007     } else if (arg_match(&arg, &buf_optimal_sz, argi)) {
1008       config->cfg.rc_buf_optimal_sz = arg_parse_uint(&arg);
1009     } else if (arg_match(&arg, &bias_pct, argi)) {
1010       config->cfg.rc_2pass_vbr_bias_pct = arg_parse_uint(&arg);
1011       if (global->passes < 2)
1012         warn("option %s ignored in one-pass mode.\n", arg.name);
1013     } else if (arg_match(&arg, &minsection_pct, argi)) {
1014       config->cfg.rc_2pass_vbr_minsection_pct = arg_parse_uint(&arg);
1015
1016       if (global->passes < 2)
1017         warn("option %s ignored in one-pass mode.\n", arg.name);
1018     } else if (arg_match(&arg, &maxsection_pct, argi)) {
1019       config->cfg.rc_2pass_vbr_maxsection_pct = arg_parse_uint(&arg);
1020
1021       if (global->passes < 2)
1022         warn("option %s ignored in one-pass mode.\n", arg.name);
1023     } else if (arg_match(&arg, &corpus_complexity, argi)) {
1024       config->cfg.rc_2pass_vbr_corpus_complexity = arg_parse_uint(&arg);
1025
1026       if (global->passes < 2)
1027         warn("option %s ignored in one-pass mode.\n", arg.name);
1028     } else if (arg_match(&arg, &kf_min_dist, argi)) {
1029       config->cfg.kf_min_dist = arg_parse_uint(&arg);
1030     } else if (arg_match(&arg, &kf_max_dist, argi)) {
1031       config->cfg.kf_max_dist = arg_parse_uint(&arg);
1032     } else if (arg_match(&arg, &kf_disabled, argi)) {
1033       config->cfg.kf_mode = VPX_KF_DISABLED;
1034 #if CONFIG_VP9_ENCODER
1035     } else if (arg_match(&arg, &use_vizier_rc_params, argi)) {
1036       config->cfg.use_vizier_rc_params = arg_parse_int(&arg);
1037     } else if (arg_match(&arg, &active_wq_factor, argi)) {
1038       config->cfg.active_wq_factor = arg_parse_rational(&arg);
1039     } else if (arg_match(&arg, &err_per_mb_factor, argi)) {
1040       config->cfg.err_per_mb_factor = arg_parse_rational(&arg);
1041     } else if (arg_match(&arg, &sr_default_decay_limit, argi)) {
1042       config->cfg.sr_default_decay_limit = arg_parse_rational(&arg);
1043     } else if (arg_match(&arg, &sr_diff_factor, argi)) {
1044       config->cfg.sr_diff_factor = arg_parse_rational(&arg);
1045     } else if (arg_match(&arg, &kf_err_per_mb_factor, argi)) {
1046       config->cfg.kf_err_per_mb_factor = arg_parse_rational(&arg);
1047     } else if (arg_match(&arg, &kf_frame_min_boost_factor, argi)) {
1048       config->cfg.kf_frame_min_boost_factor = arg_parse_rational(&arg);
1049     } else if (arg_match(&arg, &kf_frame_max_boost_first_factor, argi)) {
1050       config->cfg.kf_frame_max_boost_first_factor = arg_parse_rational(&arg);
1051     } else if (arg_match(&arg, &kf_frame_max_boost_subs_factor, argi)) {
1052       config->cfg.kf_frame_max_boost_subs_factor = arg_parse_rational(&arg);
1053     } else if (arg_match(&arg, &kf_max_total_boost_factor, argi)) {
1054       config->cfg.kf_max_total_boost_factor = arg_parse_rational(&arg);
1055     } else if (arg_match(&arg, &gf_max_total_boost_factor, argi)) {
1056       config->cfg.gf_max_total_boost_factor = arg_parse_rational(&arg);
1057     } else if (arg_match(&arg, &gf_frame_max_boost_factor, argi)) {
1058       config->cfg.gf_frame_max_boost_factor = arg_parse_rational(&arg);
1059     } else if (arg_match(&arg, &zm_factor, argi)) {
1060       config->cfg.zm_factor = arg_parse_rational(&arg);
1061     } else if (arg_match(&arg, &rd_mult_inter_qp_fac, argi)) {
1062       config->cfg.rd_mult_inter_qp_fac = arg_parse_rational(&arg);
1063     } else if (arg_match(&arg, &rd_mult_arf_qp_fac, argi)) {
1064       config->cfg.rd_mult_arf_qp_fac = arg_parse_rational(&arg);
1065     } else if (arg_match(&arg, &rd_mult_key_qp_fac, argi)) {
1066       config->cfg.rd_mult_key_qp_fac = arg_parse_rational(&arg);
1067 #endif
1068 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1069     } else if (arg_match(&arg, &test16bitinternalarg, argi)) {
1070       if (strcmp(global->codec->name, "vp9") == 0) {
1071         test_16bit_internal = 1;
1072       }
1073 #endif
1074     } else {
1075       int i, match = 0;
1076       for (i = 0; ctrl_args[i]; i++) {
1077         if (arg_match(&arg, ctrl_args[i], argi)) {
1078           int j;
1079           match = 1;
1080
1081           /* Point either to the next free element or the first
1082            * instance of this control.
1083            */
1084           for (j = 0; j < config->arg_ctrl_cnt; j++)
1085             if (ctrl_args_map != NULL &&
1086                 config->arg_ctrls[j][0] == ctrl_args_map[i])
1087               break;
1088
1089           /* Update/insert */
1090           assert(j < (int)ARG_CTRL_CNT_MAX);
1091           if (ctrl_args_map != NULL && j < (int)ARG_CTRL_CNT_MAX) {
1092             config->arg_ctrls[j][0] = ctrl_args_map[i];
1093             config->arg_ctrls[j][1] = arg_parse_enum_or_int(&arg);
1094             if (j == config->arg_ctrl_cnt) config->arg_ctrl_cnt++;
1095           }
1096         }
1097       }
1098       if (!match) argj++;
1099     }
1100   }
1101 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1102   if (strcmp(global->codec->name, "vp9") == 0) {
1103     config->use_16bit_internal =
1104         test_16bit_internal | (config->cfg.g_profile > 1);
1105   }
1106 #endif
1107   return eos_mark_found;
1108 }
1109
1110 #define FOREACH_STREAM(func)                                \
1111   do {                                                      \
1112     struct stream_state *stream;                            \
1113     for (stream = streams; stream; stream = stream->next) { \
1114       func;                                                 \
1115     }                                                       \
1116   } while (0)
1117
1118 static void validate_stream_config(const struct stream_state *stream,
1119                                    const struct VpxEncoderConfig *global) {
1120   const struct stream_state *streami;
1121   (void)global;
1122
1123   if (!stream->config.cfg.g_w || !stream->config.cfg.g_h)
1124     fatal(
1125         "Stream %d: Specify stream dimensions with --width (-w) "
1126         " and --height (-h)",
1127         stream->index);
1128
1129   // Check that the codec bit depth is greater than the input bit depth.
1130   if (stream->config.cfg.g_input_bit_depth >
1131       (unsigned int)stream->config.cfg.g_bit_depth) {
1132     fatal("Stream %d: codec bit depth (%d) less than input bit depth (%d)",
1133           stream->index, (int)stream->config.cfg.g_bit_depth,
1134           stream->config.cfg.g_input_bit_depth);
1135   }
1136
1137   for (streami = stream; streami; streami = streami->next) {
1138     /* All streams require output files */
1139     if (!streami->config.out_fn)
1140       fatal("Stream %d: Output file is required (specify with -o)",
1141             streami->index);
1142
1143     /* Check for two streams outputting to the same file */
1144     if (streami != stream) {
1145       const char *a = stream->config.out_fn;
1146       const char *b = streami->config.out_fn;
1147       if (!strcmp(a, b) && strcmp(a, "/dev/null") && strcmp(a, ":nul"))
1148         fatal("Stream %d: duplicate output file (from stream %d)",
1149               streami->index, stream->index);
1150     }
1151
1152     /* Check for two streams sharing a stats file. */
1153     if (streami != stream) {
1154       const char *a = stream->config.stats_fn;
1155       const char *b = streami->config.stats_fn;
1156       if (a && b && !strcmp(a, b))
1157         fatal("Stream %d: duplicate stats file (from stream %d)",
1158               streami->index, stream->index);
1159     }
1160   }
1161 }
1162
1163 static void set_stream_dimensions(struct stream_state *stream, unsigned int w,
1164                                   unsigned int h) {
1165   if (!stream->config.cfg.g_w) {
1166     if (!stream->config.cfg.g_h)
1167       stream->config.cfg.g_w = w;
1168     else
1169       stream->config.cfg.g_w = w * stream->config.cfg.g_h / h;
1170   }
1171   if (!stream->config.cfg.g_h) {
1172     stream->config.cfg.g_h = h * stream->config.cfg.g_w / w;
1173   }
1174 }
1175
1176 static const char *file_type_to_string(enum VideoFileType t) {
1177   switch (t) {
1178     case FILE_TYPE_RAW: return "RAW";
1179     case FILE_TYPE_Y4M: return "Y4M";
1180     default: return "Other";
1181   }
1182 }
1183
1184 static const char *image_format_to_string(vpx_img_fmt_t f) {
1185   switch (f) {
1186     case VPX_IMG_FMT_I420: return "I420";
1187     case VPX_IMG_FMT_I422: return "I422";
1188     case VPX_IMG_FMT_I444: return "I444";
1189     case VPX_IMG_FMT_I440: return "I440";
1190     case VPX_IMG_FMT_YV12: return "YV12";
1191     case VPX_IMG_FMT_I42016: return "I42016";
1192     case VPX_IMG_FMT_I42216: return "I42216";
1193     case VPX_IMG_FMT_I44416: return "I44416";
1194     case VPX_IMG_FMT_I44016: return "I44016";
1195     default: return "Other";
1196   }
1197 }
1198
1199 static void show_stream_config(struct stream_state *stream,
1200                                struct VpxEncoderConfig *global,
1201                                struct VpxInputContext *input) {
1202 #define SHOW(field) \
1203   fprintf(stderr, "    %-28s = %d\n", #field, stream->config.cfg.field)
1204
1205   if (stream->index == 0) {
1206     fprintf(stderr, "Codec: %s\n",
1207             vpx_codec_iface_name(global->codec->codec_interface()));
1208     fprintf(stderr, "Source file: %s File Type: %s Format: %s\n",
1209             input->filename, file_type_to_string(input->file_type),
1210             image_format_to_string(input->fmt));
1211   }
1212   if (stream->next || stream->index)
1213     fprintf(stderr, "\nStream Index: %d\n", stream->index);
1214   fprintf(stderr, "Destination file: %s\n", stream->config.out_fn);
1215   fprintf(stderr, "Encoder parameters:\n");
1216
1217   SHOW(g_usage);
1218   SHOW(g_threads);
1219   SHOW(g_profile);
1220   SHOW(g_w);
1221   SHOW(g_h);
1222   SHOW(g_bit_depth);
1223   SHOW(g_input_bit_depth);
1224   SHOW(g_timebase.num);
1225   SHOW(g_timebase.den);
1226   SHOW(g_error_resilient);
1227   SHOW(g_pass);
1228   SHOW(g_lag_in_frames);
1229   SHOW(rc_dropframe_thresh);
1230   SHOW(rc_resize_allowed);
1231   SHOW(rc_scaled_width);
1232   SHOW(rc_scaled_height);
1233   SHOW(rc_resize_up_thresh);
1234   SHOW(rc_resize_down_thresh);
1235   SHOW(rc_end_usage);
1236   SHOW(rc_target_bitrate);
1237   SHOW(rc_min_quantizer);
1238   SHOW(rc_max_quantizer);
1239   SHOW(rc_undershoot_pct);
1240   SHOW(rc_overshoot_pct);
1241   SHOW(rc_buf_sz);
1242   SHOW(rc_buf_initial_sz);
1243   SHOW(rc_buf_optimal_sz);
1244   SHOW(rc_2pass_vbr_bias_pct);
1245   SHOW(rc_2pass_vbr_minsection_pct);
1246   SHOW(rc_2pass_vbr_maxsection_pct);
1247   SHOW(rc_2pass_vbr_corpus_complexity);
1248   SHOW(kf_mode);
1249   SHOW(kf_min_dist);
1250   SHOW(kf_max_dist);
1251   // Temporary use for debug
1252   SHOW(use_vizier_rc_params);
1253   SHOW(active_wq_factor.num);
1254   SHOW(active_wq_factor.den);
1255 }
1256
1257 static void open_output_file(struct stream_state *stream,
1258                              struct VpxEncoderConfig *global,
1259                              const struct VpxRational *pixel_aspect_ratio) {
1260   const char *fn = stream->config.out_fn;
1261   const struct vpx_codec_enc_cfg *const cfg = &stream->config.cfg;
1262
1263   if (cfg->g_pass == VPX_RC_FIRST_PASS) return;
1264
1265   stream->file = strcmp(fn, "-") ? fopen(fn, "wb") : set_binary_mode(stdout);
1266
1267   if (!stream->file) fatal("Failed to open output file");
1268
1269   if (stream->config.write_webm && fseek(stream->file, 0, SEEK_CUR))
1270     fatal("WebM output to pipes not supported.");
1271
1272 #if CONFIG_WEBM_IO
1273   if (stream->config.write_webm) {
1274     stream->webm_ctx.stream = stream->file;
1275     write_webm_file_header(&stream->webm_ctx, cfg, stream->config.stereo_fmt,
1276                            global->codec->fourcc, pixel_aspect_ratio);
1277   }
1278 #else
1279   (void)pixel_aspect_ratio;
1280 #endif
1281
1282   if (!stream->config.write_webm) {
1283     ivf_write_file_header(stream->file, cfg, global->codec->fourcc, 0);
1284   }
1285 }
1286
1287 static void close_output_file(struct stream_state *stream,
1288                               unsigned int fourcc) {
1289   const struct vpx_codec_enc_cfg *const cfg = &stream->config.cfg;
1290
1291   if (cfg->g_pass == VPX_RC_FIRST_PASS) return;
1292
1293 #if CONFIG_WEBM_IO
1294   if (stream->config.write_webm) {
1295     write_webm_file_footer(&stream->webm_ctx);
1296   }
1297 #endif
1298
1299   if (!stream->config.write_webm) {
1300     if (!fseek(stream->file, 0, SEEK_SET))
1301       ivf_write_file_header(stream->file, &stream->config.cfg, fourcc,
1302                             stream->frames_out);
1303   }
1304
1305   fclose(stream->file);
1306 }
1307
1308 static void setup_pass(struct stream_state *stream,
1309                        struct VpxEncoderConfig *global, int pass) {
1310   if (stream->config.stats_fn) {
1311     if (!stats_open_file(&stream->stats, stream->config.stats_fn, pass))
1312       fatal("Failed to open statistics store");
1313   } else {
1314     if (!stats_open_mem(&stream->stats, pass))
1315       fatal("Failed to open statistics store");
1316   }
1317
1318   stream->config.cfg.g_pass = global->passes == 2
1319                                   ? pass ? VPX_RC_LAST_PASS : VPX_RC_FIRST_PASS
1320                                   : VPX_RC_ONE_PASS;
1321   if (pass) {
1322     stream->config.cfg.rc_twopass_stats_in = stats_get(&stream->stats);
1323   }
1324
1325   stream->cx_time = 0;
1326   stream->nbytes = 0;
1327   stream->frames_out = 0;
1328 }
1329
1330 static void initialize_encoder(struct stream_state *stream,
1331                                struct VpxEncoderConfig *global) {
1332   int i;
1333   int flags = 0;
1334
1335   flags |= global->show_psnr ? VPX_CODEC_USE_PSNR : 0;
1336   flags |= global->out_part ? VPX_CODEC_USE_OUTPUT_PARTITION : 0;
1337 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1338   flags |= stream->config.use_16bit_internal ? VPX_CODEC_USE_HIGHBITDEPTH : 0;
1339 #endif
1340
1341   /* Construct Encoder Context */
1342   vpx_codec_enc_init(&stream->encoder, global->codec->codec_interface(),
1343                      &stream->config.cfg, flags);
1344   ctx_exit_on_error(&stream->encoder, "Failed to initialize encoder");
1345
1346   /* Note that we bypass the vpx_codec_control wrapper macro because
1347    * we're being clever to store the control IDs in an array. Real
1348    * applications will want to make use of the enumerations directly
1349    */
1350   for (i = 0; i < stream->config.arg_ctrl_cnt; i++) {
1351     int ctrl = stream->config.arg_ctrls[i][0];
1352     int value = stream->config.arg_ctrls[i][1];
1353     if (vpx_codec_control_(&stream->encoder, ctrl, value))
1354       fprintf(stderr, "Error: Tried to set control %d = %d\n", ctrl, value);
1355
1356     ctx_exit_on_error(&stream->encoder, "Failed to control codec");
1357   }
1358
1359 #if CONFIG_DECODERS
1360   if (global->test_decode != TEST_DECODE_OFF) {
1361     const VpxInterface *decoder = get_vpx_decoder_by_name(global->codec->name);
1362     vpx_codec_dec_init(&stream->decoder, decoder->codec_interface(), NULL, 0);
1363   }
1364 #endif
1365 }
1366
1367 static void encode_frame(struct stream_state *stream,
1368                          struct VpxEncoderConfig *global, struct vpx_image *img,
1369                          unsigned int frames_in) {
1370   vpx_codec_pts_t frame_start, next_frame_start;
1371   struct vpx_codec_enc_cfg *cfg = &stream->config.cfg;
1372   struct vpx_usec_timer timer;
1373
1374   frame_start =
1375       (cfg->g_timebase.den * (int64_t)(frames_in - 1) * global->framerate.den) /
1376       cfg->g_timebase.num / global->framerate.num;
1377   next_frame_start =
1378       (cfg->g_timebase.den * (int64_t)(frames_in)*global->framerate.den) /
1379       cfg->g_timebase.num / global->framerate.num;
1380
1381 /* Scale if necessary */
1382 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1383   if (img) {
1384     if ((img->fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) &&
1385         (img->d_w != cfg->g_w || img->d_h != cfg->g_h)) {
1386       if (img->fmt != VPX_IMG_FMT_I42016) {
1387         fprintf(stderr, "%s can only scale 4:2:0 inputs\n", exec_name);
1388         exit(EXIT_FAILURE);
1389       }
1390 #if CONFIG_LIBYUV
1391       if (!stream->img) {
1392         stream->img =
1393             vpx_img_alloc(NULL, VPX_IMG_FMT_I42016, cfg->g_w, cfg->g_h, 16);
1394       }
1395       I420Scale_16(
1396           (uint16_t *)img->planes[VPX_PLANE_Y], img->stride[VPX_PLANE_Y] / 2,
1397           (uint16_t *)img->planes[VPX_PLANE_U], img->stride[VPX_PLANE_U] / 2,
1398           (uint16_t *)img->planes[VPX_PLANE_V], img->stride[VPX_PLANE_V] / 2,
1399           img->d_w, img->d_h, (uint16_t *)stream->img->planes[VPX_PLANE_Y],
1400           stream->img->stride[VPX_PLANE_Y] / 2,
1401           (uint16_t *)stream->img->planes[VPX_PLANE_U],
1402           stream->img->stride[VPX_PLANE_U] / 2,
1403           (uint16_t *)stream->img->planes[VPX_PLANE_V],
1404           stream->img->stride[VPX_PLANE_V] / 2, stream->img->d_w,
1405           stream->img->d_h, kFilterBox);
1406       img = stream->img;
1407 #else
1408       stream->encoder.err = 1;
1409       ctx_exit_on_error(&stream->encoder,
1410                         "Stream %d: Failed to encode frame.\n"
1411                         "Scaling disabled in this configuration. \n"
1412                         "To enable, configure with --enable-libyuv\n",
1413                         stream->index);
1414 #endif
1415     }
1416   }
1417 #endif
1418   if (img && (img->d_w != cfg->g_w || img->d_h != cfg->g_h)) {
1419     if (img->fmt != VPX_IMG_FMT_I420 && img->fmt != VPX_IMG_FMT_YV12) {
1420       fprintf(stderr, "%s can only scale 4:2:0 8bpp inputs\n", exec_name);
1421       exit(EXIT_FAILURE);
1422     }
1423 #if CONFIG_LIBYUV
1424     if (!stream->img)
1425       stream->img =
1426           vpx_img_alloc(NULL, VPX_IMG_FMT_I420, cfg->g_w, cfg->g_h, 16);
1427     I420Scale(
1428         img->planes[VPX_PLANE_Y], img->stride[VPX_PLANE_Y],
1429         img->planes[VPX_PLANE_U], img->stride[VPX_PLANE_U],
1430         img->planes[VPX_PLANE_V], img->stride[VPX_PLANE_V], img->d_w, img->d_h,
1431         stream->img->planes[VPX_PLANE_Y], stream->img->stride[VPX_PLANE_Y],
1432         stream->img->planes[VPX_PLANE_U], stream->img->stride[VPX_PLANE_U],
1433         stream->img->planes[VPX_PLANE_V], stream->img->stride[VPX_PLANE_V],
1434         stream->img->d_w, stream->img->d_h, kFilterBox);
1435     img = stream->img;
1436 #else
1437     stream->encoder.err = 1;
1438     ctx_exit_on_error(&stream->encoder,
1439                       "Stream %d: Failed to encode frame.\n"
1440                       "Scaling disabled in this configuration. \n"
1441                       "To enable, configure with --enable-libyuv\n",
1442                       stream->index);
1443 #endif
1444   }
1445
1446   vpx_usec_timer_start(&timer);
1447   vpx_codec_encode(&stream->encoder, img, frame_start,
1448                    (unsigned long)(next_frame_start - frame_start), 0,
1449                    global->deadline);
1450   vpx_usec_timer_mark(&timer);
1451   stream->cx_time += vpx_usec_timer_elapsed(&timer);
1452   ctx_exit_on_error(&stream->encoder, "Stream %d: Failed to encode frame",
1453                     stream->index);
1454 }
1455
1456 static void update_quantizer_histogram(struct stream_state *stream) {
1457   if (stream->config.cfg.g_pass != VPX_RC_FIRST_PASS) {
1458     int q;
1459
1460     vpx_codec_control(&stream->encoder, VP8E_GET_LAST_QUANTIZER_64, &q);
1461     ctx_exit_on_error(&stream->encoder, "Failed to read quantizer");
1462     stream->counts[q]++;
1463   }
1464 }
1465
1466 static void get_cx_data(struct stream_state *stream,
1467                         struct VpxEncoderConfig *global, int *got_data) {
1468   const vpx_codec_cx_pkt_t *pkt;
1469   const struct vpx_codec_enc_cfg *cfg = &stream->config.cfg;
1470   vpx_codec_iter_t iter = NULL;
1471
1472   *got_data = 0;
1473   while ((pkt = vpx_codec_get_cx_data(&stream->encoder, &iter))) {
1474     static size_t fsize = 0;
1475     static FileOffset ivf_header_pos = 0;
1476
1477     switch (pkt->kind) {
1478       case VPX_CODEC_CX_FRAME_PKT:
1479         if (!(pkt->data.frame.flags & VPX_FRAME_IS_FRAGMENT)) {
1480           stream->frames_out++;
1481         }
1482         if (!global->quiet)
1483           fprintf(stderr, " %6luF", (unsigned long)pkt->data.frame.sz);
1484
1485         update_rate_histogram(stream->rate_hist, cfg, pkt);
1486 #if CONFIG_WEBM_IO
1487         if (stream->config.write_webm) {
1488           write_webm_block(&stream->webm_ctx, cfg, pkt);
1489         }
1490 #endif
1491         if (!stream->config.write_webm) {
1492           if (pkt->data.frame.partition_id <= 0) {
1493             ivf_header_pos = ftello(stream->file);
1494             fsize = pkt->data.frame.sz;
1495
1496             ivf_write_frame_header(stream->file, pkt->data.frame.pts, fsize);
1497           } else {
1498             fsize += pkt->data.frame.sz;
1499
1500             if (!(pkt->data.frame.flags & VPX_FRAME_IS_FRAGMENT)) {
1501               const FileOffset currpos = ftello(stream->file);
1502               fseeko(stream->file, ivf_header_pos, SEEK_SET);
1503               ivf_write_frame_size(stream->file, fsize);
1504               fseeko(stream->file, currpos, SEEK_SET);
1505             }
1506           }
1507
1508           (void)fwrite(pkt->data.frame.buf, 1, pkt->data.frame.sz,
1509                        stream->file);
1510         }
1511         stream->nbytes += pkt->data.raw.sz;
1512
1513         *got_data = 1;
1514 #if CONFIG_DECODERS
1515         if (global->test_decode != TEST_DECODE_OFF && !stream->mismatch_seen) {
1516           vpx_codec_decode(&stream->decoder, pkt->data.frame.buf,
1517                            (unsigned int)pkt->data.frame.sz, NULL, 0);
1518           if (stream->decoder.err) {
1519             warn_or_exit_on_error(&stream->decoder,
1520                                   global->test_decode == TEST_DECODE_FATAL,
1521                                   "Failed to decode frame %d in stream %d",
1522                                   stream->frames_out + 1, stream->index);
1523             stream->mismatch_seen = stream->frames_out + 1;
1524           }
1525         }
1526 #endif
1527         break;
1528       case VPX_CODEC_STATS_PKT:
1529         stream->frames_out++;
1530         stats_write(&stream->stats, pkt->data.twopass_stats.buf,
1531                     pkt->data.twopass_stats.sz);
1532         stream->nbytes += pkt->data.raw.sz;
1533         break;
1534       case VPX_CODEC_PSNR_PKT:
1535
1536         if (global->show_psnr) {
1537           int i;
1538
1539           stream->psnr_sse_total += pkt->data.psnr.sse[0];
1540           stream->psnr_samples_total += pkt->data.psnr.samples[0];
1541           for (i = 0; i < 4; i++) {
1542             if (!global->quiet)
1543               fprintf(stderr, "%.3f ", pkt->data.psnr.psnr[i]);
1544             stream->psnr_totals[i] += pkt->data.psnr.psnr[i];
1545           }
1546           stream->psnr_count++;
1547         }
1548
1549         break;
1550       default: break;
1551     }
1552   }
1553 }
1554
1555 static void show_psnr(struct stream_state *stream, double peak) {
1556   int i;
1557   double ovpsnr;
1558
1559   if (!stream->psnr_count) return;
1560
1561   fprintf(stderr, "Stream %d PSNR (Overall/Avg/Y/U/V)", stream->index);
1562   ovpsnr = sse_to_psnr((double)stream->psnr_samples_total, peak,
1563                        (double)stream->psnr_sse_total);
1564   fprintf(stderr, " %.3f", ovpsnr);
1565
1566   for (i = 0; i < 4; i++) {
1567     fprintf(stderr, " %.3f", stream->psnr_totals[i] / stream->psnr_count);
1568   }
1569   fprintf(stderr, "\n");
1570 }
1571
1572 static float usec_to_fps(uint64_t usec, unsigned int frames) {
1573   return (float)(usec > 0 ? frames * 1000000.0 / (float)usec : 0);
1574 }
1575
1576 static void test_decode(struct stream_state *stream,
1577                         enum TestDecodeFatality fatal,
1578                         const VpxInterface *codec) {
1579   vpx_image_t enc_img, dec_img;
1580
1581   if (stream->mismatch_seen) return;
1582
1583   /* Get the internal reference frame */
1584   if (strcmp(codec->name, "vp8") == 0) {
1585     struct vpx_ref_frame ref_enc, ref_dec;
1586     int width, height;
1587
1588     width = (stream->config.cfg.g_w + 15) & ~15;
1589     height = (stream->config.cfg.g_h + 15) & ~15;
1590     vpx_img_alloc(&ref_enc.img, VPX_IMG_FMT_I420, width, height, 1);
1591     enc_img = ref_enc.img;
1592     vpx_img_alloc(&ref_dec.img, VPX_IMG_FMT_I420, width, height, 1);
1593     dec_img = ref_dec.img;
1594
1595     ref_enc.frame_type = VP8_LAST_FRAME;
1596     ref_dec.frame_type = VP8_LAST_FRAME;
1597     vpx_codec_control(&stream->encoder, VP8_COPY_REFERENCE, &ref_enc);
1598     vpx_codec_control(&stream->decoder, VP8_COPY_REFERENCE, &ref_dec);
1599   } else {
1600     struct vp9_ref_frame ref_enc, ref_dec;
1601
1602     ref_enc.idx = 0;
1603     ref_dec.idx = 0;
1604     vpx_codec_control(&stream->encoder, VP9_GET_REFERENCE, &ref_enc);
1605     enc_img = ref_enc.img;
1606     vpx_codec_control(&stream->decoder, VP9_GET_REFERENCE, &ref_dec);
1607     dec_img = ref_dec.img;
1608 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1609     if ((enc_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) !=
1610         (dec_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH)) {
1611       if (enc_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) {
1612         vpx_img_alloc(&enc_img, enc_img.fmt - VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH,
1613                       enc_img.d_w, enc_img.d_h, 16);
1614         vpx_img_truncate_16_to_8(&enc_img, &ref_enc.img);
1615       }
1616       if (dec_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) {
1617         vpx_img_alloc(&dec_img, dec_img.fmt - VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH,
1618                       dec_img.d_w, dec_img.d_h, 16);
1619         vpx_img_truncate_16_to_8(&dec_img, &ref_dec.img);
1620       }
1621     }
1622 #endif
1623   }
1624   ctx_exit_on_error(&stream->encoder, "Failed to get encoder reference frame");
1625   ctx_exit_on_error(&stream->decoder, "Failed to get decoder reference frame");
1626
1627   if (!compare_img(&enc_img, &dec_img)) {
1628     int y[4], u[4], v[4];
1629 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1630     if (enc_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) {
1631       find_mismatch_high(&enc_img, &dec_img, y, u, v);
1632     } else {
1633       find_mismatch(&enc_img, &dec_img, y, u, v);
1634     }
1635 #else
1636     find_mismatch(&enc_img, &dec_img, y, u, v);
1637 #endif
1638     stream->decoder.err = 1;
1639     warn_or_exit_on_error(&stream->decoder, fatal == TEST_DECODE_FATAL,
1640                           "Stream %d: Encode/decode mismatch on frame %d at"
1641                           " Y[%d, %d] {%d/%d},"
1642                           " U[%d, %d] {%d/%d},"
1643                           " V[%d, %d] {%d/%d}",
1644                           stream->index, stream->frames_out, y[0], y[1], y[2],
1645                           y[3], u[0], u[1], u[2], u[3], v[0], v[1], v[2], v[3]);
1646     stream->mismatch_seen = stream->frames_out;
1647   }
1648
1649   vpx_img_free(&enc_img);
1650   vpx_img_free(&dec_img);
1651 }
1652
1653 static void print_time(const char *label, int64_t etl) {
1654   int64_t hours;
1655   int64_t mins;
1656   int64_t secs;
1657
1658   if (etl >= 0) {
1659     hours = etl / 3600;
1660     etl -= hours * 3600;
1661     mins = etl / 60;
1662     etl -= mins * 60;
1663     secs = etl;
1664
1665     fprintf(stderr, "[%3s %2" PRId64 ":%02" PRId64 ":%02" PRId64 "] ", label,
1666             hours, mins, secs);
1667   } else {
1668     fprintf(stderr, "[%3s  unknown] ", label);
1669   }
1670 }
1671
1672 int main(int argc, const char **argv_) {
1673   int pass;
1674   vpx_image_t raw;
1675 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1676   vpx_image_t raw_shift;
1677   int allocated_raw_shift = 0;
1678   int use_16bit_internal = 0;
1679   int input_shift = 0;
1680 #endif
1681   int frame_avail, got_data;
1682
1683   struct VpxInputContext input;
1684   struct VpxEncoderConfig global;
1685   struct stream_state *streams = NULL;
1686   char **argv, **argi;
1687   uint64_t cx_time = 0;
1688   int stream_cnt = 0;
1689   int res = 0;
1690
1691   memset(&input, 0, sizeof(input));
1692   memset(&raw, 0, sizeof(raw));
1693   exec_name = argv_[0];
1694
1695   /* Setup default input stream settings */
1696   input.framerate.numerator = 30;
1697   input.framerate.denominator = 1;
1698   input.only_i420 = 1;
1699   input.bit_depth = 0;
1700
1701   /* First parse the global configuration values, because we want to apply
1702    * other parameters on top of the default configuration provided by the
1703    * codec.
1704    */
1705   argv = argv_dup(argc - 1, argv_ + 1);
1706   parse_global_config(&global, argv);
1707
1708   if (argc < 3) usage_exit();
1709
1710   switch (global.color_type) {
1711     case I420: input.fmt = VPX_IMG_FMT_I420; break;
1712     case I422: input.fmt = VPX_IMG_FMT_I422; break;
1713     case I444: input.fmt = VPX_IMG_FMT_I444; break;
1714     case I440: input.fmt = VPX_IMG_FMT_I440; break;
1715     case YV12: input.fmt = VPX_IMG_FMT_YV12; break;
1716     case NV12: input.fmt = VPX_IMG_FMT_NV12; break;
1717   }
1718
1719   {
1720     /* Now parse each stream's parameters. Using a local scope here
1721      * due to the use of 'stream' as loop variable in FOREACH_STREAM
1722      * loops
1723      */
1724     struct stream_state *stream = NULL;
1725
1726     do {
1727       stream = new_stream(&global, stream);
1728       stream_cnt++;
1729       if (!streams) streams = stream;
1730     } while (parse_stream_params(&global, stream, argv));
1731   }
1732
1733   /* Check for unrecognized options */
1734   for (argi = argv; *argi; argi++)
1735     if (argi[0][0] == '-' && argi[0][1])
1736       die("Error: Unrecognized option %s\n", *argi);
1737
1738   FOREACH_STREAM(check_encoder_config(global.disable_warning_prompt, &global,
1739                                       &stream->config.cfg););
1740
1741   /* Handle non-option arguments */
1742   input.filename = argv[0];
1743
1744   if (!input.filename) {
1745     fprintf(stderr, "No input file specified!\n");
1746     usage_exit();
1747   }
1748
1749   /* Decide if other chroma subsamplings than 4:2:0 are supported */
1750   if (global.codec->fourcc == VP9_FOURCC) input.only_i420 = 0;
1751
1752   for (pass = global.pass ? global.pass - 1 : 0; pass < global.passes; pass++) {
1753     int frames_in = 0, seen_frames = 0;
1754     int64_t estimated_time_left = -1;
1755     int64_t average_rate = -1;
1756     int64_t lagged_count = 0;
1757
1758     open_input_file(&input);
1759
1760     /* If the input file doesn't specify its w/h (raw files), try to get
1761      * the data from the first stream's configuration.
1762      */
1763     if (!input.width || !input.height) {
1764       FOREACH_STREAM({
1765         if (stream->config.cfg.g_w && stream->config.cfg.g_h) {
1766           input.width = stream->config.cfg.g_w;
1767           input.height = stream->config.cfg.g_h;
1768           break;
1769         }
1770       });
1771     }
1772
1773     /* Update stream configurations from the input file's parameters */
1774     if (!input.width || !input.height)
1775       fatal(
1776           "Specify stream dimensions with --width (-w) "
1777           " and --height (-h)");
1778
1779     /* If input file does not specify bit-depth but input-bit-depth parameter
1780      * exists, assume that to be the input bit-depth. However, if the
1781      * input-bit-depth paramter does not exist, assume the input bit-depth
1782      * to be the same as the codec bit-depth.
1783      */
1784     if (!input.bit_depth) {
1785       FOREACH_STREAM({
1786         if (stream->config.cfg.g_input_bit_depth)
1787           input.bit_depth = stream->config.cfg.g_input_bit_depth;
1788         else
1789           input.bit_depth = stream->config.cfg.g_input_bit_depth =
1790               (int)stream->config.cfg.g_bit_depth;
1791       });
1792       if (input.bit_depth > 8) input.fmt |= VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH;
1793     } else {
1794       FOREACH_STREAM(
1795           { stream->config.cfg.g_input_bit_depth = input.bit_depth; });
1796     }
1797
1798     FOREACH_STREAM(set_stream_dimensions(stream, input.width, input.height));
1799     FOREACH_STREAM(validate_stream_config(stream, &global));
1800
1801     /* Ensure that --passes and --pass are consistent. If --pass is set and
1802      * --passes=2, ensure --fpf was set.
1803      */
1804     if (global.pass && global.passes == 2)
1805       FOREACH_STREAM({
1806         if (!stream->config.stats_fn)
1807           die("Stream %d: Must specify --fpf when --pass=%d"
1808               " and --passes=2\n",
1809               stream->index, global.pass);
1810       });
1811
1812 #if !CONFIG_WEBM_IO
1813     FOREACH_STREAM({
1814       if (stream->config.write_webm) {
1815         stream->config.write_webm = 0;
1816         warn(
1817             "vpxenc was compiled without WebM container support."
1818             "Producing IVF output");
1819       }
1820     });
1821 #endif
1822
1823     /* Use the frame rate from the file only if none was specified
1824      * on the command-line.
1825      */
1826     if (!global.have_framerate) {
1827       global.framerate.num = input.framerate.numerator;
1828       global.framerate.den = input.framerate.denominator;
1829       FOREACH_STREAM(stream->config.cfg.g_timebase.den = global.framerate.num;
1830                      stream->config.cfg.g_timebase.num = global.framerate.den);
1831     }
1832
1833     /* Show configuration */
1834     if (global.verbose && pass == 0)
1835       FOREACH_STREAM(show_stream_config(stream, &global, &input));
1836
1837     if (pass == (global.pass ? global.pass - 1 : 0)) {
1838       // The Y4M reader does its own allocation.
1839       if (input.file_type != FILE_TYPE_Y4M) {
1840         vpx_img_alloc(&raw, input.fmt, input.width, input.height, 32);
1841       }
1842       FOREACH_STREAM(stream->rate_hist = init_rate_histogram(
1843                          &stream->config.cfg, &global.framerate));
1844     }
1845
1846     FOREACH_STREAM(setup_pass(stream, &global, pass));
1847     FOREACH_STREAM(
1848         open_output_file(stream, &global, &input.pixel_aspect_ratio));
1849     FOREACH_STREAM(initialize_encoder(stream, &global));
1850
1851 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1852     if (strcmp(global.codec->name, "vp9") == 0) {
1853       // Check to see if at least one stream uses 16 bit internal.
1854       // Currently assume that the bit_depths for all streams using
1855       // highbitdepth are the same.
1856       FOREACH_STREAM({
1857         if (stream->config.use_16bit_internal) {
1858           use_16bit_internal = 1;
1859         }
1860         if (stream->config.cfg.g_profile == 0) {
1861           input_shift = 0;
1862         } else {
1863           input_shift = (int)stream->config.cfg.g_bit_depth -
1864                         stream->config.cfg.g_input_bit_depth;
1865         }
1866       });
1867     }
1868 #endif
1869
1870     frame_avail = 1;
1871     got_data = 0;
1872
1873     while (frame_avail || got_data) {
1874       struct vpx_usec_timer timer;
1875
1876       if (!global.limit || frames_in < global.limit) {
1877         frame_avail = read_frame(&input, &raw);
1878
1879         if (frame_avail) frames_in++;
1880         seen_frames =
1881             frames_in > global.skip_frames ? frames_in - global.skip_frames : 0;
1882
1883         if (!global.quiet) {
1884           float fps = usec_to_fps(cx_time, seen_frames);
1885           fprintf(stderr, "\rPass %d/%d ", pass + 1, global.passes);
1886
1887           if (stream_cnt == 1)
1888             fprintf(stderr, "frame %4d/%-4d %7" PRId64 "B ", frames_in,
1889                     streams->frames_out, (int64_t)streams->nbytes);
1890           else
1891             fprintf(stderr, "frame %4d ", frames_in);
1892
1893           fprintf(stderr, "%7" PRId64 " %s %.2f %s ",
1894                   cx_time > 9999999 ? cx_time / 1000 : cx_time,
1895                   cx_time > 9999999 ? "ms" : "us", fps >= 1.0 ? fps : fps * 60,
1896                   fps >= 1.0 ? "fps" : "fpm");
1897           print_time("ETA", estimated_time_left);
1898         }
1899
1900       } else
1901         frame_avail = 0;
1902
1903       if (frames_in > global.skip_frames) {
1904 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1905         vpx_image_t *frame_to_encode;
1906         if (input_shift || (use_16bit_internal && input.bit_depth == 8)) {
1907           assert(use_16bit_internal);
1908           // Input bit depth and stream bit depth do not match, so up
1909           // shift frame to stream bit depth
1910           if (!allocated_raw_shift) {
1911             vpx_img_alloc(&raw_shift, raw.fmt | VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH,
1912                           input.width, input.height, 32);
1913             allocated_raw_shift = 1;
1914           }
1915           vpx_img_upshift(&raw_shift, &raw, input_shift);
1916           frame_to_encode = &raw_shift;
1917         } else {
1918           frame_to_encode = &raw;
1919         }
1920         vpx_usec_timer_start(&timer);
1921         if (use_16bit_internal) {
1922           assert(frame_to_encode->fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH);
1923           FOREACH_STREAM({
1924             if (stream->config.use_16bit_internal)
1925               encode_frame(stream, &global,
1926                            frame_avail ? frame_to_encode : NULL, frames_in);
1927             else
1928               assert(0);
1929           });
1930         } else {
1931           assert((frame_to_encode->fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) == 0);
1932           FOREACH_STREAM(encode_frame(stream, &global,
1933                                       frame_avail ? frame_to_encode : NULL,
1934                                       frames_in));
1935         }
1936 #else
1937         vpx_usec_timer_start(&timer);
1938         FOREACH_STREAM(encode_frame(stream, &global, frame_avail ? &raw : NULL,
1939                                     frames_in));
1940 #endif
1941         vpx_usec_timer_mark(&timer);
1942         cx_time += vpx_usec_timer_elapsed(&timer);
1943
1944         FOREACH_STREAM(update_quantizer_histogram(stream));
1945
1946         got_data = 0;
1947         FOREACH_STREAM(get_cx_data(stream, &global, &got_data));
1948
1949         if (!got_data && input.length && streams != NULL &&
1950             !streams->frames_out) {
1951           lagged_count = global.limit ? seen_frames : ftello(input.file);
1952         } else if (input.length) {
1953           int64_t remaining;
1954           int64_t rate;
1955
1956           if (global.limit) {
1957             const int64_t frame_in_lagged = (seen_frames - lagged_count) * 1000;
1958
1959             rate = cx_time ? frame_in_lagged * (int64_t)1000000 / cx_time : 0;
1960             remaining = 1000 * (global.limit - global.skip_frames -
1961                                 seen_frames + lagged_count);
1962           } else {
1963             const int64_t input_pos = ftello(input.file);
1964             const int64_t input_pos_lagged = input_pos - lagged_count;
1965             const int64_t limit = input.length;
1966
1967             rate = cx_time ? input_pos_lagged * (int64_t)1000000 / cx_time : 0;
1968             remaining = limit - input_pos + lagged_count;
1969           }
1970
1971           average_rate =
1972               (average_rate <= 0) ? rate : (average_rate * 7 + rate) / 8;
1973           estimated_time_left = average_rate ? remaining / average_rate : -1;
1974         }
1975
1976         if (got_data && global.test_decode != TEST_DECODE_OFF)
1977           FOREACH_STREAM(test_decode(stream, global.test_decode, global.codec));
1978       }
1979
1980       fflush(stdout);
1981       if (!global.quiet) fprintf(stderr, "\033[K");
1982     }
1983
1984     if (stream_cnt > 1) fprintf(stderr, "\n");
1985
1986     if (!global.quiet) {
1987       FOREACH_STREAM(fprintf(
1988           stderr,
1989           "\rPass %d/%d frame %4d/%-4d %7" PRId64 "B %7" PRId64 "b/f %7" PRId64
1990           "b/s %7" PRId64 " %s (%.2f fps)\033[K\n",
1991           pass + 1, global.passes, frames_in, stream->frames_out,
1992           (int64_t)stream->nbytes,
1993           seen_frames ? (int64_t)(stream->nbytes * 8 / seen_frames) : 0,
1994           seen_frames
1995               ? (int64_t)stream->nbytes * 8 * (int64_t)global.framerate.num /
1996                     global.framerate.den / seen_frames
1997               : 0,
1998           stream->cx_time > 9999999 ? stream->cx_time / 1000 : stream->cx_time,
1999           stream->cx_time > 9999999 ? "ms" : "us",
2000           usec_to_fps(stream->cx_time, seen_frames)));
2001     }
2002
2003     if (global.show_psnr) {
2004       if (global.codec->fourcc == VP9_FOURCC) {
2005         FOREACH_STREAM(
2006             show_psnr(stream, (1 << stream->config.cfg.g_input_bit_depth) - 1));
2007       } else {
2008         FOREACH_STREAM(show_psnr(stream, 255.0));
2009       }
2010     }
2011
2012     FOREACH_STREAM(vpx_codec_destroy(&stream->encoder));
2013
2014     if (global.test_decode != TEST_DECODE_OFF) {
2015       FOREACH_STREAM(vpx_codec_destroy(&stream->decoder));
2016     }
2017
2018     close_input_file(&input);
2019
2020     if (global.test_decode == TEST_DECODE_FATAL) {
2021       FOREACH_STREAM(res |= stream->mismatch_seen);
2022     }
2023     FOREACH_STREAM(close_output_file(stream, global.codec->fourcc));
2024
2025     FOREACH_STREAM(stats_close(&stream->stats, global.passes - 1));
2026
2027     if (global.pass) break;
2028   }
2029
2030   if (global.show_q_hist_buckets)
2031     FOREACH_STREAM(
2032         show_q_histogram(stream->counts, global.show_q_hist_buckets));
2033
2034   if (global.show_rate_hist_buckets)
2035     FOREACH_STREAM(show_rate_histogram(stream->rate_hist, &stream->config.cfg,
2036                                        global.show_rate_hist_buckets));
2037   FOREACH_STREAM(destroy_rate_histogram(stream->rate_hist));
2038
2039 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
2040   /* TODO(jkoleszar): This doesn't belong in this executable. Do it for now,
2041    * to match some existing utilities.
2042    */
2043   if (!(global.pass == 1 && global.passes == 2))
2044     FOREACH_STREAM({
2045       FILE *f = fopen("opsnr.stt", "a");
2046       if (stream->mismatch_seen) {
2047         fprintf(f, "First mismatch occurred in frame %d\n",
2048                 stream->mismatch_seen);
2049       } else {
2050         fprintf(f, "No mismatch detected in recon buffers\n");
2051       }
2052       fclose(f);
2053     });
2054 #endif
2055
2056 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
2057   if (allocated_raw_shift) vpx_img_free(&raw_shift);
2058 #endif
2059   vpx_img_free(&raw);
2060   free(argv);
2061   free(streams);
2062   return res ? EXIT_FAILURE : EXIT_SUCCESS;
2063 }