granicus.if.org Git - libvpx/blob - examples/vp9_spatial_svc_encoder.c

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2012 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 /*
  12  * This is an example demonstrating how to implement a multi-layer
  13  * VP9 encoding scheme based on spatial scalability for video applications
  14  * that benefit from a scalable bitstream.
  15  */
  16
  17 #include <math.h>
  18 #include <stdarg.h>
  19 #include <stdlib.h>
  20 #include <string.h>
  21 #include <time.h>
  22
  23 #include "../args.h"
  24 #include "../tools_common.h"
  25 #include "../video_writer.h"
  26
  27 #include "../vpx_ports/vpx_timer.h"
  28 #include "./svc_context.h"
  29 #include "vpx/vp8cx.h"
  30 #include "vpx/vpx_encoder.h"
  31 #include "../vpxstats.h"
  32 #include "vp9/encoder/vp9_encoder.h"
  33 #include "./y4minput.h"
  34
  35 #define OUTPUT_RC_STATS 1
  36
  37 #define SIMULCAST_MODE 0
  38
  39 static const arg_def_t outputfile =
  40     ARG_DEF("o", "output", 1, "Output filename");
  41 static const arg_def_t skip_frames_arg =
  42     ARG_DEF("s", "skip-frames", 1, "input frames to skip");
  43 static const arg_def_t frames_arg =
  44     ARG_DEF("f", "frames", 1, "number of frames to encode");
  45 static const arg_def_t threads_arg =
  46     ARG_DEF("th", "threads", 1, "number of threads to use");
  47 #if OUTPUT_RC_STATS
  48 static const arg_def_t output_rc_stats_arg =
  49     ARG_DEF("rcstat", "output_rc_stats", 1, "output rc stats");
  50 #endif
  51 static const arg_def_t width_arg = ARG_DEF("w", "width", 1, "source width");
  52 static const arg_def_t height_arg = ARG_DEF("h", "height", 1, "source height");
  53 static const arg_def_t timebase_arg =
  54     ARG_DEF("t", "timebase", 1, "timebase (num/den)");
  55 static const arg_def_t bitrate_arg = ARG_DEF(
  56     "b", "target-bitrate", 1, "encoding bitrate, in kilobits per second");
  57 static const arg_def_t spatial_layers_arg =
  58     ARG_DEF("sl", "spatial-layers", 1, "number of spatial SVC layers");
  59 static const arg_def_t temporal_layers_arg =
  60     ARG_DEF("tl", "temporal-layers", 1, "number of temporal SVC layers");
  61 static const arg_def_t temporal_layering_mode_arg =
  62     ARG_DEF("tlm", "temporal-layering-mode", 1,
  63             "temporal layering scheme."
  64             "VP9E_TEMPORAL_LAYERING_MODE");
  65 static const arg_def_t kf_dist_arg =
  66     ARG_DEF("k", "kf-dist", 1, "number of frames between keyframes");
  67 static const arg_def_t scale_factors_arg =
  68     ARG_DEF("r", "scale-factors", 1, "scale factors (lowest to highest layer)");
  69 static const arg_def_t min_q_arg =
  70     ARG_DEF(NULL, "min-q", 1, "Minimum quantizer");
  71 static const arg_def_t max_q_arg =
  72     ARG_DEF(NULL, "max-q", 1, "Maximum quantizer");
  73 static const arg_def_t min_bitrate_arg =
  74     ARG_DEF(NULL, "min-bitrate", 1, "Minimum bitrate");
  75 static const arg_def_t max_bitrate_arg =
  76     ARG_DEF(NULL, "max-bitrate", 1, "Maximum bitrate");
  77 static const arg_def_t lag_in_frame_arg =
  78     ARG_DEF(NULL, "lag-in-frames", 1,
  79             "Number of frame to input before "
  80             "generating any outputs");
  81 static const arg_def_t rc_end_usage_arg =
  82     ARG_DEF(NULL, "rc-end-usage", 1, "0 - 3: VBR, CBR, CQ, Q");
  83 static const arg_def_t speed_arg =
  84     ARG_DEF("sp", "speed", 1, "speed configuration");
  85 static const arg_def_t aqmode_arg =
  86     ARG_DEF("aq", "aqmode", 1, "aq-mode off/on");
  87 static const arg_def_t bitrates_arg =
  88     ARG_DEF("bl", "bitrates", 1, "bitrates[sl * num_tl + tl]");
  89 static const arg_def_t dropframe_thresh_arg =
  90     ARG_DEF(NULL, "drop-frame", 1, "Temporal resampling threshold (buf %)");
  91 static const struct arg_enum_list tune_content_enum[] = {
  92   { "default", VP9E_CONTENT_DEFAULT },
  93   { "screen", VP9E_CONTENT_SCREEN },
  94   { "film", VP9E_CONTENT_FILM },
  95   { NULL, 0 }
  96 };
  97
  98 static const arg_def_t tune_content_arg = ARG_DEF_ENUM(
  99     NULL, "tune-content", 1, "Tune content type", tune_content_enum);
 100 static const arg_def_t inter_layer_pred_arg = ARG_DEF(
 101     NULL, "inter-layer-pred", 1, "0 - 3: On, Off, Key-frames, Constrained");
 102
 103 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 104 static const struct arg_enum_list bitdepth_enum[] = {
 105   { "8", VPX_BITS_8 }, { "10", VPX_BITS_10 }, { "12", VPX_BITS_12 }, { NULL, 0 }
 106 };
 107
 108 static const arg_def_t bitdepth_arg = ARG_DEF_ENUM(
 109     "d", "bit-depth", 1, "Bit depth for codec 8, 10 or 12. ", bitdepth_enum);
 110 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 111
 112 static const arg_def_t *svc_args[] = { &frames_arg,
 113                                        &outputfile,
 114                                        &width_arg,
 115                                        &height_arg,
 116                                        &timebase_arg,
 117                                        &bitrate_arg,
 118                                        &skip_frames_arg,
 119                                        &spatial_layers_arg,
 120                                        &kf_dist_arg,
 121                                        &scale_factors_arg,
 122                                        &min_q_arg,
 123                                        &max_q_arg,
 124                                        &min_bitrate_arg,
 125                                        &max_bitrate_arg,
 126                                        &temporal_layers_arg,
 127                                        &temporal_layering_mode_arg,
 128                                        &lag_in_frame_arg,
 129                                        &threads_arg,
 130                                        &aqmode_arg,
 131 #if OUTPUT_RC_STATS
 132                                        &output_rc_stats_arg,
 133 #endif
 134
 135 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 136                                        &bitdepth_arg,
 137 #endif
 138                                        &speed_arg,
 139                                        &rc_end_usage_arg,
 140                                        &bitrates_arg,
 141                                        &dropframe_thresh_arg,
 142                                        &tune_content_arg,
 143                                        &inter_layer_pred_arg,
 144                                        NULL };
 145
 146 static const uint32_t default_frames_to_skip = 0;
 147 static const uint32_t default_frames_to_code = 60 * 60;
 148 static const uint32_t default_width = 1920;
 149 static const uint32_t default_height = 1080;
 150 static const uint32_t default_timebase_num = 1;
 151 static const uint32_t default_timebase_den = 60;
 152 static const uint32_t default_bitrate = 1000;
 153 static const uint32_t default_spatial_layers = 5;
 154 static const uint32_t default_temporal_layers = 1;
 155 static const uint32_t default_kf_dist = 100;
 156 static const uint32_t default_temporal_layering_mode = 0;
 157 static const uint32_t default_output_rc_stats = 0;
 158 static const int32_t default_speed = -1;    // -1 means use library default.
 159 static const uint32_t default_threads = 0;  // zero means use library default.
 160
 161 typedef struct {
 162   const char *output_filename;
 163   uint32_t frames_to_code;
 164   uint32_t frames_to_skip;
 165   struct VpxInputContext input_ctx;
 166   stats_io_t rc_stats;
 167   int tune_content;
 168   int inter_layer_pred;
 169 } AppInput;
 170
 171 static const char *exec_name;
 172
 173 void usage_exit(void) {
 174   fprintf(stderr, "Usage: %s <options> input_filename -o output_filename\n",
 175           exec_name);
 176   fprintf(stderr, "Options:\n");
 177   arg_show_usage(stderr, svc_args);
 178   exit(EXIT_FAILURE);
 179 }
 180
 181 static void parse_command_line(int argc, const char **argv_,
 182                                AppInput *app_input, SvcContext *svc_ctx,
 183                                vpx_codec_enc_cfg_t *enc_cfg) {
 184   struct arg arg;
 185   char **argv = NULL;
 186   char **argi = NULL;
 187   char **argj = NULL;
 188   vpx_codec_err_t res;
 189   unsigned int min_bitrate = 0;
 190   unsigned int max_bitrate = 0;
 191   char string_options[1024] = { 0 };
 192
 193   // initialize SvcContext with parameters that will be passed to vpx_svc_init
 194   svc_ctx->log_level = SVC_LOG_DEBUG;
 195   svc_ctx->spatial_layers = default_spatial_layers;
 196   svc_ctx->temporal_layers = default_temporal_layers;
 197   svc_ctx->temporal_layering_mode = default_temporal_layering_mode;
 198 #if OUTPUT_RC_STATS
 199   svc_ctx->output_rc_stat = default_output_rc_stats;
 200 #endif
 201   svc_ctx->speed = default_speed;
 202   svc_ctx->threads = default_threads;
 203
 204   // start with default encoder configuration
 205   res = vpx_codec_enc_config_default(vpx_codec_vp9_cx(), enc_cfg, 0);
 206   if (res) {
 207     die("Failed to get config: %s\n", vpx_codec_err_to_string(res));
 208   }
 209   // update enc_cfg with app default values
 210   enc_cfg->g_w = default_width;
 211   enc_cfg->g_h = default_height;
 212   enc_cfg->g_timebase.num = default_timebase_num;
 213   enc_cfg->g_timebase.den = default_timebase_den;
 214   enc_cfg->rc_target_bitrate = default_bitrate;
 215   enc_cfg->kf_min_dist = default_kf_dist;
 216   enc_cfg->kf_max_dist = default_kf_dist;
 217   enc_cfg->rc_end_usage = VPX_CQ;
 218
 219   // initialize AppInput with default values
 220   app_input->frames_to_code = default_frames_to_code;
 221   app_input->frames_to_skip = default_frames_to_skip;
 222
 223   // process command line options
 224   argv = argv_dup(argc - 1, argv_ + 1);
 225   for (argi = argj = argv; (*argj = *argi); argi += arg.argv_step) {
 226     arg.argv_step = 1;
 227
 228     if (arg_match(&arg, &frames_arg, argi)) {
 229       app_input->frames_to_code = arg_parse_uint(&arg);
 230     } else if (arg_match(&arg, &outputfile, argi)) {
 231       app_input->output_filename = arg.val;
 232     } else if (arg_match(&arg, &width_arg, argi)) {
 233       enc_cfg->g_w = arg_parse_uint(&arg);
 234     } else if (arg_match(&arg, &height_arg, argi)) {
 235       enc_cfg->g_h = arg_parse_uint(&arg);
 236     } else if (arg_match(&arg, &timebase_arg, argi)) {
 237       enc_cfg->g_timebase = arg_parse_rational(&arg);
 238     } else if (arg_match(&arg, &bitrate_arg, argi)) {
 239       enc_cfg->rc_target_bitrate = arg_parse_uint(&arg);
 240     } else if (arg_match(&arg, &skip_frames_arg, argi)) {
 241       app_input->frames_to_skip = arg_parse_uint(&arg);
 242     } else if (arg_match(&arg, &spatial_layers_arg, argi)) {
 243       svc_ctx->spatial_layers = arg_parse_uint(&arg);
 244     } else if (arg_match(&arg, &temporal_layers_arg, argi)) {
 245       svc_ctx->temporal_layers = arg_parse_uint(&arg);
 246 #if OUTPUT_RC_STATS
 247     } else if (arg_match(&arg, &output_rc_stats_arg, argi)) {
 248       svc_ctx->output_rc_stat = arg_parse_uint(&arg);
 249 #endif
 250     } else if (arg_match(&arg, &speed_arg, argi)) {
 251       svc_ctx->speed = arg_parse_uint(&arg);
 252       if (svc_ctx->speed > 9) {
 253         warn("Mapping speed %d to speed 9.\n", svc_ctx->speed);
 254       }
 255     } else if (arg_match(&arg, &aqmode_arg, argi)) {
 256       svc_ctx->aqmode = arg_parse_uint(&arg);
 257     } else if (arg_match(&arg, &threads_arg, argi)) {
 258       svc_ctx->threads = arg_parse_uint(&arg);
 259     } else if (arg_match(&arg, &temporal_layering_mode_arg, argi)) {
 260       svc_ctx->temporal_layering_mode = enc_cfg->temporal_layering_mode =
 261           arg_parse_int(&arg);
 262       if (svc_ctx->temporal_layering_mode) {
 263         enc_cfg->g_error_resilient = 1;
 264       }
 265     } else if (arg_match(&arg, &kf_dist_arg, argi)) {
 266       enc_cfg->kf_min_dist = arg_parse_uint(&arg);
 267       enc_cfg->kf_max_dist = enc_cfg->kf_min_dist;
 268     } else if (arg_match(&arg, &scale_factors_arg, argi)) {
 269       strncat(string_options, " scale-factors=",
 270               sizeof(string_options) - strlen(string_options) - 1);
 271       strncat(string_options, arg.val,
 272               sizeof(string_options) - strlen(string_options) - 1);
 273     } else if (arg_match(&arg, &bitrates_arg, argi)) {
 274       strncat(string_options, " bitrates=",
 275               sizeof(string_options) - strlen(string_options) - 1);
 276       strncat(string_options, arg.val,
 277               sizeof(string_options) - strlen(string_options) - 1);
 278     } else if (arg_match(&arg, &min_q_arg, argi)) {
 279       strncat(string_options, " min-quantizers=",
 280               sizeof(string_options) - strlen(string_options) - 1);
 281       strncat(string_options, arg.val,
 282               sizeof(string_options) - strlen(string_options) - 1);
 283     } else if (arg_match(&arg, &max_q_arg, argi)) {
 284       strncat(string_options, " max-quantizers=",
 285               sizeof(string_options) - strlen(string_options) - 1);
 286       strncat(string_options, arg.val,
 287               sizeof(string_options) - strlen(string_options) - 1);
 288     } else if (arg_match(&arg, &min_bitrate_arg, argi)) {
 289       min_bitrate = arg_parse_uint(&arg);
 290     } else if (arg_match(&arg, &max_bitrate_arg, argi)) {
 291       max_bitrate = arg_parse_uint(&arg);
 292     } else if (arg_match(&arg, &lag_in_frame_arg, argi)) {
 293       enc_cfg->g_lag_in_frames = arg_parse_uint(&arg);
 294     } else if (arg_match(&arg, &rc_end_usage_arg, argi)) {
 295       enc_cfg->rc_end_usage = arg_parse_uint(&arg);
 296 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 297     } else if (arg_match(&arg, &bitdepth_arg, argi)) {
 298       enc_cfg->g_bit_depth = arg_parse_enum_or_int(&arg);
 299       switch (enc_cfg->g_bit_depth) {
 300         case VPX_BITS_8:
 301           enc_cfg->g_input_bit_depth = 8;
 302           enc_cfg->g_profile = 0;
 303           break;
 304         case VPX_BITS_10:
 305           enc_cfg->g_input_bit_depth = 10;
 306           enc_cfg->g_profile = 2;
 307           break;
 308         case VPX_BITS_12:
 309           enc_cfg->g_input_bit_depth = 12;
 310           enc_cfg->g_profile = 2;
 311           break;
 312         default:
 313           die("Error: Invalid bit depth selected (%d)\n", enc_cfg->g_bit_depth);
 314           break;
 315       }
 316 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 317     } else if (arg_match(&arg, &dropframe_thresh_arg, argi)) {
 318       enc_cfg->rc_dropframe_thresh = arg_parse_uint(&arg);
 319     } else if (arg_match(&arg, &tune_content_arg, argi)) {
 320       app_input->tune_content = arg_parse_uint(&arg);
 321     } else if (arg_match(&arg, &inter_layer_pred_arg, argi)) {
 322       app_input->inter_layer_pred = arg_parse_uint(&arg);
 323     } else {
 324       ++argj;
 325     }
 326   }
 327
 328   // There will be a space in front of the string options
 329   if (strlen(string_options) > 0)
 330     vpx_svc_set_options(svc_ctx, string_options + 1);
 331
 332   enc_cfg->g_pass = VPX_RC_ONE_PASS;
 333
 334   if (enc_cfg->rc_target_bitrate > 0) {
 335     if (min_bitrate > 0) {
 336       enc_cfg->rc_2pass_vbr_minsection_pct =
 337           min_bitrate * 100 / enc_cfg->rc_target_bitrate;
 338     }
 339     if (max_bitrate > 0) {
 340       enc_cfg->rc_2pass_vbr_maxsection_pct =
 341           max_bitrate * 100 / enc_cfg->rc_target_bitrate;
 342     }
 343   }
 344
 345   // Check for unrecognized options
 346   for (argi = argv; *argi; ++argi)
 347     if (argi[0][0] == '-' && strlen(argi[0]) > 1)
 348       die("Error: Unrecognized option %s\n", *argi);
 349
 350   if (argv[0] == NULL) {
 351     usage_exit();
 352   }
 353   app_input->input_ctx.filename = argv[0];
 354   free(argv);
 355
 356   open_input_file(&app_input->input_ctx);
 357   if (app_input->input_ctx.file_type == FILE_TYPE_Y4M) {
 358     enc_cfg->g_w = app_input->input_ctx.width;
 359     enc_cfg->g_h = app_input->input_ctx.height;
 360   }
 361
 362   if (enc_cfg->g_w < 16 || enc_cfg->g_w % 2 || enc_cfg->g_h < 16 ||
 363       enc_cfg->g_h % 2)
 364     die("Invalid resolution: %d x %d\n", enc_cfg->g_w, enc_cfg->g_h);
 365
 366   printf(
 367       "Codec %s\nframes: %d, skip: %d\n"
 368       "layers: %d\n"
 369       "width %d, height: %d,\n"
 370       "num: %d, den: %d, bitrate: %d,\n"
 371       "gop size: %d\n",
 372       vpx_codec_iface_name(vpx_codec_vp9_cx()), app_input->frames_to_code,
 373       app_input->frames_to_skip, svc_ctx->spatial_layers, enc_cfg->g_w,
 374       enc_cfg->g_h, enc_cfg->g_timebase.num, enc_cfg->g_timebase.den,
 375       enc_cfg->rc_target_bitrate, enc_cfg->kf_max_dist);
 376 }
 377
 378 #if OUTPUT_RC_STATS
 379 // For rate control encoding stats.
 380 struct RateControlStats {
 381   // Number of input frames per layer.
 382   int layer_input_frames[VPX_MAX_LAYERS];
 383   // Total (cumulative) number of encoded frames per layer.
 384   int layer_tot_enc_frames[VPX_MAX_LAYERS];
 385   // Number of encoded non-key frames per layer.
 386   int layer_enc_frames[VPX_MAX_LAYERS];
 387   // Framerate per layer (cumulative).
 388   double layer_framerate[VPX_MAX_LAYERS];
 389   // Target average frame size per layer (per-frame-bandwidth per layer).
 390   double layer_pfb[VPX_MAX_LAYERS];
 391   // Actual average frame size per layer.
 392   double layer_avg_frame_size[VPX_MAX_LAYERS];
 393   // Average rate mismatch per layer (|target - actual| / target).
 394   double layer_avg_rate_mismatch[VPX_MAX_LAYERS];
 395   // Actual encoding bitrate per layer (cumulative).
 396   double layer_encoding_bitrate[VPX_MAX_LAYERS];
 397   // Average of the short-time encoder actual bitrate.
 398   // TODO(marpan): Should we add these short-time stats for each layer?
 399   double avg_st_encoding_bitrate;
 400   // Variance of the short-time encoder actual bitrate.
 401   double variance_st_encoding_bitrate;
 402   // Window (number of frames) for computing short-time encoding bitrate.
 403   int window_size;
 404   // Number of window measurements.
 405   int window_count;
 406 };
 407
 408 // Note: these rate control stats assume only 1 key frame in the
 409 // sequence (i.e., first frame only).
 410 static void set_rate_control_stats(struct RateControlStats *rc,
 411                                    vpx_codec_enc_cfg_t *cfg) {
 412   unsigned int sl, tl;
 413   // Set the layer (cumulative) framerate and the target layer (non-cumulative)
 414   // per-frame-bandwidth, for the rate control encoding stats below.
 415   const double framerate = cfg->g_timebase.den / cfg->g_timebase.num;
 416
 417   for (sl = 0; sl < cfg->ss_number_layers; ++sl) {
 418     for (tl = 0; tl < cfg->ts_number_layers; ++tl) {
 419       const int layer = sl * cfg->ts_number_layers + tl;
 420       if (cfg->ts_number_layers == 1)
 421         rc->layer_framerate[layer] = framerate;
 422       else
 423         rc->layer_framerate[layer] = framerate / cfg->ts_rate_decimator[tl];
 424       if (tl > 0) {
 425         rc->layer_pfb[layer] =
 426             1000.0 *
 427             (cfg->layer_target_bitrate[layer] -
 428              cfg->layer_target_bitrate[layer - 1]) /
 429             (rc->layer_framerate[layer] - rc->layer_framerate[layer - 1]);
 430       } else {
 431         rc->layer_pfb[layer] = 1000.0 * cfg->layer_target_bitrate[layer] /
 432                                rc->layer_framerate[layer];
 433       }
 434       rc->layer_input_frames[layer] = 0;
 435       rc->layer_enc_frames[layer] = 0;
 436       rc->layer_tot_enc_frames[layer] = 0;
 437       rc->layer_encoding_bitrate[layer] = 0.0;
 438       rc->layer_avg_frame_size[layer] = 0.0;
 439       rc->layer_avg_rate_mismatch[layer] = 0.0;
 440     }
 441   }
 442   rc->window_count = 0;
 443   rc->window_size = 15;
 444   rc->avg_st_encoding_bitrate = 0.0;
 445   rc->variance_st_encoding_bitrate = 0.0;
 446 }
 447
 448 static void printout_rate_control_summary(struct RateControlStats *rc,
 449                                           vpx_codec_enc_cfg_t *cfg,
 450                                           int frame_cnt) {
 451   unsigned int sl, tl;
 452   double perc_fluctuation = 0.0;
 453   int tot_num_frames = 0;
 454   printf("Total number of processed frames: %d\n\n", frame_cnt - 1);
 455   printf("Rate control layer stats for sl%d tl%d layer(s):\n\n",
 456          cfg->ss_number_layers, cfg->ts_number_layers);
 457   for (sl = 0; sl < cfg->ss_number_layers; ++sl) {
 458     tot_num_frames = 0;
 459     for (tl = 0; tl < cfg->ts_number_layers; ++tl) {
 460       const int layer = sl * cfg->ts_number_layers + tl;
 461       const int num_dropped =
 462           (tl > 0)
 463               ? (rc->layer_input_frames[layer] - rc->layer_enc_frames[layer])
 464               : (rc->layer_input_frames[layer] - rc->layer_enc_frames[layer] -
 465                  1);
 466       tot_num_frames += rc->layer_input_frames[layer];
 467       rc->layer_encoding_bitrate[layer] = 0.001 * rc->layer_framerate[layer] *
 468                                           rc->layer_encoding_bitrate[layer] /
 469                                           tot_num_frames;
 470       rc->layer_avg_frame_size[layer] =
 471           rc->layer_avg_frame_size[layer] / rc->layer_enc_frames[layer];
 472       rc->layer_avg_rate_mismatch[layer] = 100.0 *
 473                                            rc->layer_avg_rate_mismatch[layer] /
 474                                            rc->layer_enc_frames[layer];
 475       printf("For layer#: sl%d tl%d \n", sl, tl);
 476       printf("Bitrate (target vs actual): %d %f.0 kbps\n",
 477              cfg->layer_target_bitrate[layer],
 478              rc->layer_encoding_bitrate[layer]);
 479       printf("Average frame size (target vs actual): %f %f bits\n",
 480              rc->layer_pfb[layer], rc->layer_avg_frame_size[layer]);
 481       printf("Average rate_mismatch: %f\n", rc->layer_avg_rate_mismatch[layer]);
 482       printf(
 483           "Number of input frames, encoded (non-key) frames, "
 484           "and percent dropped frames: %d %d %f.0 \n",
 485           rc->layer_input_frames[layer], rc->layer_enc_frames[layer],
 486           100.0 * num_dropped / rc->layer_input_frames[layer]);
 487       printf("\n");
 488     }
 489   }
 490   rc->avg_st_encoding_bitrate = rc->avg_st_encoding_bitrate / rc->window_count;
 491   rc->variance_st_encoding_bitrate =
 492       rc->variance_st_encoding_bitrate / rc->window_count -
 493       (rc->avg_st_encoding_bitrate * rc->avg_st_encoding_bitrate);
 494   perc_fluctuation = 100.0 * sqrt(rc->variance_st_encoding_bitrate) /
 495                      rc->avg_st_encoding_bitrate;
 496   printf("Short-time stats, for window of %d frames: \n", rc->window_size);
 497   printf("Average, rms-variance, and percent-fluct: %f %f %f \n",
 498          rc->avg_st_encoding_bitrate, sqrt(rc->variance_st_encoding_bitrate),
 499          perc_fluctuation);
 500   printf("Num of input, num of encoded (super) frames: %d %d \n", frame_cnt,
 501          tot_num_frames);
 502 }
 503
 504 static vpx_codec_err_t parse_superframe_index(const uint8_t *data,
 505                                               size_t data_sz, uint64_t sizes[8],
 506                                               int *count) {
 507   // A chunk ending with a byte matching 0xc0 is an invalid chunk unless
 508   // it is a super frame index. If the last byte of real video compression
 509   // data is 0xc0 the encoder must add a 0 byte. If we have the marker but
 510   // not the associated matching marker byte at the front of the index we have
 511   // an invalid bitstream and need to return an error.
 512
 513   uint8_t marker;
 514
 515   marker = *(data + data_sz - 1);
 516   *count = 0;
 517
 518   if ((marker & 0xe0) == 0xc0) {
 519     const uint32_t frames = (marker & 0x7) + 1;
 520     const uint32_t mag = ((marker >> 3) & 0x3) + 1;
 521     const size_t index_sz = 2 + mag * frames;
 522
 523     // This chunk is marked as having a superframe index but doesn't have
 524     // enough data for it, thus it's an invalid superframe index.
 525     if (data_sz < index_sz) return VPX_CODEC_CORRUPT_FRAME;
 526
 527     {
 528       const uint8_t marker2 = *(data + data_sz - index_sz);
 529
 530       // This chunk is marked as having a superframe index but doesn't have
 531       // the matching marker byte at the front of the index therefore it's an
 532       // invalid chunk.
 533       if (marker != marker2) return VPX_CODEC_CORRUPT_FRAME;
 534     }
 535
 536     {
 537       // Found a valid superframe index.
 538       uint32_t i, j;
 539       const uint8_t *x = &data[data_sz - index_sz + 1];
 540
 541       for (i = 0; i < frames; ++i) {
 542         uint32_t this_sz = 0;
 543
 544         for (j = 0; j < mag; ++j) this_sz |= (*x++) << (j * 8);
 545         sizes[i] = this_sz;
 546       }
 547       *count = frames;
 548     }
 549   }
 550   return VPX_CODEC_OK;
 551 }
 552 #endif
 553
 554 // Example pattern for spatial layers and 2 temporal layers used in the
 555 // bypass/flexible mode. The pattern corresponds to the pattern
 556 // VP9E_TEMPORAL_LAYERING_MODE_0101 (temporal_layering_mode == 2) used in
 557 // non-flexible mode.
 558 static void set_frame_flags_bypass_mode_ex0(
 559     int tl, int num_spatial_layers, int is_key_frame,
 560     vpx_svc_ref_frame_config_t *ref_frame_config) {
 561   int sl;
 562   for (sl = 0; sl < num_spatial_layers; ++sl)
 563     ref_frame_config->update_buffer_slot[sl] = 0;
 564
 565   for (sl = 0; sl < num_spatial_layers; ++sl) {
 566     // Set the buffer idx.
 567     if (tl == 0) {
 568       ref_frame_config->lst_fb_idx[sl] = sl;
 569       if (sl) {
 570         if (is_key_frame) {
 571           ref_frame_config->lst_fb_idx[sl] = sl - 1;
 572           ref_frame_config->gld_fb_idx[sl] = sl;
 573         } else {
 574           ref_frame_config->gld_fb_idx[sl] = sl - 1;
 575         }
 576       } else {
 577         ref_frame_config->gld_fb_idx[sl] = 0;
 578       }
 579       ref_frame_config->alt_fb_idx[sl] = 0;
 580     } else if (tl == 1) {
 581       ref_frame_config->lst_fb_idx[sl] = sl;
 582       ref_frame_config->gld_fb_idx[sl] = num_spatial_layers + sl - 1;
 583       ref_frame_config->alt_fb_idx[sl] = num_spatial_layers + sl;
 584     }
 585     // Set the reference and update flags.
 586     if (!tl) {
 587       if (!sl) {
 588         // Base spatial and base temporal (sl = 0, tl = 0)
 589         ref_frame_config->reference_last[sl] = 1;
 590         ref_frame_config->reference_golden[sl] = 0;
 591         ref_frame_config->reference_alt_ref[sl] = 0;
 592         ref_frame_config->update_buffer_slot[sl] |=
 593             1 << ref_frame_config->lst_fb_idx[sl];
 594       } else {
 595         if (is_key_frame) {
 596           ref_frame_config->reference_last[sl] = 1;
 597           ref_frame_config->reference_golden[sl] = 0;
 598           ref_frame_config->reference_alt_ref[sl] = 0;
 599           ref_frame_config->update_buffer_slot[sl] |=
 600               1 << ref_frame_config->gld_fb_idx[sl];
 601         } else {
 602           // Non-zero spatiall layer.
 603           ref_frame_config->reference_last[sl] = 1;
 604           ref_frame_config->reference_golden[sl] = 1;
 605           ref_frame_config->reference_alt_ref[sl] = 1;
 606           ref_frame_config->update_buffer_slot[sl] |=
 607               1 << ref_frame_config->lst_fb_idx[sl];
 608         }
 609       }
 610     } else if (tl == 1) {
 611       if (!sl) {
 612         // Base spatial and top temporal (tl = 1)
 613         ref_frame_config->reference_last[sl] = 1;
 614         ref_frame_config->reference_golden[sl] = 0;
 615         ref_frame_config->reference_alt_ref[sl] = 0;
 616         ref_frame_config->update_buffer_slot[sl] |=
 617             1 << ref_frame_config->alt_fb_idx[sl];
 618       } else {
 619         // Non-zero spatial.
 620         if (sl < num_spatial_layers - 1) {
 621           ref_frame_config->reference_last[sl] = 1;
 622           ref_frame_config->reference_golden[sl] = 1;
 623           ref_frame_config->reference_alt_ref[sl] = 0;
 624           ref_frame_config->update_buffer_slot[sl] |=
 625               1 << ref_frame_config->alt_fb_idx[sl];
 626         } else if (sl == num_spatial_layers - 1) {
 627           // Top spatial and top temporal (non-reference -- doesn't update any
 628           // reference buffers)
 629           ref_frame_config->reference_last[sl] = 1;
 630           ref_frame_config->reference_golden[sl] = 1;
 631           ref_frame_config->reference_alt_ref[sl] = 0;
 632         }
 633       }
 634     }
 635   }
 636 }
 637
 638 // Example pattern for 2 spatial layers and 2 temporal layers used in the
 639 // bypass/flexible mode, except only 1 spatial layer when temporal_layer_id = 1.
 640 static void set_frame_flags_bypass_mode_ex1(
 641     int tl, int num_spatial_layers, int is_key_frame,
 642     vpx_svc_ref_frame_config_t *ref_frame_config) {
 643   int sl;
 644   for (sl = 0; sl < num_spatial_layers; ++sl)
 645     ref_frame_config->update_buffer_slot[sl] = 0;
 646
 647   if (tl == 0) {
 648     if (is_key_frame) {
 649       ref_frame_config->lst_fb_idx[1] = 0;
 650       ref_frame_config->gld_fb_idx[1] = 1;
 651     } else {
 652       ref_frame_config->lst_fb_idx[1] = 1;
 653       ref_frame_config->gld_fb_idx[1] = 0;
 654     }
 655     ref_frame_config->alt_fb_idx[1] = 0;
 656
 657     ref_frame_config->lst_fb_idx[0] = 0;
 658     ref_frame_config->gld_fb_idx[0] = 0;
 659     ref_frame_config->alt_fb_idx[0] = 0;
 660   }
 661   if (tl == 1) {
 662     ref_frame_config->lst_fb_idx[0] = 0;
 663     ref_frame_config->gld_fb_idx[0] = 1;
 664     ref_frame_config->alt_fb_idx[0] = 2;
 665
 666     ref_frame_config->lst_fb_idx[1] = 1;
 667     ref_frame_config->gld_fb_idx[1] = 2;
 668     ref_frame_config->alt_fb_idx[1] = 3;
 669   }
 670   // Set the reference and update flags.
 671   if (tl == 0) {
 672     // Base spatial and base temporal (sl = 0, tl = 0)
 673     ref_frame_config->reference_last[0] = 1;
 674     ref_frame_config->reference_golden[0] = 0;
 675     ref_frame_config->reference_alt_ref[0] = 0;
 676     ref_frame_config->update_buffer_slot[0] |=
 677         1 << ref_frame_config->lst_fb_idx[0];
 678
 679     if (is_key_frame) {
 680       ref_frame_config->reference_last[1] = 1;
 681       ref_frame_config->reference_golden[1] = 0;
 682       ref_frame_config->reference_alt_ref[1] = 0;
 683       ref_frame_config->update_buffer_slot[1] |=
 684           1 << ref_frame_config->gld_fb_idx[1];
 685     } else {
 686       // Non-zero spatiall layer.
 687       ref_frame_config->reference_last[1] = 1;
 688       ref_frame_config->reference_golden[1] = 1;
 689       ref_frame_config->reference_alt_ref[1] = 1;
 690       ref_frame_config->update_buffer_slot[1] |=
 691           1 << ref_frame_config->lst_fb_idx[1];
 692     }
 693   }
 694   if (tl == 1) {
 695     // Top spatial and top temporal (non-reference -- doesn't update any
 696     // reference buffers)
 697     ref_frame_config->reference_last[1] = 1;
 698     ref_frame_config->reference_golden[1] = 0;
 699     ref_frame_config->reference_alt_ref[1] = 0;
 700   }
 701 }
 702
 703 #if CONFIG_VP9_DECODER && !SIMULCAST_MODE
 704 static void test_decode(vpx_codec_ctx_t *encoder, vpx_codec_ctx_t *decoder,
 705                         const int frames_out, int *mismatch_seen) {
 706   vpx_image_t enc_img, dec_img;
 707   struct vp9_ref_frame ref_enc, ref_dec;
 708   if (*mismatch_seen) return;
 709   /* Get the internal reference frame */
 710   ref_enc.idx = 0;
 711   ref_dec.idx = 0;
 712   vpx_codec_control(encoder, VP9_GET_REFERENCE, &ref_enc);
 713   enc_img = ref_enc.img;
 714   vpx_codec_control(decoder, VP9_GET_REFERENCE, &ref_dec);
 715   dec_img = ref_dec.img;
 716 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 717   if ((enc_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) !=
 718       (dec_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH)) {
 719     if (enc_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) {
 720       vpx_img_alloc(&enc_img, enc_img.fmt - VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH,
 721                     enc_img.d_w, enc_img.d_h, 16);
 722       vpx_img_truncate_16_to_8(&enc_img, &ref_enc.img);
 723     }
 724     if (dec_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) {
 725       vpx_img_alloc(&dec_img, dec_img.fmt - VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH,
 726                     dec_img.d_w, dec_img.d_h, 16);
 727       vpx_img_truncate_16_to_8(&dec_img, &ref_dec.img);
 728     }
 729   }
 730 #endif
 731
 732   if (!compare_img(&enc_img, &dec_img)) {
 733     int y[4], u[4], v[4];
 734 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 735     if (enc_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) {
 736       find_mismatch_high(&enc_img, &dec_img, y, u, v);
 737     } else {
 738       find_mismatch(&enc_img, &dec_img, y, u, v);
 739     }
 740 #else
 741     find_mismatch(&enc_img, &dec_img, y, u, v);
 742 #endif
 743     decoder->err = 1;
 744     printf(
 745         "Encode/decode mismatch on frame %d at"
 746         " Y[%d, %d] {%d/%d},"
 747         " U[%d, %d] {%d/%d},"
 748         " V[%d, %d] {%d/%d}\n",
 749         frames_out, y[0], y[1], y[2], y[3], u[0], u[1], u[2], u[3], v[0], v[1],
 750         v[2], v[3]);
 751     *mismatch_seen = frames_out;
 752   }
 753
 754   vpx_img_free(&enc_img);
 755   vpx_img_free(&dec_img);
 756 }
 757 #endif
 758
 759 #if OUTPUT_RC_STATS
 760 static void svc_output_rc_stats(
 761     vpx_codec_ctx_t *codec, vpx_codec_enc_cfg_t *enc_cfg,
 762     vpx_svc_layer_id_t *layer_id, const vpx_codec_cx_pkt_t *cx_pkt,
 763     struct RateControlStats *rc, VpxVideoWriter **outfile,
 764     const uint32_t frame_cnt, const double framerate) {
 765   int num_layers_encoded = 0;
 766   unsigned int sl, tl;
 767   uint64_t sizes[8];
 768   uint64_t sizes_parsed[8];
 769   int count = 0;
 770   double sum_bitrate = 0.0;
 771   double sum_bitrate2 = 0.0;
 772   vp9_zero(sizes);
 773   vp9_zero(sizes_parsed);
 774   vpx_codec_control(codec, VP9E_GET_SVC_LAYER_ID, layer_id);
 775   parse_superframe_index(cx_pkt->data.frame.buf, cx_pkt->data.frame.sz,
 776                          sizes_parsed, &count);
 777   if (enc_cfg->ss_number_layers == 1) {
 778     sizes[0] = cx_pkt->data.frame.sz;
 779   } else {
 780     for (sl = 0; sl < enc_cfg->ss_number_layers; ++sl) {
 781       sizes[sl] = 0;
 782       if (cx_pkt->data.frame.spatial_layer_encoded[sl]) {
 783         sizes[sl] = sizes_parsed[num_layers_encoded];
 784         num_layers_encoded++;
 785       }
 786     }
 787   }
 788   for (sl = 0; sl < enc_cfg->ss_number_layers; ++sl) {
 789     unsigned int sl2;
 790     uint64_t tot_size = 0;
 791 #if SIMULCAST_MODE
 792     for (sl2 = 0; sl2 < sl; ++sl2) {
 793       if (cx_pkt->data.frame.spatial_layer_encoded[sl2]) tot_size += sizes[sl2];
 794     }
 795     vpx_video_writer_write_frame(outfile[sl],
 796                                  (uint8_t *)(cx_pkt->data.frame.buf) + tot_size,
 797                                  (size_t)(sizes[sl]), cx_pkt->data.frame.pts);
 798 #else
 799     for (sl2 = 0; sl2 <= sl; ++sl2) {
 800       if (cx_pkt->data.frame.spatial_layer_encoded[sl2]) tot_size += sizes[sl2];
 801     }
 802     if (tot_size > 0)
 803       vpx_video_writer_write_frame(outfile[sl], cx_pkt->data.frame.buf,
 804                                    (size_t)(tot_size), cx_pkt->data.frame.pts);
 805 #endif  // SIMULCAST_MODE
 806   }
 807   for (sl = 0; sl < enc_cfg->ss_number_layers; ++sl) {
 808     if (cx_pkt->data.frame.spatial_layer_encoded[sl]) {
 809       for (tl = layer_id->temporal_layer_id; tl < enc_cfg->ts_number_layers;
 810            ++tl) {
 811         const int layer = sl * enc_cfg->ts_number_layers + tl;
 812         ++rc->layer_tot_enc_frames[layer];
 813         rc->layer_encoding_bitrate[layer] += 8.0 * sizes[sl];
 814         // Keep count of rate control stats per layer, for non-key
 815         // frames.
 816         if (tl == (unsigned int)layer_id->temporal_layer_id &&
 817             !(cx_pkt->data.frame.flags & VPX_FRAME_IS_KEY)) {
 818           rc->layer_avg_frame_size[layer] += 8.0 * sizes[sl];
 819           rc->layer_avg_rate_mismatch[layer] +=
 820               fabs(8.0 * sizes[sl] - rc->layer_pfb[layer]) /
 821               rc->layer_pfb[layer];
 822           ++rc->layer_enc_frames[layer];
 823         }
 824       }
 825     }
 826   }
 827
 828   // Update for short-time encoding bitrate states, for moving
 829   // window of size rc->window, shifted by rc->window / 2.
 830   // Ignore first window segment, due to key frame.
 831   if (frame_cnt > (unsigned int)rc->window_size) {
 832     for (sl = 0; sl < enc_cfg->ss_number_layers; ++sl) {
 833       if (cx_pkt->data.frame.spatial_layer_encoded[sl])
 834         sum_bitrate += 0.001 * 8.0 * sizes[sl] * framerate;
 835     }
 836     if (frame_cnt % rc->window_size == 0) {
 837       rc->window_count += 1;
 838       rc->avg_st_encoding_bitrate += sum_bitrate / rc->window_size;
 839       rc->variance_st_encoding_bitrate +=
 840           (sum_bitrate / rc->window_size) * (sum_bitrate / rc->window_size);
 841     }
 842   }
 843
 844   // Second shifted window.
 845   if (frame_cnt > (unsigned int)(rc->window_size + rc->window_size / 2)) {
 846     for (sl = 0; sl < enc_cfg->ss_number_layers; ++sl) {
 847       sum_bitrate2 += 0.001 * 8.0 * sizes[sl] * framerate;
 848     }
 849
 850     if (frame_cnt > (unsigned int)(2 * rc->window_size) &&
 851         frame_cnt % rc->window_size == 0) {
 852       rc->window_count += 1;
 853       rc->avg_st_encoding_bitrate += sum_bitrate2 / rc->window_size;
 854       rc->variance_st_encoding_bitrate +=
 855           (sum_bitrate2 / rc->window_size) * (sum_bitrate2 / rc->window_size);
 856     }
 857   }
 858 }
 859 #endif
 860
 861 int main(int argc, const char **argv) {
 862   AppInput app_input;
 863   VpxVideoWriter *writer = NULL;
 864   VpxVideoInfo info;
 865   vpx_codec_ctx_t encoder;
 866   vpx_codec_enc_cfg_t enc_cfg;
 867   SvcContext svc_ctx;
 868   vpx_svc_frame_drop_t svc_drop_frame;
 869   uint32_t i;
 870   uint32_t frame_cnt = 0;
 871   vpx_image_t raw;
 872   vpx_codec_err_t res;
 873   int pts = 0;            /* PTS starts at 0 */
 874   int frame_duration = 1; /* 1 timebase tick per frame */
 875   int end_of_stream = 0;
 876   int frames_received = 0;
 877 #if OUTPUT_RC_STATS
 878   VpxVideoWriter *outfile[VPX_SS_MAX_LAYERS] = { NULL };
 879   struct RateControlStats rc;
 880   vpx_svc_layer_id_t layer_id;
 881   vpx_svc_ref_frame_config_t ref_frame_config;
 882   unsigned int sl;
 883   double framerate = 30.0;
 884 #endif
 885   struct vpx_usec_timer timer;
 886   int64_t cx_time = 0;
 887 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
 888   FILE *f = fopen("opsnr.stt", "a");
 889 #endif
 890 #if CONFIG_VP9_DECODER && !SIMULCAST_MODE
 891   int mismatch_seen = 0;
 892   vpx_codec_ctx_t decoder;
 893 #endif
 894   memset(&svc_ctx, 0, sizeof(svc_ctx));
 895   memset(&app_input, 0, sizeof(AppInput));
 896   memset(&info, 0, sizeof(VpxVideoInfo));
 897   memset(&layer_id, 0, sizeof(vpx_svc_layer_id_t));
 898   memset(&rc, 0, sizeof(struct RateControlStats));
 899   exec_name = argv[0];
 900
 901   /* Setup default input stream settings */
 902   app_input.input_ctx.framerate.numerator = 30;
 903   app_input.input_ctx.framerate.denominator = 1;
 904   app_input.input_ctx.only_i420 = 1;
 905   app_input.input_ctx.bit_depth = 0;
 906
 907   parse_command_line(argc, argv, &app_input, &svc_ctx, &enc_cfg);
 908
 909   // Y4M reader handles its own allocation.
 910   if (app_input.input_ctx.file_type != FILE_TYPE_Y4M) {
 911 // Allocate image buffer
 912 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 913     if (!vpx_img_alloc(&raw,
 914                        enc_cfg.g_input_bit_depth == 8 ? VPX_IMG_FMT_I420
 915                                                       : VPX_IMG_FMT_I42016,
 916                        enc_cfg.g_w, enc_cfg.g_h, 32)) {
 917       die("Failed to allocate image %dx%d\n", enc_cfg.g_w, enc_cfg.g_h);
 918     }
 919 #else
 920     if (!vpx_img_alloc(&raw, VPX_IMG_FMT_I420, enc_cfg.g_w, enc_cfg.g_h, 32)) {
 921       die("Failed to allocate image %dx%d\n", enc_cfg.g_w, enc_cfg.g_h);
 922     }
 923 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 924   }
 925
 926   // Initialize codec
 927   if (vpx_svc_init(&svc_ctx, &encoder, vpx_codec_vp9_cx(), &enc_cfg) !=
 928       VPX_CODEC_OK)
 929     die("Failed to initialize encoder\n");
 930 #if CONFIG_VP9_DECODER && !SIMULCAST_MODE
 931   if (vpx_codec_dec_init(
 932           &decoder, get_vpx_decoder_by_name("vp9")->codec_interface(), NULL, 0))
 933     die("Failed to initialize decoder\n");
 934 #endif
 935
 936 #if OUTPUT_RC_STATS
 937   rc.window_count = 1;
 938   rc.window_size = 15;  // Silence a static analysis warning.
 939   rc.avg_st_encoding_bitrate = 0.0;
 940   rc.variance_st_encoding_bitrate = 0.0;
 941   if (svc_ctx.output_rc_stat) {
 942     set_rate_control_stats(&rc, &enc_cfg);
 943     framerate = enc_cfg.g_timebase.den / enc_cfg.g_timebase.num;
 944   }
 945 #endif
 946
 947   info.codec_fourcc = VP9_FOURCC;
 948   info.frame_width = enc_cfg.g_w;
 949   info.frame_height = enc_cfg.g_h;
 950   info.time_base.numerator = enc_cfg.g_timebase.num;
 951   info.time_base.denominator = enc_cfg.g_timebase.den;
 952
 953   writer =
 954       vpx_video_writer_open(app_input.output_filename, kContainerIVF, &info);
 955   if (!writer)
 956     die("Failed to open %s for writing\n", app_input.output_filename);
 957
 958 #if OUTPUT_RC_STATS
 959   // Write out spatial layer stream.
 960   // TODO(marpan/jianj): allow for writing each spatial and temporal stream.
 961   if (svc_ctx.output_rc_stat) {
 962     for (sl = 0; sl < enc_cfg.ss_number_layers; ++sl) {
 963       char file_name[PATH_MAX];
 964
 965       snprintf(file_name, sizeof(file_name), "%s_s%d.ivf",
 966                app_input.output_filename, sl);
 967       outfile[sl] = vpx_video_writer_open(file_name, kContainerIVF, &info);
 968       if (!outfile[sl]) die("Failed to open %s for writing", file_name);
 969     }
 970   }
 971 #endif
 972
 973   // skip initial frames
 974   for (i = 0; i < app_input.frames_to_skip; ++i)
 975     read_frame(&app_input.input_ctx, &raw);
 976
 977   if (svc_ctx.speed != -1)
 978     vpx_codec_control(&encoder, VP8E_SET_CPUUSED, svc_ctx.speed);
 979   if (svc_ctx.threads) {
 980     vpx_codec_control(&encoder, VP9E_SET_TILE_COLUMNS,
 981                       get_msb(svc_ctx.threads));
 982     if (svc_ctx.threads > 1)
 983       vpx_codec_control(&encoder, VP9E_SET_ROW_MT, 1);
 984     else
 985       vpx_codec_control(&encoder, VP9E_SET_ROW_MT, 0);
 986   }
 987   if (svc_ctx.speed >= 5 && svc_ctx.aqmode == 1)
 988     vpx_codec_control(&encoder, VP9E_SET_AQ_MODE, 3);
 989   if (svc_ctx.speed >= 5)
 990     vpx_codec_control(&encoder, VP8E_SET_STATIC_THRESHOLD, 1);
 991   vpx_codec_control(&encoder, VP8E_SET_MAX_INTRA_BITRATE_PCT, 900);
 992
 993   vpx_codec_control(&encoder, VP9E_SET_SVC_INTER_LAYER_PRED,
 994                     app_input.inter_layer_pred);
 995
 996   vpx_codec_control(&encoder, VP9E_SET_NOISE_SENSITIVITY, 0);
 997
 998   vpx_codec_control(&encoder, VP9E_SET_TUNE_CONTENT, app_input.tune_content);
 999
1000   vpx_codec_control(&encoder, VP9E_SET_DISABLE_OVERSHOOT_MAXQ_CBR, 0);
1001   vpx_codec_control(&encoder, VP9E_SET_DISABLE_LOOPFILTER, 0);
1002
1003   svc_drop_frame.framedrop_mode = FULL_SUPERFRAME_DROP;
1004   for (sl = 0; sl < (unsigned int)svc_ctx.spatial_layers; ++sl)
1005     svc_drop_frame.framedrop_thresh[sl] = enc_cfg.rc_dropframe_thresh;
1006   svc_drop_frame.max_consec_drop = INT_MAX;
1007   vpx_codec_control(&encoder, VP9E_SET_SVC_FRAME_DROP_LAYER, &svc_drop_frame);
1008
1009   // Encode frames
1010   while (!end_of_stream) {
1011     vpx_codec_iter_t iter = NULL;
1012     const vpx_codec_cx_pkt_t *cx_pkt;
1013     // Example patterns for bypass/flexible mode:
1014     // example_pattern = 0: 2 temporal layers, and spatial_layers = 1,2,3. Exact
1015     // to fixed SVC patterns. example_pattern = 1: 2 spatial and 2 temporal
1016     // layers, with SL0 only has TL0, and SL1 has both TL0 and TL1. This example
1017     // uses the extended API.
1018     int example_pattern = 0;
1019     if (frame_cnt >= app_input.frames_to_code ||
1020         !read_frame(&app_input.input_ctx, &raw)) {
1021       // We need one extra vpx_svc_encode call at end of stream to flush
1022       // encoder and get remaining data
1023       end_of_stream = 1;
1024     }
1025
1026     // For BYPASS/FLEXIBLE mode, set the frame flags (reference and updates)
1027     // and the buffer indices for each spatial layer of the current
1028     // (super)frame to be encoded. The spatial and temporal layer_id for the
1029     // current frame also needs to be set.
1030     // TODO(marpan): Should rename the "VP9E_TEMPORAL_LAYERING_MODE_BYPASS"
1031     // mode to "VP9E_LAYERING_MODE_BYPASS".
1032     if (svc_ctx.temporal_layering_mode == VP9E_TEMPORAL_LAYERING_MODE_BYPASS) {
1033       layer_id.spatial_layer_id = 0;
1034       // Example for 2 temporal layers.
1035       if (frame_cnt % 2 == 0) {
1036         layer_id.temporal_layer_id = 0;
1037         for (i = 0; i < VPX_SS_MAX_LAYERS; i++)
1038           layer_id.temporal_layer_id_per_spatial[i] = 0;
1039       } else {
1040         layer_id.temporal_layer_id = 1;
1041         for (i = 0; i < VPX_SS_MAX_LAYERS; i++)
1042           layer_id.temporal_layer_id_per_spatial[i] = 1;
1043       }
1044       if (example_pattern == 1) {
1045         // example_pattern 1 is hard-coded for 2 spatial and 2 temporal layers.
1046         assert(svc_ctx.spatial_layers == 2);
1047         assert(svc_ctx.temporal_layers == 2);
1048         if (frame_cnt % 2 == 0) {
1049           // Spatial layer 0 and 1 are encoded.
1050           layer_id.temporal_layer_id_per_spatial[0] = 0;
1051           layer_id.temporal_layer_id_per_spatial[1] = 0;
1052           layer_id.spatial_layer_id = 0;
1053         } else {
1054           // Only spatial layer 1 is encoded here.
1055           layer_id.temporal_layer_id_per_spatial[1] = 1;
1056           layer_id.spatial_layer_id = 1;
1057         }
1058       }
1059       vpx_codec_control(&encoder, VP9E_SET_SVC_LAYER_ID, &layer_id);
1060       // TODO(jianj): Fix the parameter passing for "is_key_frame" in
1061       // set_frame_flags_bypass_model() for case of periodic key frames.
1062       if (example_pattern == 0) {
1063         set_frame_flags_bypass_mode_ex0(layer_id.temporal_layer_id,
1064                                         svc_ctx.spatial_layers, frame_cnt == 0,
1065                                         &ref_frame_config);
1066       } else if (example_pattern == 1) {
1067         set_frame_flags_bypass_mode_ex1(layer_id.temporal_layer_id,
1068                                         svc_ctx.spatial_layers, frame_cnt == 0,
1069                                         &ref_frame_config);
1070       }
1071       ref_frame_config.duration[0] = frame_duration * 1;
1072       ref_frame_config.duration[1] = frame_duration * 1;
1073
1074       vpx_codec_control(&encoder, VP9E_SET_SVC_REF_FRAME_CONFIG,
1075                         &ref_frame_config);
1076       // Keep track of input frames, to account for frame drops in rate control
1077       // stats/metrics.
1078       for (sl = 0; sl < enc_cfg.ss_number_layers; ++sl) {
1079         ++rc.layer_input_frames[sl * enc_cfg.ts_number_layers +
1080                                 layer_id.temporal_layer_id];
1081       }
1082     } else {
1083       // For the fixed pattern SVC, temporal layer is given by superframe count.
1084       unsigned int tl = 0;
1085       if (enc_cfg.ts_number_layers == 2)
1086         tl = (frame_cnt % 2 != 0);
1087       else if (enc_cfg.ts_number_layers == 3) {
1088         if (frame_cnt % 2 != 0) tl = 2;
1089         if ((frame_cnt > 1) && ((frame_cnt - 2) % 4 == 0)) tl = 1;
1090       }
1091       for (sl = 0; sl < enc_cfg.ss_number_layers; ++sl)
1092         ++rc.layer_input_frames[sl * enc_cfg.ts_number_layers + tl];
1093     }
1094
1095     vpx_usec_timer_start(&timer);
1096     res = vpx_svc_encode(
1097         &svc_ctx, &encoder, (end_of_stream ? NULL : &raw), pts, frame_duration,
1098         svc_ctx.speed >= 5 ? VPX_DL_REALTIME : VPX_DL_GOOD_QUALITY);
1099     vpx_usec_timer_mark(&timer);
1100     cx_time += vpx_usec_timer_elapsed(&timer);
1101
1102     fflush(stdout);
1103     if (res != VPX_CODEC_OK) {
1104       die_codec(&encoder, "Failed to encode frame");
1105     }
1106
1107     while ((cx_pkt = vpx_codec_get_cx_data(&encoder, &iter)) != NULL) {
1108       switch (cx_pkt->kind) {
1109         case VPX_CODEC_CX_FRAME_PKT: {
1110           SvcInternal_t *const si = (SvcInternal_t *)svc_ctx.internal;
1111           if (cx_pkt->data.frame.sz > 0) {
1112             vpx_video_writer_write_frame(writer, cx_pkt->data.frame.buf,
1113                                          cx_pkt->data.frame.sz,
1114                                          cx_pkt->data.frame.pts);
1115 #if OUTPUT_RC_STATS
1116             if (svc_ctx.output_rc_stat) {
1117               svc_output_rc_stats(&encoder, &enc_cfg, &layer_id, cx_pkt, &rc,
1118                                   outfile, frame_cnt, framerate);
1119             }
1120 #endif
1121           }
1122           /*
1123           printf("SVC frame: %d, kf: %d, size: %d, pts: %d\n", frames_received,
1124                  !!(cx_pkt->data.frame.flags & VPX_FRAME_IS_KEY),
1125                  (int)cx_pkt->data.frame.sz, (int)cx_pkt->data.frame.pts);
1126           */
1127           if (enc_cfg.ss_number_layers == 1 && enc_cfg.ts_number_layers == 1)
1128             si->bytes_sum[0] += (int)cx_pkt->data.frame.sz;
1129           ++frames_received;
1130 #if CONFIG_VP9_DECODER && !SIMULCAST_MODE
1131           if (vpx_codec_decode(&decoder, cx_pkt->data.frame.buf,
1132                                (unsigned int)cx_pkt->data.frame.sz, NULL, 0))
1133             die_codec(&decoder, "Failed to decode frame.");
1134 #endif
1135           break;
1136         }
1137         case VPX_CODEC_STATS_PKT: {
1138           stats_write(&app_input.rc_stats, cx_pkt->data.twopass_stats.buf,
1139                       cx_pkt->data.twopass_stats.sz);
1140           break;
1141         }
1142         default: { break; }
1143       }
1144
1145 #if CONFIG_VP9_DECODER && !SIMULCAST_MODE
1146       vpx_codec_control(&encoder, VP9E_GET_SVC_LAYER_ID, &layer_id);
1147       // Don't look for mismatch on top spatial and top temporal layers as they
1148       // are non reference frames.
1149       if ((enc_cfg.ss_number_layers > 1 || enc_cfg.ts_number_layers > 1) &&
1150           !(layer_id.temporal_layer_id > 0 &&
1151             layer_id.temporal_layer_id == (int)enc_cfg.ts_number_layers - 1 &&
1152             cx_pkt->data.frame
1153                 .spatial_layer_encoded[enc_cfg.ss_number_layers - 1])) {
1154         test_decode(&encoder, &decoder, frame_cnt, &mismatch_seen);
1155       }
1156 #endif
1157     }
1158
1159     if (!end_of_stream) {
1160       ++frame_cnt;
1161       pts += frame_duration;
1162     }
1163   }
1164
1165   printf("Processed %d frames\n", frame_cnt);
1166
1167   close_input_file(&app_input.input_ctx);
1168
1169 #if OUTPUT_RC_STATS
1170   if (svc_ctx.output_rc_stat) {
1171     printout_rate_control_summary(&rc, &enc_cfg, frame_cnt);
1172     printf("\n");
1173   }
1174 #endif
1175   if (vpx_codec_destroy(&encoder))
1176     die_codec(&encoder, "Failed to destroy codec");
1177   if (writer) {
1178     vpx_video_writer_close(writer);
1179   }
1180 #if OUTPUT_RC_STATS
1181   if (svc_ctx.output_rc_stat) {
1182     for (sl = 0; sl < enc_cfg.ss_number_layers; ++sl) {
1183       vpx_video_writer_close(outfile[sl]);
1184     }
1185   }
1186 #endif
1187 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
1188   if (mismatch_seen) {
1189     fprintf(f, "First mismatch occurred in frame %d\n", mismatch_seen);
1190   } else {
1191     fprintf(f, "No mismatch detected in recon buffers\n");
1192   }
1193   fclose(f);
1194 #endif
1195   printf("Frame cnt and encoding time/FPS stats for encoding: %d %f %f \n",
1196          frame_cnt, 1000 * (float)cx_time / (double)(frame_cnt * 1000000),
1197          1000000 * (double)frame_cnt / (double)cx_time);
1198   if (app_input.input_ctx.file_type != FILE_TYPE_Y4M) {
1199     vpx_img_free(&raw);
1200   }
1201   // display average size, psnr
1202   vpx_svc_dump_statistics(&svc_ctx);
1203   vpx_svc_release(&svc_ctx);
1204   return EXIT_SUCCESS;
1205 }