granicus.if.org Git - libvpx/blob - 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 void warn_or_exit_on_errorv(vpx_codec_ctx_t *ctx, int fatal,
  62                                    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 void ctx_exit_on_error(vpx_codec_ctx_t *ctx, const char *s, ...) {
  76   va_list ap;
  77
  78   va_start(ap, s);
  79   warn_or_exit_on_errorv(ctx, 1, s, ap);
  80   va_end(ap);
  81 }
  82
  83 static void warn_or_exit_on_error(vpx_codec_ctx_t *ctx, int fatal,
  84                                   const char *s, ...) {
  85   va_list ap;
  86
  87   va_start(ap, s);
  88   warn_or_exit_on_errorv(ctx, fatal, s, ap);
  89   va_end(ap);
  90 }
  91
  92 static const arg_def_t help =
  93     ARG_DEF(NULL, "help", 0, "Show usage options and exit");
  94 static const arg_def_t debugmode =
  95     ARG_DEF("D", "debug", 0, "Debug mode (makes output deterministic)");
  96 static const arg_def_t outputfile =
  97     ARG_DEF("o", "output", 1, "Output filename");
  98 static const arg_def_t use_yv12 =
  99     ARG_DEF(NULL, "yv12", 0, "Input file is YV12 ");
 100 static const arg_def_t use_i420 =
 101     ARG_DEF(NULL, "i420", 0, "Input file is I420 (default)");
 102 static const arg_def_t use_i422 =
 103     ARG_DEF(NULL, "i422", 0, "Input file is I422");
 104 static const arg_def_t use_i444 =
 105     ARG_DEF(NULL, "i444", 0, "Input file is I444");
 106 static const arg_def_t use_i440 =
 107     ARG_DEF(NULL, "i440", 0, "Input file is I440");
 108 static const arg_def_t codecarg = ARG_DEF(NULL, "codec", 1, "Codec to use");
 109 static const arg_def_t passes =
 110     ARG_DEF("p", "passes", 1, "Number of passes (1/2)");
 111 static const arg_def_t pass_arg =
 112     ARG_DEF(NULL, "pass", 1, "Pass to execute (1/2)");
 113 static const arg_def_t fpf_name =
 114     ARG_DEF(NULL, "fpf", 1, "First pass statistics file name");
 115 #if CONFIG_FP_MB_STATS
 116 static const arg_def_t fpmbf_name =
 117     ARG_DEF(NULL, "fpmbf", 1, "First pass block statistics file name");
 118 #endif
 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_yv12,
 224                                           &use_i420,
 225                                           &use_i422,
 226                                           &use_i444,
 227                                           &use_i440,
 228                                           &usage,
 229                                           &threads,
 230                                           &profile,
 231                                           &width,
 232                                           &height,
 233 #if CONFIG_WEBM_IO
 234                                           &stereo_mode,
 235 #endif
 236                                           &timebase,
 237                                           &framerate,
 238                                           &error_resilient,
 239 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 240                                           &test16bitinternalarg,
 241 #endif
 242                                           &lag_in_frames,
 243                                           NULL };
 244
 245 static const arg_def_t dropframe_thresh =
 246     ARG_DEF(NULL, "drop-frame", 1, "Temporal resampling threshold (buf %)");
 247 static const arg_def_t resize_allowed =
 248     ARG_DEF(NULL, "resize-allowed", 1, "Spatial resampling enabled (bool)");
 249 static const arg_def_t resize_width =
 250     ARG_DEF(NULL, "resize-width", 1, "Width of encoded frame");
 251 static const arg_def_t resize_height =
 252     ARG_DEF(NULL, "resize-height", 1, "Height of encoded frame");
 253 static const arg_def_t resize_up_thresh =
 254     ARG_DEF(NULL, "resize-up", 1, "Upscale threshold (buf %)");
 255 static const arg_def_t resize_down_thresh =
 256     ARG_DEF(NULL, "resize-down", 1, "Downscale threshold (buf %)");
 257 static const struct arg_enum_list end_usage_enum[] = { { "vbr", VPX_VBR },
 258                                                        { "cbr", VPX_CBR },
 259                                                        { "cq", VPX_CQ },
 260                                                        { "q", VPX_Q },
 261                                                        { NULL, 0 } };
 262 static const arg_def_t end_usage =
 263     ARG_DEF_ENUM(NULL, "end-usage", 1, "Rate control mode", end_usage_enum);
 264 static const arg_def_t target_bitrate =
 265     ARG_DEF(NULL, "target-bitrate", 1, "Bitrate (kbps)");
 266 static const arg_def_t min_quantizer =
 267     ARG_DEF(NULL, "min-q", 1, "Minimum (best) quantizer");
 268 static const arg_def_t max_quantizer =
 269     ARG_DEF(NULL, "max-q", 1, "Maximum (worst) quantizer");
 270 static const arg_def_t undershoot_pct =
 271     ARG_DEF(NULL, "undershoot-pct", 1, "Datarate undershoot (min) target (%)");
 272 static const arg_def_t overshoot_pct =
 273     ARG_DEF(NULL, "overshoot-pct", 1, "Datarate overshoot (max) target (%)");
 274 static const arg_def_t buf_sz =
 275     ARG_DEF(NULL, "buf-sz", 1, "Client buffer size (ms)");
 276 static const arg_def_t buf_initial_sz =
 277     ARG_DEF(NULL, "buf-initial-sz", 1, "Client initial buffer size (ms)");
 278 static const arg_def_t buf_optimal_sz =
 279     ARG_DEF(NULL, "buf-optimal-sz", 1, "Client optimal buffer size (ms)");
 280 static const arg_def_t *rc_args[] = {
 281   &dropframe_thresh, &resize_allowed,     &resize_width,   &resize_height,
 282   &resize_up_thresh, &resize_down_thresh, &end_usage,      &target_bitrate,
 283   &min_quantizer,    &max_quantizer,      &undershoot_pct, &overshoot_pct,
 284   &buf_sz,           &buf_initial_sz,     &buf_optimal_sz, NULL
 285 };
 286
 287 static const arg_def_t bias_pct =
 288     ARG_DEF(NULL, "bias-pct", 1, "CBR/VBR bias (0=CBR, 100=VBR)");
 289 static const arg_def_t minsection_pct =
 290     ARG_DEF(NULL, "minsection-pct", 1, "GOP min bitrate (% of target)");
 291 static const arg_def_t maxsection_pct =
 292     ARG_DEF(NULL, "maxsection-pct", 1, "GOP max bitrate (% of target)");
 293 static const arg_def_t corpus_complexity =
 294     ARG_DEF(NULL, "corpus-complexity", 1, "corpus vbr complexity midpoint");
 295 static const arg_def_t *rc_twopass_args[] = {
 296   &bias_pct, &minsection_pct, &maxsection_pct, &corpus_complexity, NULL
 297 };
 298
 299 static const arg_def_t kf_min_dist =
 300     ARG_DEF(NULL, "kf-min-dist", 1, "Minimum keyframe interval (frames)");
 301 static const arg_def_t kf_max_dist =
 302     ARG_DEF(NULL, "kf-max-dist", 1, "Maximum keyframe interval (frames)");
 303 static const arg_def_t kf_disabled =
 304     ARG_DEF(NULL, "disable-kf", 0, "Disable keyframe placement");
 305 static const arg_def_t *kf_args[] = { &kf_min_dist, &kf_max_dist, &kf_disabled,
 306                                       NULL };
 307
 308 static const arg_def_t noise_sens =
 309     ARG_DEF(NULL, "noise-sensitivity", 1, "Noise sensitivity (frames to blur)");
 310 static const arg_def_t sharpness =
 311     ARG_DEF(NULL, "sharpness", 1,
 312             "Increase sharpness at the expense of lower PSNR. (0..7)");
 313 static const arg_def_t static_thresh =
 314     ARG_DEF(NULL, "static-thresh", 1, "Motion detection threshold");
 315 static const arg_def_t auto_altref =
 316     ARG_DEF(NULL, "auto-alt-ref", 1, "Enable automatic alt reference frames");
 317 static const arg_def_t arnr_maxframes =
 318     ARG_DEF(NULL, "arnr-maxframes", 1, "AltRef max frames (0..15)");
 319 static const arg_def_t arnr_strength =
 320     ARG_DEF(NULL, "arnr-strength", 1, "AltRef filter strength (0..6)");
 321 static const arg_def_t arnr_type =
 322     ARG_DEF(NULL, "arnr-type", 1, "AltRef filter type (1..3)");
 323 static const struct arg_enum_list tuning_enum[] = {
 324   { "psnr", VP8_TUNE_PSNR }, { "ssim", VP8_TUNE_SSIM }, { NULL, 0 }
 325 };
 326 static const arg_def_t tune_ssim =
 327     ARG_DEF_ENUM(NULL, "tune", 1, "Material to favor", tuning_enum);
 328 static const arg_def_t cq_level =
 329     ARG_DEF(NULL, "cq-level", 1, "Constant/Constrained Quality level");
 330 static const arg_def_t max_intra_rate_pct =
 331     ARG_DEF(NULL, "max-intra-rate", 1, "Max I-frame bitrate (pct)");
 332 static const arg_def_t gf_cbr_boost_pct = ARG_DEF(
 333     NULL, "gf-cbr-boost", 1, "Boost for Golden Frame in CBR mode (pct)");
 334
 335 #if CONFIG_VP8_ENCODER
 336 static const arg_def_t cpu_used_vp8 =
 337     ARG_DEF(NULL, "cpu-used", 1, "CPU Used (-16..16)");
 338 static const arg_def_t token_parts =
 339     ARG_DEF(NULL, "token-parts", 1, "Number of token partitions to use, log2");
 340 static const arg_def_t screen_content_mode =
 341     ARG_DEF(NULL, "screen-content-mode", 1, "Screen content mode");
 342 static const arg_def_t *vp8_args[] = { &cpu_used_vp8,
 343                                        &auto_altref,
 344                                        &noise_sens,
 345                                        &sharpness,
 346                                        &static_thresh,
 347                                        &token_parts,
 348                                        &arnr_maxframes,
 349                                        &arnr_strength,
 350                                        &arnr_type,
 351                                        &tune_ssim,
 352                                        &cq_level,
 353                                        &max_intra_rate_pct,
 354                                        &gf_cbr_boost_pct,
 355                                        &screen_content_mode,
 356                                        NULL };
 357 static const int vp8_arg_ctrl_map[] = { VP8E_SET_CPUUSED,
 358                                         VP8E_SET_ENABLEAUTOALTREF,
 359                                         VP8E_SET_NOISE_SENSITIVITY,
 360                                         VP8E_SET_SHARPNESS,
 361                                         VP8E_SET_STATIC_THRESHOLD,
 362                                         VP8E_SET_TOKEN_PARTITIONS,
 363                                         VP8E_SET_ARNR_MAXFRAMES,
 364                                         VP8E_SET_ARNR_STRENGTH,
 365                                         VP8E_SET_ARNR_TYPE,
 366                                         VP8E_SET_TUNING,
 367                                         VP8E_SET_CQ_LEVEL,
 368                                         VP8E_SET_MAX_INTRA_BITRATE_PCT,
 369                                         VP8E_SET_GF_CBR_BOOST_PCT,
 370                                         VP8E_SET_SCREEN_CONTENT_MODE,
 371                                         0 };
 372 #endif
 373
 374 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 375 static const arg_def_t cpu_used_vp9 =
 376     ARG_DEF(NULL, "cpu-used", 1, "CPU Used (-9..9)");
 377 static const arg_def_t tile_cols =
 378     ARG_DEF(NULL, "tile-columns", 1, "Number of tile columns to use, log2");
 379 static const arg_def_t tile_rows =
 380     ARG_DEF(NULL, "tile-rows", 1,
 381             "Number of tile rows to use, log2 (set to 0 while threads > 1)");
 382
 383 static const arg_def_t enable_tpl_model =
 384     ARG_DEF(NULL, "enable-tpl", 1, "Enable temporal dependency model");
 385
 386 static const arg_def_t lossless =
 387     ARG_DEF(NULL, "lossless", 1, "Lossless mode (0: false (default), 1: true)");
 388 static const arg_def_t frame_parallel_decoding = ARG_DEF(
 389     NULL, "frame-parallel", 1, "Enable frame parallel decodability features");
 390 static const arg_def_t aq_mode = ARG_DEF(
 391     NULL, "aq-mode", 1,
 392     "Adaptive quantization mode (0: off (default), 1: variance 2: complexity, "
 393     "3: cyclic refresh, 4: equator360)");
 394 static const arg_def_t alt_ref_aq = ARG_DEF(NULL, "alt-ref-aq", 1,
 395                                             "Special adaptive quantization for "
 396                                             "the alternate reference frames.");
 397 static const arg_def_t frame_periodic_boost =
 398     ARG_DEF(NULL, "frame-boost", 1,
 399             "Enable frame periodic boost (0: off (default), 1: on)");
 400 static const arg_def_t max_inter_rate_pct =
 401     ARG_DEF(NULL, "max-inter-rate", 1, "Max P-frame bitrate (pct)");
 402 static const arg_def_t min_gf_interval = ARG_DEF(
 403     NULL, "min-gf-interval", 1,
 404     "min gf/arf frame interval (default 0, indicating in-built behavior)");
 405 static const arg_def_t max_gf_interval = ARG_DEF(
 406     NULL, "max-gf-interval", 1,
 407     "max gf/arf frame interval (default 0, indicating in-built behavior)");
 408
 409 static const struct arg_enum_list color_space_enum[] = {
 410   { "unknown", VPX_CS_UNKNOWN },
 411   { "bt601", VPX_CS_BT_601 },
 412   { "bt709", VPX_CS_BT_709 },
 413   { "smpte170", VPX_CS_SMPTE_170 },
 414   { "smpte240", VPX_CS_SMPTE_240 },
 415   { "bt2020", VPX_CS_BT_2020 },
 416   { "reserved", VPX_CS_RESERVED },
 417   { "sRGB", VPX_CS_SRGB },
 418   { NULL, 0 }
 419 };
 420
 421 static const arg_def_t input_color_space =
 422     ARG_DEF_ENUM(NULL, "color-space", 1,
 423                  "The color space of input content:", color_space_enum);
 424
 425 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 426 static const struct arg_enum_list bitdepth_enum[] = {
 427   { "8", VPX_BITS_8 }, { "10", VPX_BITS_10 }, { "12", VPX_BITS_12 }, { NULL, 0 }
 428 };
 429
 430 static const arg_def_t bitdeptharg = ARG_DEF_ENUM(
 431     "b", "bit-depth", 1,
 432     "Bit depth for codec (8 for version <=1, 10 or 12 for version 2)",
 433     bitdepth_enum);
 434 static const arg_def_t inbitdeptharg =
 435     ARG_DEF(NULL, "input-bit-depth", 1, "Bit depth of input");
 436 #endif
 437
 438 static const struct arg_enum_list tune_content_enum[] = {
 439   { "default", VP9E_CONTENT_DEFAULT },
 440   { "screen", VP9E_CONTENT_SCREEN },
 441   { "film", VP9E_CONTENT_FILM },
 442   { NULL, 0 }
 443 };
 444
 445 static const arg_def_t tune_content = ARG_DEF_ENUM(
 446     NULL, "tune-content", 1, "Tune content type", tune_content_enum);
 447
 448 static const arg_def_t target_level = ARG_DEF(
 449     NULL, "target-level", 1,
 450     "Target level\n"
 451     "                                        255: off (default)\n"
 452     "                                          0: only keep level stats\n"
 453     "                                          1: adaptively set alt-ref "
 454     "distance and column tile limit based on picture size, and keep"
 455     " level stats\n"
 456     "                                         10: level 1.0  11: level 1.1  "
 457     "...  62: level 6.2");
 458
 459 static const arg_def_t row_mt =
 460     ARG_DEF(NULL, "row-mt", 1,
 461             "Enable row based non-deterministic multi-threading in VP9");
 462 #endif
 463
 464 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 465 static const arg_def_t *vp9_args[] = { &cpu_used_vp9,
 466                                        &auto_altref,
 467                                        &sharpness,
 468                                        &static_thresh,
 469                                        &tile_cols,
 470                                        &tile_rows,
 471                                        &enable_tpl_model,
 472                                        &arnr_maxframes,
 473                                        &arnr_strength,
 474                                        &arnr_type,
 475                                        &tune_ssim,
 476                                        &cq_level,
 477                                        &max_intra_rate_pct,
 478                                        &max_inter_rate_pct,
 479                                        &gf_cbr_boost_pct,
 480                                        &lossless,
 481                                        &frame_parallel_decoding,
 482                                        &aq_mode,
 483                                        &alt_ref_aq,
 484                                        &frame_periodic_boost,
 485                                        &noise_sens,
 486                                        &tune_content,
 487                                        &input_color_space,
 488                                        &min_gf_interval,
 489                                        &max_gf_interval,
 490                                        &target_level,
 491                                        &row_mt,
 492 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 493                                        &bitdeptharg,
 494                                        &inbitdeptharg,
 495 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 496                                        NULL };
 497 static const int vp9_arg_ctrl_map[] = { VP8E_SET_CPUUSED,
 498                                         VP8E_SET_ENABLEAUTOALTREF,
 499                                         VP8E_SET_SHARPNESS,
 500                                         VP8E_SET_STATIC_THRESHOLD,
 501                                         VP9E_SET_TILE_COLUMNS,
 502                                         VP9E_SET_TILE_ROWS,
 503                                         VP9E_SET_TPL,
 504                                         VP8E_SET_ARNR_MAXFRAMES,
 505                                         VP8E_SET_ARNR_STRENGTH,
 506                                         VP8E_SET_ARNR_TYPE,
 507                                         VP8E_SET_TUNING,
 508                                         VP8E_SET_CQ_LEVEL,
 509                                         VP8E_SET_MAX_INTRA_BITRATE_PCT,
 510                                         VP9E_SET_MAX_INTER_BITRATE_PCT,
 511                                         VP9E_SET_GF_CBR_BOOST_PCT,
 512                                         VP9E_SET_LOSSLESS,
 513                                         VP9E_SET_FRAME_PARALLEL_DECODING,
 514                                         VP9E_SET_AQ_MODE,
 515                                         VP9E_SET_ALT_REF_AQ,
 516                                         VP9E_SET_FRAME_PERIODIC_BOOST,
 517                                         VP9E_SET_NOISE_SENSITIVITY,
 518                                         VP9E_SET_TUNE_CONTENT,
 519                                         VP9E_SET_COLOR_SPACE,
 520                                         VP9E_SET_MIN_GF_INTERVAL,
 521                                         VP9E_SET_MAX_GF_INTERVAL,
 522                                         VP9E_SET_TARGET_LEVEL,
 523                                         VP9E_SET_ROW_MT,
 524                                         0 };
 525 #endif
 526
 527 static const arg_def_t *no_args[] = { NULL };
 528
 529 static void show_help(FILE *fout, int shorthelp) {
 530   int i;
 531   const int num_encoder = get_vpx_encoder_count();
 532
 533   fprintf(fout, "Usage: %s <options> -o dst_filename src_filename \n",
 534           exec_name);
 535
 536   if (shorthelp) {
 537     fprintf(fout, "Use --help to see the full list of options.\n");
 538     return;
 539   }
 540
 541   fprintf(fout, "\nOptions:\n");
 542   arg_show_usage(fout, main_args);
 543   fprintf(fout, "\nEncoder Global Options:\n");
 544   arg_show_usage(fout, global_args);
 545   fprintf(fout, "\nRate Control Options:\n");
 546   arg_show_usage(fout, rc_args);
 547   fprintf(fout, "\nTwopass Rate Control Options:\n");
 548   arg_show_usage(fout, rc_twopass_args);
 549   fprintf(fout, "\nKeyframe Placement Options:\n");
 550   arg_show_usage(fout, kf_args);
 551 #if CONFIG_VP8_ENCODER
 552   fprintf(fout, "\nVP8 Specific Options:\n");
 553   arg_show_usage(fout, vp8_args);
 554 #endif
 555 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 556   fprintf(fout, "\nVP9 Specific Options:\n");
 557   arg_show_usage(fout, vp9_args);
 558 #endif
 559   fprintf(fout,
 560           "\nStream timebase (--timebase):\n"
 561           "  The desired precision of timestamps in the output, expressed\n"
 562           "  in fractional seconds. Default is 1/1000.\n");
 563   fprintf(fout, "\nIncluded encoders:\n\n");
 564
 565   for (i = 0; i < num_encoder; ++i) {
 566     const VpxInterface *const encoder = get_vpx_encoder_by_index(i);
 567     const char *defstr = (i == (num_encoder - 1)) ? "(default)" : "";
 568     fprintf(fout, "    %-6s - %s %s\n", encoder->name,
 569             vpx_codec_iface_name(encoder->codec_interface()), defstr);
 570   }
 571   fprintf(fout, "\n        ");
 572   fprintf(fout, "Use --codec to switch to a non-default encoder.\n\n");
 573 }
 574
 575 void usage_exit(void) {
 576   show_help(stderr, 1);
 577   exit(EXIT_FAILURE);
 578 }
 579
 580 #define NELEMENTS(x) (sizeof(x) / sizeof(x[0]))
 581 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 582 #define ARG_CTRL_CNT_MAX NELEMENTS(vp9_arg_ctrl_map)
 583 #else
 584 #define ARG_CTRL_CNT_MAX NELEMENTS(vp8_arg_ctrl_map)
 585 #endif
 586
 587 #if !CONFIG_WEBM_IO
 588 typedef int stereo_format_t;
 589 struct WebmOutputContext {
 590   int debug;
 591 };
 592 #endif
 593
 594 /* Per-stream configuration */
 595 struct stream_config {
 596   struct vpx_codec_enc_cfg cfg;
 597   const char *out_fn;
 598   const char *stats_fn;
 599 #if CONFIG_FP_MB_STATS
 600   const char *fpmb_stats_fn;
 601 #endif
 602   stereo_format_t stereo_fmt;
 603   int arg_ctrls[ARG_CTRL_CNT_MAX][2];
 604   int arg_ctrl_cnt;
 605   int write_webm;
 606 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 607   // whether to use 16bit internal buffers
 608   int use_16bit_internal;
 609 #endif
 610 };
 611
 612 struct stream_state {
 613   int index;
 614   struct stream_state *next;
 615   struct stream_config config;
 616   FILE *file;
 617   struct rate_hist *rate_hist;
 618   struct WebmOutputContext webm_ctx;
 619   uint64_t psnr_sse_total;
 620   uint64_t psnr_samples_total;
 621   double psnr_totals[4];
 622   int psnr_count;
 623   int counts[64];
 624   vpx_codec_ctx_t encoder;
 625   unsigned int frames_out;
 626   uint64_t cx_time;
 627   size_t nbytes;
 628   stats_io_t stats;
 629 #if CONFIG_FP_MB_STATS
 630   stats_io_t fpmb_stats;
 631 #endif
 632   struct vpx_image *img;
 633   vpx_codec_ctx_t decoder;
 634   int mismatch_seen;
 635 };
 636
 637 static void validate_positive_rational(const char *msg,
 638                                        struct vpx_rational *rat) {
 639   if (rat->den < 0) {
 640     rat->num *= -1;
 641     rat->den *= -1;
 642   }
 643
 644   if (rat->num < 0) die("Error: %s must be positive\n", msg);
 645
 646   if (!rat->den) die("Error: %s has zero denominator\n", msg);
 647 }
 648
 649 static void parse_global_config(struct VpxEncoderConfig *global, char **argv) {
 650   char **argi, **argj;
 651   struct arg arg;
 652   const int num_encoder = get_vpx_encoder_count();
 653
 654   if (num_encoder < 1) die("Error: no valid encoder available\n");
 655
 656   /* Initialize default parameters */
 657   memset(global, 0, sizeof(*global));
 658   global->codec = get_vpx_encoder_by_index(num_encoder - 1);
 659   global->passes = 0;
 660   global->color_type = I420;
 661   /* Assign default deadline to good quality */
 662   global->deadline = VPX_DL_GOOD_QUALITY;
 663
 664   for (argi = argj = argv; (*argj = *argi); argi += arg.argv_step) {
 665     arg.argv_step = 1;
 666
 667     if (arg_match(&arg, &help, argi)) {
 668       show_help(stdout, 0);
 669       exit(EXIT_SUCCESS);
 670     } else if (arg_match(&arg, &codecarg, argi)) {
 671       global->codec = get_vpx_encoder_by_name(arg.val);
 672       if (!global->codec)
 673         die("Error: Unrecognized argument (%s) to --codec\n", arg.val);
 674     } else if (arg_match(&arg, &passes, argi)) {
 675       global->passes = arg_parse_uint(&arg);
 676
 677       if (global->passes < 1 || global->passes > 2)
 678         die("Error: Invalid number of passes (%d)\n", global->passes);
 679     } else if (arg_match(&arg, &pass_arg, argi)) {
 680       global->pass = arg_parse_uint(&arg);
 681
 682       if (global->pass < 1 || global->pass > 2)
 683         die("Error: Invalid pass selected (%d)\n", global->pass);
 684     } else if (arg_match(&arg, &usage, argi))
 685       global->usage = arg_parse_uint(&arg);
 686     else if (arg_match(&arg, &deadline, argi))
 687       global->deadline = arg_parse_uint(&arg);
 688     else if (arg_match(&arg, &best_dl, argi))
 689       global->deadline = VPX_DL_BEST_QUALITY;
 690     else if (arg_match(&arg, &good_dl, argi))
 691       global->deadline = VPX_DL_GOOD_QUALITY;
 692     else if (arg_match(&arg, &rt_dl, argi))
 693       global->deadline = VPX_DL_REALTIME;
 694     else if (arg_match(&arg, &use_yv12, argi))
 695       global->color_type = YV12;
 696     else if (arg_match(&arg, &use_i420, argi))
 697       global->color_type = I420;
 698     else if (arg_match(&arg, &use_i422, argi))
 699       global->color_type = I422;
 700     else if (arg_match(&arg, &use_i444, argi))
 701       global->color_type = I444;
 702     else if (arg_match(&arg, &use_i440, argi))
 703       global->color_type = I440;
 704     else if (arg_match(&arg, &quietarg, argi))
 705       global->quiet = 1;
 706     else if (arg_match(&arg, &verbosearg, argi))
 707       global->verbose = 1;
 708     else if (arg_match(&arg, &limit, argi))
 709       global->limit = arg_parse_uint(&arg);
 710     else if (arg_match(&arg, &skip, argi))
 711       global->skip_frames = arg_parse_uint(&arg);
 712     else if (arg_match(&arg, &psnrarg, argi))
 713       global->show_psnr = 1;
 714     else if (arg_match(&arg, &recontest, argi))
 715       global->test_decode = arg_parse_enum_or_int(&arg);
 716     else if (arg_match(&arg, &framerate, argi)) {
 717       global->framerate = arg_parse_rational(&arg);
 718       validate_positive_rational(arg.name, &global->framerate);
 719       global->have_framerate = 1;
 720     } else if (arg_match(&arg, &out_part, argi))
 721       global->out_part = 1;
 722     else if (arg_match(&arg, &debugmode, argi))
 723       global->debug = 1;
 724     else if (arg_match(&arg, &q_hist_n, argi))
 725       global->show_q_hist_buckets = arg_parse_uint(&arg);
 726     else if (arg_match(&arg, &rate_hist_n, argi))
 727       global->show_rate_hist_buckets = arg_parse_uint(&arg);
 728     else if (arg_match(&arg, &disable_warnings, argi))
 729       global->disable_warnings = 1;
 730     else if (arg_match(&arg, &disable_warning_prompt, argi))
 731       global->disable_warning_prompt = 1;
 732     else
 733       argj++;
 734   }
 735
 736   if (global->pass) {
 737     /* DWIM: Assume the user meant passes=2 if pass=2 is specified */
 738     if (global->pass > global->passes) {
 739       warn("Assuming --pass=%d implies --passes=%d\n", global->pass,
 740            global->pass);
 741       global->passes = global->pass;
 742     }
 743   }
 744   /* Validate global config */
 745   if (global->passes == 0) {
 746 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 747     // Make default VP9 passes = 2 until there is a better quality 1-pass
 748     // encoder
 749     if (global->codec != NULL && global->codec->name != NULL)
 750       global->passes = (strcmp(global->codec->name, "vp9") == 0 &&
 751                         global->deadline != VPX_DL_REALTIME)
 752                            ? 2
 753                            : 1;
 754 #else
 755     global->passes = 1;
 756 #endif
 757   }
 758
 759   if (global->deadline == VPX_DL_REALTIME && global->passes > 1) {
 760     warn("Enforcing one-pass encoding in realtime mode\n");
 761     global->passes = 1;
 762   }
 763 }
 764
 765 static struct stream_state *new_stream(struct VpxEncoderConfig *global,
 766                                        struct stream_state *prev) {
 767   struct stream_state *stream;
 768
 769   stream = calloc(1, sizeof(*stream));
 770   if (stream == NULL) {
 771     fatal("Failed to allocate new stream.");
 772   }
 773
 774   if (prev) {
 775     memcpy(stream, prev, sizeof(*stream));
 776     stream->index++;
 777     prev->next = stream;
 778   } else {
 779     vpx_codec_err_t res;
 780
 781     /* Populate encoder configuration */
 782     res = vpx_codec_enc_config_default(global->codec->codec_interface(),
 783                                        &stream->config.cfg, global->usage);
 784     if (res) fatal("Failed to get config: %s\n", vpx_codec_err_to_string(res));
 785
 786     /* Change the default timebase to a high enough value so that the
 787      * encoder will always create strictly increasing timestamps.
 788      */
 789     stream->config.cfg.g_timebase.den = 1000;
 790
 791     /* Never use the library's default resolution, require it be parsed
 792      * from the file or set on the command line.
 793      */
 794     stream->config.cfg.g_w = 0;
 795     stream->config.cfg.g_h = 0;
 796
 797     /* Initialize remaining stream parameters */
 798     stream->config.write_webm = 1;
 799 #if CONFIG_WEBM_IO
 800     stream->config.stereo_fmt = STEREO_FORMAT_MONO;
 801     stream->webm_ctx.last_pts_ns = -1;
 802     stream->webm_ctx.writer = NULL;
 803     stream->webm_ctx.segment = NULL;
 804 #endif
 805
 806     /* Allows removal of the application version from the EBML tags */
 807     stream->webm_ctx.debug = global->debug;
 808
 809     /* Default lag_in_frames is 0 in realtime mode CBR mode*/
 810     if (global->deadline == VPX_DL_REALTIME &&
 811         stream->config.cfg.rc_end_usage == 1)
 812       stream->config.cfg.g_lag_in_frames = 0;
 813   }
 814
 815   /* Output files must be specified for each stream */
 816   stream->config.out_fn = NULL;
 817
 818   stream->next = NULL;
 819   return stream;
 820 }
 821
 822 static int parse_stream_params(struct VpxEncoderConfig *global,
 823                                struct stream_state *stream, char **argv) {
 824   char **argi, **argj;
 825   struct arg arg;
 826   static const arg_def_t **ctrl_args = no_args;
 827   static const int *ctrl_args_map = NULL;
 828   struct stream_config *config = &stream->config;
 829   int eos_mark_found = 0;
 830 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 831   int test_16bit_internal = 0;
 832 #endif
 833
 834   // Handle codec specific options
 835   if (0) {
 836 #if CONFIG_VP8_ENCODER
 837   } else if (strcmp(global->codec->name, "vp8") == 0) {
 838     ctrl_args = vp8_args;
 839     ctrl_args_map = vp8_arg_ctrl_map;
 840 #endif
 841 #if CONFIG_VP9_ENCODER
 842   } else if (strcmp(global->codec->name, "vp9") == 0) {
 843     ctrl_args = vp9_args;
 844     ctrl_args_map = vp9_arg_ctrl_map;
 845 #endif
 846   }
 847
 848   for (argi = argj = argv; (*argj = *argi); argi += arg.argv_step) {
 849     arg.argv_step = 1;
 850
 851     /* Once we've found an end-of-stream marker (--) we want to continue
 852      * shifting arguments but not consuming them.
 853      */
 854     if (eos_mark_found) {
 855       argj++;
 856       continue;
 857     } else if (!strcmp(*argj, "--")) {
 858       eos_mark_found = 1;
 859       continue;
 860     }
 861
 862     if (arg_match(&arg, &outputfile, argi)) {
 863       config->out_fn = arg.val;
 864     } else if (arg_match(&arg, &fpf_name, argi)) {
 865       config->stats_fn = arg.val;
 866 #if CONFIG_FP_MB_STATS
 867     } else if (arg_match(&arg, &fpmbf_name, argi)) {
 868       config->fpmb_stats_fn = arg.val;
 869 #endif
 870     } else if (arg_match(&arg, &use_webm, argi)) {
 871 #if CONFIG_WEBM_IO
 872       config->write_webm = 1;
 873 #else
 874       die("Error: --webm specified but webm is disabled.");
 875 #endif
 876     } else if (arg_match(&arg, &use_ivf, argi)) {
 877       config->write_webm = 0;
 878     } else if (arg_match(&arg, &threads, argi)) {
 879       config->cfg.g_threads = arg_parse_uint(&arg);
 880     } else if (arg_match(&arg, &profile, argi)) {
 881       config->cfg.g_profile = arg_parse_uint(&arg);
 882     } else if (arg_match(&arg, &width, argi)) {
 883       config->cfg.g_w = arg_parse_uint(&arg);
 884     } else if (arg_match(&arg, &height, argi)) {
 885       config->cfg.g_h = arg_parse_uint(&arg);
 886 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 887     } else if (arg_match(&arg, &bitdeptharg, argi)) {
 888       config->cfg.g_bit_depth = arg_parse_enum_or_int(&arg);
 889     } else if (arg_match(&arg, &inbitdeptharg, argi)) {
 890       config->cfg.g_input_bit_depth = arg_parse_uint(&arg);
 891 #endif
 892 #if CONFIG_WEBM_IO
 893     } else if (arg_match(&arg, &stereo_mode, argi)) {
 894       config->stereo_fmt = arg_parse_enum_or_int(&arg);
 895 #endif
 896     } else if (arg_match(&arg, &timebase, argi)) {
 897       config->cfg.g_timebase = arg_parse_rational(&arg);
 898       validate_positive_rational(arg.name, &config->cfg.g_timebase);
 899     } else if (arg_match(&arg, &error_resilient, argi)) {
 900       config->cfg.g_error_resilient = arg_parse_uint(&arg);
 901     } else if (arg_match(&arg, &end_usage, argi)) {
 902       config->cfg.rc_end_usage = arg_parse_enum_or_int(&arg);
 903     } else if (arg_match(&arg, &lag_in_frames, argi)) {
 904       config->cfg.g_lag_in_frames = arg_parse_uint(&arg);
 905       if (global->deadline == VPX_DL_REALTIME &&
 906           config->cfg.rc_end_usage == VPX_CBR &&
 907           config->cfg.g_lag_in_frames != 0) {
 908         warn("non-zero %s option ignored in realtime CBR mode.\n", arg.name);
 909         config->cfg.g_lag_in_frames = 0;
 910       }
 911     } else if (arg_match(&arg, &dropframe_thresh, argi)) {
 912       config->cfg.rc_dropframe_thresh = arg_parse_uint(&arg);
 913     } else if (arg_match(&arg, &resize_allowed, argi)) {
 914       config->cfg.rc_resize_allowed = arg_parse_uint(&arg);
 915     } else if (arg_match(&arg, &resize_width, argi)) {
 916       config->cfg.rc_scaled_width = arg_parse_uint(&arg);
 917     } else if (arg_match(&arg, &resize_height, argi)) {
 918       config->cfg.rc_scaled_height = arg_parse_uint(&arg);
 919     } else if (arg_match(&arg, &resize_up_thresh, argi)) {
 920       config->cfg.rc_resize_up_thresh = arg_parse_uint(&arg);
 921     } else if (arg_match(&arg, &resize_down_thresh, argi)) {
 922       config->cfg.rc_resize_down_thresh = arg_parse_uint(&arg);
 923     } else if (arg_match(&arg, &end_usage, argi)) {
 924       config->cfg.rc_end_usage = arg_parse_enum_or_int(&arg);
 925     } else if (arg_match(&arg, &target_bitrate, argi)) {
 926       config->cfg.rc_target_bitrate = arg_parse_uint(&arg);
 927     } else if (arg_match(&arg, &min_quantizer, argi)) {
 928       config->cfg.rc_min_quantizer = arg_parse_uint(&arg);
 929     } else if (arg_match(&arg, &max_quantizer, argi)) {
 930       config->cfg.rc_max_quantizer = arg_parse_uint(&arg);
 931     } else if (arg_match(&arg, &undershoot_pct, argi)) {
 932       config->cfg.rc_undershoot_pct = arg_parse_uint(&arg);
 933     } else if (arg_match(&arg, &overshoot_pct, argi)) {
 934       config->cfg.rc_overshoot_pct = arg_parse_uint(&arg);
 935     } else if (arg_match(&arg, &buf_sz, argi)) {
 936       config->cfg.rc_buf_sz = arg_parse_uint(&arg);
 937     } else if (arg_match(&arg, &buf_initial_sz, argi)) {
 938       config->cfg.rc_buf_initial_sz = arg_parse_uint(&arg);
 939     } else if (arg_match(&arg, &buf_optimal_sz, argi)) {
 940       config->cfg.rc_buf_optimal_sz = arg_parse_uint(&arg);
 941     } else if (arg_match(&arg, &bias_pct, argi)) {
 942       config->cfg.rc_2pass_vbr_bias_pct = arg_parse_uint(&arg);
 943       if (global->passes < 2)
 944         warn("option %s ignored in one-pass mode.\n", arg.name);
 945     } else if (arg_match(&arg, &minsection_pct, argi)) {
 946       config->cfg.rc_2pass_vbr_minsection_pct = arg_parse_uint(&arg);
 947
 948       if (global->passes < 2)
 949         warn("option %s ignored in one-pass mode.\n", arg.name);
 950     } else if (arg_match(&arg, &maxsection_pct, argi)) {
 951       config->cfg.rc_2pass_vbr_maxsection_pct = arg_parse_uint(&arg);
 952
 953       if (global->passes < 2)
 954         warn("option %s ignored in one-pass mode.\n", arg.name);
 955     } else if (arg_match(&arg, &corpus_complexity, argi)) {
 956       config->cfg.rc_2pass_vbr_corpus_complexity = arg_parse_uint(&arg);
 957
 958       if (global->passes < 2)
 959         warn("option %s ignored in one-pass mode.\n", arg.name);
 960     } else if (arg_match(&arg, &kf_min_dist, argi)) {
 961       config->cfg.kf_min_dist = arg_parse_uint(&arg);
 962     } else if (arg_match(&arg, &kf_max_dist, argi)) {
 963       config->cfg.kf_max_dist = arg_parse_uint(&arg);
 964     } else if (arg_match(&arg, &kf_disabled, argi)) {
 965       config->cfg.kf_mode = VPX_KF_DISABLED;
 966 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 967     } else if (arg_match(&arg, &test16bitinternalarg, argi)) {
 968       if (strcmp(global->codec->name, "vp9") == 0) {
 969         test_16bit_internal = 1;
 970       }
 971 #endif
 972     } else {
 973       int i, match = 0;
 974       for (i = 0; ctrl_args[i]; i++) {
 975         if (arg_match(&arg, ctrl_args[i], argi)) {
 976           int j;
 977           match = 1;
 978
 979           /* Point either to the next free element or the first
 980            * instance of this control.
 981            */
 982           for (j = 0; j < config->arg_ctrl_cnt; j++)
 983             if (ctrl_args_map != NULL &&
 984                 config->arg_ctrls[j][0] == ctrl_args_map[i])
 985               break;
 986
 987           /* Update/insert */
 988           assert(j < (int)ARG_CTRL_CNT_MAX);
 989           if (ctrl_args_map != NULL && j < (int)ARG_CTRL_CNT_MAX) {
 990             config->arg_ctrls[j][0] = ctrl_args_map[i];
 991             config->arg_ctrls[j][1] = arg_parse_enum_or_int(&arg);
 992             if (j == config->arg_ctrl_cnt) config->arg_ctrl_cnt++;
 993           }
 994         }
 995       }
 996       if (!match) argj++;
 997     }
 998   }
 999 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1000   if (strcmp(global->codec->name, "vp9") == 0) {
1001     config->use_16bit_internal =
1002         test_16bit_internal | (config->cfg.g_profile > 1);
1003   }
1004 #endif
1005   return eos_mark_found;
1006 }
1007
1008 #define FOREACH_STREAM(func)                                \
1009   do {                                                      \
1010     struct stream_state *stream;                            \
1011     for (stream = streams; stream; stream = stream->next) { \
1012       func;                                                 \
1013     }                                                       \
1014   } while (0)
1015
1016 static void validate_stream_config(const struct stream_state *stream,
1017                                    const struct VpxEncoderConfig *global) {
1018   const struct stream_state *streami;
1019   (void)global;
1020
1021   if (!stream->config.cfg.g_w || !stream->config.cfg.g_h)
1022     fatal(
1023         "Stream %d: Specify stream dimensions with --width (-w) "
1024         " and --height (-h)",
1025         stream->index);
1026
1027   // Check that the codec bit depth is greater than the input bit depth.
1028   if (stream->config.cfg.g_input_bit_depth >
1029       (unsigned int)stream->config.cfg.g_bit_depth) {
1030     fatal("Stream %d: codec bit depth (%d) less than input bit depth (%d)",
1031           stream->index, (int)stream->config.cfg.g_bit_depth,
1032           stream->config.cfg.g_input_bit_depth);
1033   }
1034
1035   for (streami = stream; streami; streami = streami->next) {
1036     /* All streams require output files */
1037     if (!streami->config.out_fn)
1038       fatal("Stream %d: Output file is required (specify with -o)",
1039             streami->index);
1040
1041     /* Check for two streams outputting to the same file */
1042     if (streami != stream) {
1043       const char *a = stream->config.out_fn;
1044       const char *b = streami->config.out_fn;
1045       if (!strcmp(a, b) && strcmp(a, "/dev/null") && strcmp(a, ":nul"))
1046         fatal("Stream %d: duplicate output file (from stream %d)",
1047               streami->index, stream->index);
1048     }
1049
1050     /* Check for two streams sharing a stats file. */
1051     if (streami != stream) {
1052       const char *a = stream->config.stats_fn;
1053       const char *b = streami->config.stats_fn;
1054       if (a && b && !strcmp(a, b))
1055         fatal("Stream %d: duplicate stats file (from stream %d)",
1056               streami->index, stream->index);
1057     }
1058
1059 #if CONFIG_FP_MB_STATS
1060     /* Check for two streams sharing a mb stats file. */
1061     if (streami != stream) {
1062       const char *a = stream->config.fpmb_stats_fn;
1063       const char *b = streami->config.fpmb_stats_fn;
1064       if (a && b && !strcmp(a, b))
1065         fatal("Stream %d: duplicate mb stats file (from stream %d)",
1066               streami->index, stream->index);
1067     }
1068 #endif
1069   }
1070 }
1071
1072 static void set_stream_dimensions(struct stream_state *stream, unsigned int w,
1073                                   unsigned int h) {
1074   if (!stream->config.cfg.g_w) {
1075     if (!stream->config.cfg.g_h)
1076       stream->config.cfg.g_w = w;
1077     else
1078       stream->config.cfg.g_w = w * stream->config.cfg.g_h / h;
1079   }
1080   if (!stream->config.cfg.g_h) {
1081     stream->config.cfg.g_h = h * stream->config.cfg.g_w / w;
1082   }
1083 }
1084
1085 static const char *file_type_to_string(enum VideoFileType t) {
1086   switch (t) {
1087     case FILE_TYPE_RAW: return "RAW";
1088     case FILE_TYPE_Y4M: return "Y4M";
1089     default: return "Other";
1090   }
1091 }
1092
1093 static const char *image_format_to_string(vpx_img_fmt_t f) {
1094   switch (f) {
1095     case VPX_IMG_FMT_I420: return "I420";
1096     case VPX_IMG_FMT_I422: return "I422";
1097     case VPX_IMG_FMT_I444: return "I444";
1098     case VPX_IMG_FMT_I440: return "I440";
1099     case VPX_IMG_FMT_YV12: return "YV12";
1100     case VPX_IMG_FMT_I42016: return "I42016";
1101     case VPX_IMG_FMT_I42216: return "I42216";
1102     case VPX_IMG_FMT_I44416: return "I44416";
1103     case VPX_IMG_FMT_I44016: return "I44016";
1104     default: return "Other";
1105   }
1106 }
1107
1108 static void show_stream_config(struct stream_state *stream,
1109                                struct VpxEncoderConfig *global,
1110                                struct VpxInputContext *input) {
1111 #define SHOW(field) \
1112   fprintf(stderr, "    %-28s = %d\n", #field, stream->config.cfg.field)
1113
1114   if (stream->index == 0) {
1115     fprintf(stderr, "Codec: %s\n",
1116             vpx_codec_iface_name(global->codec->codec_interface()));
1117     fprintf(stderr, "Source file: %s File Type: %s Format: %s\n",
1118             input->filename, file_type_to_string(input->file_type),
1119             image_format_to_string(input->fmt));
1120   }
1121   if (stream->next || stream->index)
1122     fprintf(stderr, "\nStream Index: %d\n", stream->index);
1123   fprintf(stderr, "Destination file: %s\n", stream->config.out_fn);
1124   fprintf(stderr, "Encoder parameters:\n");
1125
1126   SHOW(g_usage);
1127   SHOW(g_threads);
1128   SHOW(g_profile);
1129   SHOW(g_w);
1130   SHOW(g_h);
1131   SHOW(g_bit_depth);
1132   SHOW(g_input_bit_depth);
1133   SHOW(g_timebase.num);
1134   SHOW(g_timebase.den);
1135   SHOW(g_error_resilient);
1136   SHOW(g_pass);
1137   SHOW(g_lag_in_frames);
1138   SHOW(rc_dropframe_thresh);
1139   SHOW(rc_resize_allowed);
1140   SHOW(rc_scaled_width);
1141   SHOW(rc_scaled_height);
1142   SHOW(rc_resize_up_thresh);
1143   SHOW(rc_resize_down_thresh);
1144   SHOW(rc_end_usage);
1145   SHOW(rc_target_bitrate);
1146   SHOW(rc_min_quantizer);
1147   SHOW(rc_max_quantizer);
1148   SHOW(rc_undershoot_pct);
1149   SHOW(rc_overshoot_pct);
1150   SHOW(rc_buf_sz);
1151   SHOW(rc_buf_initial_sz);
1152   SHOW(rc_buf_optimal_sz);
1153   SHOW(rc_2pass_vbr_bias_pct);
1154   SHOW(rc_2pass_vbr_minsection_pct);
1155   SHOW(rc_2pass_vbr_maxsection_pct);
1156   SHOW(rc_2pass_vbr_corpus_complexity);
1157   SHOW(kf_mode);
1158   SHOW(kf_min_dist);
1159   SHOW(kf_max_dist);
1160 }
1161
1162 static void open_output_file(struct stream_state *stream,
1163                              struct VpxEncoderConfig *global,
1164                              const struct VpxRational *pixel_aspect_ratio) {
1165   const char *fn = stream->config.out_fn;
1166   const struct vpx_codec_enc_cfg *const cfg = &stream->config.cfg;
1167
1168   if (cfg->g_pass == VPX_RC_FIRST_PASS) return;
1169
1170   stream->file = strcmp(fn, "-") ? fopen(fn, "wb") : set_binary_mode(stdout);
1171
1172   if (!stream->file) fatal("Failed to open output file");
1173
1174   if (stream->config.write_webm && fseek(stream->file, 0, SEEK_CUR))
1175     fatal("WebM output to pipes not supported.");
1176
1177 #if CONFIG_WEBM_IO
1178   if (stream->config.write_webm) {
1179     stream->webm_ctx.stream = stream->file;
1180     write_webm_file_header(&stream->webm_ctx, cfg, stream->config.stereo_fmt,
1181                            global->codec->fourcc, pixel_aspect_ratio);
1182   }
1183 #else
1184   (void)pixel_aspect_ratio;
1185 #endif
1186
1187   if (!stream->config.write_webm) {
1188     ivf_write_file_header(stream->file, cfg, global->codec->fourcc, 0);
1189   }
1190 }
1191
1192 static void close_output_file(struct stream_state *stream,
1193                               unsigned int fourcc) {
1194   const struct vpx_codec_enc_cfg *const cfg = &stream->config.cfg;
1195
1196   if (cfg->g_pass == VPX_RC_FIRST_PASS) return;
1197
1198 #if CONFIG_WEBM_IO
1199   if (stream->config.write_webm) {
1200     write_webm_file_footer(&stream->webm_ctx);
1201   }
1202 #endif
1203
1204   if (!stream->config.write_webm) {
1205     if (!fseek(stream->file, 0, SEEK_SET))
1206       ivf_write_file_header(stream->file, &stream->config.cfg, fourcc,
1207                             stream->frames_out);
1208   }
1209
1210   fclose(stream->file);
1211 }
1212
1213 static void setup_pass(struct stream_state *stream,
1214                        struct VpxEncoderConfig *global, int pass) {
1215   if (stream->config.stats_fn) {
1216     if (!stats_open_file(&stream->stats, stream->config.stats_fn, pass))
1217       fatal("Failed to open statistics store");
1218   } else {
1219     if (!stats_open_mem(&stream->stats, pass))
1220       fatal("Failed to open statistics store");
1221   }
1222
1223 #if CONFIG_FP_MB_STATS
1224   if (stream->config.fpmb_stats_fn) {
1225     if (!stats_open_file(&stream->fpmb_stats, stream->config.fpmb_stats_fn,
1226                          pass))
1227       fatal("Failed to open mb statistics store");
1228   } else {
1229     if (!stats_open_mem(&stream->fpmb_stats, pass))
1230       fatal("Failed to open mb statistics store");
1231   }
1232 #endif
1233
1234   stream->config.cfg.g_pass = global->passes == 2
1235                                   ? pass ? VPX_RC_LAST_PASS : VPX_RC_FIRST_PASS
1236                                   : VPX_RC_ONE_PASS;
1237   if (pass) {
1238     stream->config.cfg.rc_twopass_stats_in = stats_get(&stream->stats);
1239 #if CONFIG_FP_MB_STATS
1240     stream->config.cfg.rc_firstpass_mb_stats_in =
1241         stats_get(&stream->fpmb_stats);
1242 #endif
1243   }
1244
1245   stream->cx_time = 0;
1246   stream->nbytes = 0;
1247   stream->frames_out = 0;
1248 }
1249
1250 static void initialize_encoder(struct stream_state *stream,
1251                                struct VpxEncoderConfig *global) {
1252   int i;
1253   int flags = 0;
1254
1255   flags |= global->show_psnr ? VPX_CODEC_USE_PSNR : 0;
1256   flags |= global->out_part ? VPX_CODEC_USE_OUTPUT_PARTITION : 0;
1257 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1258   flags |= stream->config.use_16bit_internal ? VPX_CODEC_USE_HIGHBITDEPTH : 0;
1259 #endif
1260
1261   /* Construct Encoder Context */
1262   vpx_codec_enc_init(&stream->encoder, global->codec->codec_interface(),
1263                      &stream->config.cfg, flags);
1264   ctx_exit_on_error(&stream->encoder, "Failed to initialize encoder");
1265
1266   /* Note that we bypass the vpx_codec_control wrapper macro because
1267    * we're being clever to store the control IDs in an array. Real
1268    * applications will want to make use of the enumerations directly
1269    */
1270   for (i = 0; i < stream->config.arg_ctrl_cnt; i++) {
1271     int ctrl = stream->config.arg_ctrls[i][0];
1272     int value = stream->config.arg_ctrls[i][1];
1273     if (vpx_codec_control_(&stream->encoder, ctrl, value))
1274       fprintf(stderr, "Error: Tried to set control %d = %d\n", ctrl, value);
1275
1276     ctx_exit_on_error(&stream->encoder, "Failed to control codec");
1277   }
1278
1279 #if CONFIG_DECODERS
1280   if (global->test_decode != TEST_DECODE_OFF) {
1281     const VpxInterface *decoder = get_vpx_decoder_by_name(global->codec->name);
1282     vpx_codec_dec_init(&stream->decoder, decoder->codec_interface(), NULL, 0);
1283   }
1284 #endif
1285 }
1286
1287 static void encode_frame(struct stream_state *stream,
1288                          struct VpxEncoderConfig *global, struct vpx_image *img,
1289                          unsigned int frames_in) {
1290   vpx_codec_pts_t frame_start, next_frame_start;
1291   struct vpx_codec_enc_cfg *cfg = &stream->config.cfg;
1292   struct vpx_usec_timer timer;
1293
1294   frame_start =
1295       (cfg->g_timebase.den * (int64_t)(frames_in - 1) * global->framerate.den) /
1296       cfg->g_timebase.num / global->framerate.num;
1297   next_frame_start =
1298       (cfg->g_timebase.den * (int64_t)(frames_in)*global->framerate.den) /
1299       cfg->g_timebase.num / global->framerate.num;
1300
1301 /* Scale if necessary */
1302 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1303   if (img) {
1304     if ((img->fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) &&
1305         (img->d_w != cfg->g_w || img->d_h != cfg->g_h)) {
1306       if (img->fmt != VPX_IMG_FMT_I42016) {
1307         fprintf(stderr, "%s can only scale 4:2:0 inputs\n", exec_name);
1308         exit(EXIT_FAILURE);
1309       }
1310 #if CONFIG_LIBYUV
1311       if (!stream->img) {
1312         stream->img =
1313             vpx_img_alloc(NULL, VPX_IMG_FMT_I42016, cfg->g_w, cfg->g_h, 16);
1314       }
1315       I420Scale_16(
1316           (uint16_t *)img->planes[VPX_PLANE_Y], img->stride[VPX_PLANE_Y] / 2,
1317           (uint16_t *)img->planes[VPX_PLANE_U], img->stride[VPX_PLANE_U] / 2,
1318           (uint16_t *)img->planes[VPX_PLANE_V], img->stride[VPX_PLANE_V] / 2,
1319           img->d_w, img->d_h, (uint16_t *)stream->img->planes[VPX_PLANE_Y],
1320           stream->img->stride[VPX_PLANE_Y] / 2,
1321           (uint16_t *)stream->img->planes[VPX_PLANE_U],
1322           stream->img->stride[VPX_PLANE_U] / 2,
1323           (uint16_t *)stream->img->planes[VPX_PLANE_V],
1324           stream->img->stride[VPX_PLANE_V] / 2, stream->img->d_w,
1325           stream->img->d_h, kFilterBox);
1326       img = stream->img;
1327 #else
1328       stream->encoder.err = 1;
1329       ctx_exit_on_error(&stream->encoder,
1330                         "Stream %d: Failed to encode frame.\n"
1331                         "Scaling disabled in this configuration. \n"
1332                         "To enable, configure with --enable-libyuv\n",
1333                         stream->index);
1334 #endif
1335     }
1336   }
1337 #endif
1338   if (img && (img->d_w != cfg->g_w || img->d_h != cfg->g_h)) {
1339     if (img->fmt != VPX_IMG_FMT_I420 && img->fmt != VPX_IMG_FMT_YV12) {
1340       fprintf(stderr, "%s can only scale 4:2:0 8bpp inputs\n", exec_name);
1341       exit(EXIT_FAILURE);
1342     }
1343 #if CONFIG_LIBYUV
1344     if (!stream->img)
1345       stream->img =
1346           vpx_img_alloc(NULL, VPX_IMG_FMT_I420, cfg->g_w, cfg->g_h, 16);
1347     I420Scale(
1348         img->planes[VPX_PLANE_Y], img->stride[VPX_PLANE_Y],
1349         img->planes[VPX_PLANE_U], img->stride[VPX_PLANE_U],
1350         img->planes[VPX_PLANE_V], img->stride[VPX_PLANE_V], img->d_w, img->d_h,
1351         stream->img->planes[VPX_PLANE_Y], stream->img->stride[VPX_PLANE_Y],
1352         stream->img->planes[VPX_PLANE_U], stream->img->stride[VPX_PLANE_U],
1353         stream->img->planes[VPX_PLANE_V], stream->img->stride[VPX_PLANE_V],
1354         stream->img->d_w, stream->img->d_h, kFilterBox);
1355     img = stream->img;
1356 #else
1357     stream->encoder.err = 1;
1358     ctx_exit_on_error(&stream->encoder,
1359                       "Stream %d: Failed to encode frame.\n"
1360                       "Scaling disabled in this configuration. \n"
1361                       "To enable, configure with --enable-libyuv\n",
1362                       stream->index);
1363 #endif
1364   }
1365
1366   vpx_usec_timer_start(&timer);
1367   vpx_codec_encode(&stream->encoder, img, frame_start,
1368                    (unsigned long)(next_frame_start - frame_start), 0,
1369                    global->deadline);
1370   vpx_usec_timer_mark(&timer);
1371   stream->cx_time += vpx_usec_timer_elapsed(&timer);
1372   ctx_exit_on_error(&stream->encoder, "Stream %d: Failed to encode frame",
1373                     stream->index);
1374 }
1375
1376 static void update_quantizer_histogram(struct stream_state *stream) {
1377   if (stream->config.cfg.g_pass != VPX_RC_FIRST_PASS) {
1378     int q;
1379
1380     vpx_codec_control(&stream->encoder, VP8E_GET_LAST_QUANTIZER_64, &q);
1381     ctx_exit_on_error(&stream->encoder, "Failed to read quantizer");
1382     stream->counts[q]++;
1383   }
1384 }
1385
1386 static void get_cx_data(struct stream_state *stream,
1387                         struct VpxEncoderConfig *global, int *got_data) {
1388   const vpx_codec_cx_pkt_t *pkt;
1389   const struct vpx_codec_enc_cfg *cfg = &stream->config.cfg;
1390   vpx_codec_iter_t iter = NULL;
1391
1392   *got_data = 0;
1393   while ((pkt = vpx_codec_get_cx_data(&stream->encoder, &iter))) {
1394     static size_t fsize = 0;
1395     static FileOffset ivf_header_pos = 0;
1396
1397     switch (pkt->kind) {
1398       case VPX_CODEC_CX_FRAME_PKT:
1399         if (!(pkt->data.frame.flags & VPX_FRAME_IS_FRAGMENT)) {
1400           stream->frames_out++;
1401         }
1402         if (!global->quiet)
1403           fprintf(stderr, " %6luF", (unsigned long)pkt->data.frame.sz);
1404
1405         update_rate_histogram(stream->rate_hist, cfg, pkt);
1406 #if CONFIG_WEBM_IO
1407         if (stream->config.write_webm) {
1408           write_webm_block(&stream->webm_ctx, cfg, pkt);
1409         }
1410 #endif
1411         if (!stream->config.write_webm) {
1412           if (pkt->data.frame.partition_id <= 0) {
1413             ivf_header_pos = ftello(stream->file);
1414             fsize = pkt->data.frame.sz;
1415
1416             ivf_write_frame_header(stream->file, pkt->data.frame.pts, fsize);
1417           } else {
1418             fsize += pkt->data.frame.sz;
1419
1420             if (!(pkt->data.frame.flags & VPX_FRAME_IS_FRAGMENT)) {
1421               const FileOffset currpos = ftello(stream->file);
1422               fseeko(stream->file, ivf_header_pos, SEEK_SET);
1423               ivf_write_frame_size(stream->file, fsize);
1424               fseeko(stream->file, currpos, SEEK_SET);
1425             }
1426           }
1427
1428           (void)fwrite(pkt->data.frame.buf, 1, pkt->data.frame.sz,
1429                        stream->file);
1430         }
1431         stream->nbytes += pkt->data.raw.sz;
1432
1433         *got_data = 1;
1434 #if CONFIG_DECODERS
1435         if (global->test_decode != TEST_DECODE_OFF && !stream->mismatch_seen) {
1436           vpx_codec_decode(&stream->decoder, pkt->data.frame.buf,
1437                            (unsigned int)pkt->data.frame.sz, NULL, 0);
1438           if (stream->decoder.err) {
1439             warn_or_exit_on_error(&stream->decoder,
1440                                   global->test_decode == TEST_DECODE_FATAL,
1441                                   "Failed to decode frame %d in stream %d",
1442                                   stream->frames_out + 1, stream->index);
1443             stream->mismatch_seen = stream->frames_out + 1;
1444           }
1445         }
1446 #endif
1447         break;
1448       case VPX_CODEC_STATS_PKT:
1449         stream->frames_out++;
1450         stats_write(&stream->stats, pkt->data.twopass_stats.buf,
1451                     pkt->data.twopass_stats.sz);
1452         stream->nbytes += pkt->data.raw.sz;
1453         break;
1454 #if CONFIG_FP_MB_STATS
1455       case VPX_CODEC_FPMB_STATS_PKT:
1456         stats_write(&stream->fpmb_stats, pkt->data.firstpass_mb_stats.buf,
1457                     pkt->data.firstpass_mb_stats.sz);
1458         stream->nbytes += pkt->data.raw.sz;
1459         break;
1460 #endif
1461       case VPX_CODEC_PSNR_PKT:
1462
1463         if (global->show_psnr) {
1464           int i;
1465
1466           stream->psnr_sse_total += pkt->data.psnr.sse[0];
1467           stream->psnr_samples_total += pkt->data.psnr.samples[0];
1468           for (i = 0; i < 4; i++) {
1469             if (!global->quiet)
1470               fprintf(stderr, "%.3f ", pkt->data.psnr.psnr[i]);
1471             stream->psnr_totals[i] += pkt->data.psnr.psnr[i];
1472           }
1473           stream->psnr_count++;
1474         }
1475
1476         break;
1477       default: break;
1478     }
1479   }
1480 }
1481
1482 static void show_psnr(struct stream_state *stream, double peak) {
1483   int i;
1484   double ovpsnr;
1485
1486   if (!stream->psnr_count) return;
1487
1488   fprintf(stderr, "Stream %d PSNR (Overall/Avg/Y/U/V)", stream->index);
1489   ovpsnr = sse_to_psnr((double)stream->psnr_samples_total, peak,
1490                        (double)stream->psnr_sse_total);
1491   fprintf(stderr, " %.3f", ovpsnr);
1492
1493   for (i = 0; i < 4; i++) {
1494     fprintf(stderr, " %.3f", stream->psnr_totals[i] / stream->psnr_count);
1495   }
1496   fprintf(stderr, "\n");
1497 }
1498
1499 static float usec_to_fps(uint64_t usec, unsigned int frames) {
1500   return (float)(usec > 0 ? frames * 1000000.0 / (float)usec : 0);
1501 }
1502
1503 static void test_decode(struct stream_state *stream,
1504                         enum TestDecodeFatality fatal,
1505                         const VpxInterface *codec) {
1506   vpx_image_t enc_img, dec_img;
1507
1508   if (stream->mismatch_seen) return;
1509
1510   /* Get the internal reference frame */
1511   if (strcmp(codec->name, "vp8") == 0) {
1512     struct vpx_ref_frame ref_enc, ref_dec;
1513     int width, height;
1514
1515     width = (stream->config.cfg.g_w + 15) & ~15;
1516     height = (stream->config.cfg.g_h + 15) & ~15;
1517     vpx_img_alloc(&ref_enc.img, VPX_IMG_FMT_I420, width, height, 1);
1518     enc_img = ref_enc.img;
1519     vpx_img_alloc(&ref_dec.img, VPX_IMG_FMT_I420, width, height, 1);
1520     dec_img = ref_dec.img;
1521
1522     ref_enc.frame_type = VP8_LAST_FRAME;
1523     ref_dec.frame_type = VP8_LAST_FRAME;
1524     vpx_codec_control(&stream->encoder, VP8_COPY_REFERENCE, &ref_enc);
1525     vpx_codec_control(&stream->decoder, VP8_COPY_REFERENCE, &ref_dec);
1526   } else {
1527     struct vp9_ref_frame ref_enc, ref_dec;
1528
1529     ref_enc.idx = 0;
1530     ref_dec.idx = 0;
1531     vpx_codec_control(&stream->encoder, VP9_GET_REFERENCE, &ref_enc);
1532     enc_img = ref_enc.img;
1533     vpx_codec_control(&stream->decoder, VP9_GET_REFERENCE, &ref_dec);
1534     dec_img = ref_dec.img;
1535 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1536     if ((enc_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) !=
1537         (dec_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH)) {
1538       if (enc_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) {
1539         vpx_img_alloc(&enc_img, enc_img.fmt - VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH,
1540                       enc_img.d_w, enc_img.d_h, 16);
1541         vpx_img_truncate_16_to_8(&enc_img, &ref_enc.img);
1542       }
1543       if (dec_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) {
1544         vpx_img_alloc(&dec_img, dec_img.fmt - VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH,
1545                       dec_img.d_w, dec_img.d_h, 16);
1546         vpx_img_truncate_16_to_8(&dec_img, &ref_dec.img);
1547       }
1548     }
1549 #endif
1550   }
1551   ctx_exit_on_error(&stream->encoder, "Failed to get encoder reference frame");
1552   ctx_exit_on_error(&stream->decoder, "Failed to get decoder reference frame");
1553
1554   if (!compare_img(&enc_img, &dec_img)) {
1555     int y[4], u[4], v[4];
1556 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1557     if (enc_img.fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) {
1558       find_mismatch_high(&enc_img, &dec_img, y, u, v);
1559     } else {
1560       find_mismatch(&enc_img, &dec_img, y, u, v);
1561     }
1562 #else
1563     find_mismatch(&enc_img, &dec_img, y, u, v);
1564 #endif
1565     stream->decoder.err = 1;
1566     warn_or_exit_on_error(&stream->decoder, fatal == TEST_DECODE_FATAL,
1567                           "Stream %d: Encode/decode mismatch on frame %d at"
1568                           " Y[%d, %d] {%d/%d},"
1569                           " U[%d, %d] {%d/%d},"
1570                           " V[%d, %d] {%d/%d}",
1571                           stream->index, stream->frames_out, y[0], y[1], y[2],
1572                           y[3], u[0], u[1], u[2], u[3], v[0], v[1], v[2], v[3]);
1573     stream->mismatch_seen = stream->frames_out;
1574   }
1575
1576   vpx_img_free(&enc_img);
1577   vpx_img_free(&dec_img);
1578 }
1579
1580 static void print_time(const char *label, int64_t etl) {
1581   int64_t hours;
1582   int64_t mins;
1583   int64_t secs;
1584
1585   if (etl >= 0) {
1586     hours = etl / 3600;
1587     etl -= hours * 3600;
1588     mins = etl / 60;
1589     etl -= mins * 60;
1590     secs = etl;
1591
1592     fprintf(stderr, "[%3s %2" PRId64 ":%02" PRId64 ":%02" PRId64 "] ", label,
1593             hours, mins, secs);
1594   } else {
1595     fprintf(stderr, "[%3s  unknown] ", label);
1596   }
1597 }
1598
1599 int main(int argc, const char **argv_) {
1600   int pass;
1601   vpx_image_t raw;
1602 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1603   vpx_image_t raw_shift;
1604   int allocated_raw_shift = 0;
1605   int use_16bit_internal = 0;
1606   int input_shift = 0;
1607 #endif
1608   int frame_avail, got_data;
1609
1610   struct VpxInputContext input;
1611   struct VpxEncoderConfig global;
1612   struct stream_state *streams = NULL;
1613   char **argv, **argi;
1614   uint64_t cx_time = 0;
1615   int stream_cnt = 0;
1616   int res = 0;
1617
1618   memset(&input, 0, sizeof(input));
1619   exec_name = argv_[0];
1620
1621   /* Setup default input stream settings */
1622   input.framerate.numerator = 30;
1623   input.framerate.denominator = 1;
1624   input.only_i420 = 1;
1625   input.bit_depth = 0;
1626
1627   /* First parse the global configuration values, because we want to apply
1628    * other parameters on top of the default configuration provided by the
1629    * codec.
1630    */
1631   argv = argv_dup(argc - 1, argv_ + 1);
1632   parse_global_config(&global, argv);
1633
1634   if (argc < 3) usage_exit();
1635
1636   switch (global.color_type) {
1637     case I420: input.fmt = VPX_IMG_FMT_I420; break;
1638     case I422: input.fmt = VPX_IMG_FMT_I422; break;
1639     case I444: input.fmt = VPX_IMG_FMT_I444; break;
1640     case I440: input.fmt = VPX_IMG_FMT_I440; break;
1641     case YV12: input.fmt = VPX_IMG_FMT_YV12; break;
1642   }
1643
1644   {
1645     /* Now parse each stream's parameters. Using a local scope here
1646      * due to the use of 'stream' as loop variable in FOREACH_STREAM
1647      * loops
1648      */
1649     struct stream_state *stream = NULL;
1650
1651     do {
1652       stream = new_stream(&global, stream);
1653       stream_cnt++;
1654       if (!streams) streams = stream;
1655     } while (parse_stream_params(&global, stream, argv));
1656   }
1657
1658   /* Check for unrecognized options */
1659   for (argi = argv; *argi; argi++)
1660     if (argi[0][0] == '-' && argi[0][1])
1661       die("Error: Unrecognized option %s\n", *argi);
1662
1663   FOREACH_STREAM(check_encoder_config(global.disable_warning_prompt, &global,
1664                                       &stream->config.cfg););
1665
1666   /* Handle non-option arguments */
1667   input.filename = argv[0];
1668
1669   if (!input.filename) {
1670     fprintf(stderr, "No input file specified!\n");
1671     usage_exit();
1672   }
1673
1674   /* Decide if other chroma subsamplings than 4:2:0 are supported */
1675   if (global.codec->fourcc == VP9_FOURCC) input.only_i420 = 0;
1676
1677   for (pass = global.pass ? global.pass - 1 : 0; pass < global.passes; pass++) {
1678     int frames_in = 0, seen_frames = 0;
1679     int64_t estimated_time_left = -1;
1680     int64_t average_rate = -1;
1681     int64_t lagged_count = 0;
1682
1683     open_input_file(&input);
1684
1685     /* If the input file doesn't specify its w/h (raw files), try to get
1686      * the data from the first stream's configuration.
1687      */
1688     if (!input.width || !input.height) {
1689       FOREACH_STREAM({
1690         if (stream->config.cfg.g_w && stream->config.cfg.g_h) {
1691           input.width = stream->config.cfg.g_w;
1692           input.height = stream->config.cfg.g_h;
1693           break;
1694         }
1695       });
1696     }
1697
1698     /* Update stream configurations from the input file's parameters */
1699     if (!input.width || !input.height)
1700       fatal(
1701           "Specify stream dimensions with --width (-w) "
1702           " and --height (-h)");
1703
1704     /* If input file does not specify bit-depth but input-bit-depth parameter
1705      * exists, assume that to be the input bit-depth. However, if the
1706      * input-bit-depth paramter does not exist, assume the input bit-depth
1707      * to be the same as the codec bit-depth.
1708      */
1709     if (!input.bit_depth) {
1710       FOREACH_STREAM({
1711         if (stream->config.cfg.g_input_bit_depth)
1712           input.bit_depth = stream->config.cfg.g_input_bit_depth;
1713         else
1714           input.bit_depth = stream->config.cfg.g_input_bit_depth =
1715               (int)stream->config.cfg.g_bit_depth;
1716       });
1717       if (input.bit_depth > 8) input.fmt |= VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH;
1718     } else {
1719       FOREACH_STREAM(
1720           { stream->config.cfg.g_input_bit_depth = input.bit_depth; });
1721     }
1722
1723     FOREACH_STREAM(set_stream_dimensions(stream, input.width, input.height));
1724     FOREACH_STREAM(validate_stream_config(stream, &global));
1725
1726     /* Ensure that --passes and --pass are consistent. If --pass is set and
1727      * --passes=2, ensure --fpf was set.
1728      */
1729     if (global.pass && global.passes == 2)
1730       FOREACH_STREAM({
1731         if (!stream->config.stats_fn)
1732           die("Stream %d: Must specify --fpf when --pass=%d"
1733               " and --passes=2\n",
1734               stream->index, global.pass);
1735       });
1736
1737 #if !CONFIG_WEBM_IO
1738     FOREACH_STREAM({
1739       if (stream->config.write_webm) {
1740         stream->config.write_webm = 0;
1741         warn(
1742             "vpxenc was compiled without WebM container support."
1743             "Producing IVF output");
1744       }
1745     });
1746 #endif
1747
1748     /* Use the frame rate from the file only if none was specified
1749      * on the command-line.
1750      */
1751     if (!global.have_framerate) {
1752       global.framerate.num = input.framerate.numerator;
1753       global.framerate.den = input.framerate.denominator;
1754       FOREACH_STREAM(stream->config.cfg.g_timebase.den = global.framerate.num;
1755                      stream->config.cfg.g_timebase.num = global.framerate.den);
1756     }
1757
1758     /* Show configuration */
1759     if (global.verbose && pass == 0)
1760       FOREACH_STREAM(show_stream_config(stream, &global, &input));
1761
1762     if (pass == (global.pass ? global.pass - 1 : 0)) {
1763       if (input.file_type == FILE_TYPE_Y4M)
1764         /*The Y4M reader does its own allocation.
1765           Just initialize this here to avoid problems if we never read any
1766            frames.*/
1767         memset(&raw, 0, sizeof(raw));
1768       else
1769         vpx_img_alloc(&raw, input.fmt, input.width, input.height, 32);
1770
1771       FOREACH_STREAM(stream->rate_hist = init_rate_histogram(
1772                          &stream->config.cfg, &global.framerate));
1773     }
1774
1775     FOREACH_STREAM(setup_pass(stream, &global, pass));
1776     FOREACH_STREAM(
1777         open_output_file(stream, &global, &input.pixel_aspect_ratio));
1778     FOREACH_STREAM(initialize_encoder(stream, &global));
1779
1780 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1781     if (strcmp(global.codec->name, "vp9") == 0) {
1782       // Check to see if at least one stream uses 16 bit internal.
1783       // Currently assume that the bit_depths for all streams using
1784       // highbitdepth are the same.
1785       FOREACH_STREAM({
1786         if (stream->config.use_16bit_internal) {
1787           use_16bit_internal = 1;
1788         }
1789         if (stream->config.cfg.g_profile == 0) {
1790           input_shift = 0;
1791         } else {
1792           input_shift = (int)stream->config.cfg.g_bit_depth -
1793                         stream->config.cfg.g_input_bit_depth;
1794         }
1795       });
1796     }
1797 #endif
1798
1799     frame_avail = 1;
1800     got_data = 0;
1801
1802     while (frame_avail || got_data) {
1803       struct vpx_usec_timer timer;
1804
1805       if (!global.limit || frames_in < global.limit) {
1806         frame_avail = read_frame(&input, &raw);
1807
1808         if (frame_avail) frames_in++;
1809         seen_frames =
1810             frames_in > global.skip_frames ? frames_in - global.skip_frames : 0;
1811
1812         if (!global.quiet) {
1813           float fps = usec_to_fps(cx_time, seen_frames);
1814           fprintf(stderr, "\rPass %d/%d ", pass + 1, global.passes);
1815
1816           if (stream_cnt == 1)
1817             fprintf(stderr, "frame %4d/%-4d %7" PRId64 "B ", frames_in,
1818                     streams->frames_out, (int64_t)streams->nbytes);
1819           else
1820             fprintf(stderr, "frame %4d ", frames_in);
1821
1822           fprintf(stderr, "%7" PRId64 " %s %.2f %s ",
1823                   cx_time > 9999999 ? cx_time / 1000 : cx_time,
1824                   cx_time > 9999999 ? "ms" : "us", fps >= 1.0 ? fps : fps * 60,
1825                   fps >= 1.0 ? "fps" : "fpm");
1826           print_time("ETA", estimated_time_left);
1827         }
1828
1829       } else
1830         frame_avail = 0;
1831
1832       if (frames_in > global.skip_frames) {
1833 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1834         vpx_image_t *frame_to_encode;
1835         if (input_shift || (use_16bit_internal && input.bit_depth == 8)) {
1836           assert(use_16bit_internal);
1837           // Input bit depth and stream bit depth do not match, so up
1838           // shift frame to stream bit depth
1839           if (!allocated_raw_shift) {
1840             vpx_img_alloc(&raw_shift, raw.fmt | VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH,
1841                           input.width, input.height, 32);
1842             allocated_raw_shift = 1;
1843           }
1844           vpx_img_upshift(&raw_shift, &raw, input_shift);
1845           frame_to_encode = &raw_shift;
1846         } else {
1847           frame_to_encode = &raw;
1848         }
1849         vpx_usec_timer_start(&timer);
1850         if (use_16bit_internal) {
1851           assert(frame_to_encode->fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH);
1852           FOREACH_STREAM({
1853             if (stream->config.use_16bit_internal)
1854               encode_frame(stream, &global,
1855                            frame_avail ? frame_to_encode : NULL, frames_in);
1856             else
1857               assert(0);
1858           });
1859         } else {
1860           assert((frame_to_encode->fmt & VPX_IMG_FMT_HIGHBITDEPTH) == 0);
1861           FOREACH_STREAM(encode_frame(stream, &global,
1862                                       frame_avail ? frame_to_encode : NULL,
1863                                       frames_in));
1864         }
1865 #else
1866         vpx_usec_timer_start(&timer);
1867         FOREACH_STREAM(encode_frame(stream, &global, frame_avail ? &raw : NULL,
1868                                     frames_in));
1869 #endif
1870         vpx_usec_timer_mark(&timer);
1871         cx_time += vpx_usec_timer_elapsed(&timer);
1872
1873         FOREACH_STREAM(update_quantizer_histogram(stream));
1874
1875         got_data = 0;
1876         FOREACH_STREAM(get_cx_data(stream, &global, &got_data));
1877
1878         if (!got_data && input.length && streams != NULL &&
1879             !streams->frames_out) {
1880           lagged_count = global.limit ? seen_frames : ftello(input.file);
1881         } else if (input.length) {
1882           int64_t remaining;
1883           int64_t rate;
1884
1885           if (global.limit) {
1886             const int64_t frame_in_lagged = (seen_frames - lagged_count) * 1000;
1887
1888             rate = cx_time ? frame_in_lagged * (int64_t)1000000 / cx_time : 0;
1889             remaining = 1000 * (global.limit - global.skip_frames -
1890                                 seen_frames + lagged_count);
1891           } else {
1892             const int64_t input_pos = ftello(input.file);
1893             const int64_t input_pos_lagged = input_pos - lagged_count;
1894             const int64_t limit = input.length;
1895
1896             rate = cx_time ? input_pos_lagged * (int64_t)1000000 / cx_time : 0;
1897             remaining = limit - input_pos + lagged_count;
1898           }
1899
1900           average_rate =
1901               (average_rate <= 0) ? rate : (average_rate * 7 + rate) / 8;
1902           estimated_time_left = average_rate ? remaining / average_rate : -1;
1903         }
1904
1905         if (got_data && global.test_decode != TEST_DECODE_OFF)
1906           FOREACH_STREAM(test_decode(stream, global.test_decode, global.codec));
1907       }
1908
1909       fflush(stdout);
1910       if (!global.quiet) fprintf(stderr, "\033[K");
1911     }
1912
1913     if (stream_cnt > 1) fprintf(stderr, "\n");
1914
1915     if (!global.quiet) {
1916       FOREACH_STREAM(fprintf(
1917           stderr,
1918           "\rPass %d/%d frame %4d/%-4d %7" PRId64 "B %7" PRId64 "b/f %7" PRId64
1919           "b/s %7" PRId64 " %s (%.2f fps)\033[K\n",
1920           pass + 1, global.passes, frames_in, stream->frames_out,
1921           (int64_t)stream->nbytes,
1922           seen_frames ? (int64_t)(stream->nbytes * 8 / seen_frames) : 0,
1923           seen_frames
1924               ? (int64_t)stream->nbytes * 8 * (int64_t)global.framerate.num /
1925                     global.framerate.den / seen_frames
1926               : 0,
1927           stream->cx_time > 9999999 ? stream->cx_time / 1000 : stream->cx_time,
1928           stream->cx_time > 9999999 ? "ms" : "us",
1929           usec_to_fps(stream->cx_time, seen_frames)));
1930     }
1931
1932     if (global.show_psnr) {
1933       if (global.codec->fourcc == VP9_FOURCC) {
1934         FOREACH_STREAM(
1935             show_psnr(stream, (1 << stream->config.cfg.g_input_bit_depth) - 1));
1936       } else {
1937         FOREACH_STREAM(show_psnr(stream, 255.0));
1938       }
1939     }
1940
1941     FOREACH_STREAM(vpx_codec_destroy(&stream->encoder));
1942
1943     if (global.test_decode != TEST_DECODE_OFF) {
1944       FOREACH_STREAM(vpx_codec_destroy(&stream->decoder));
1945     }
1946
1947     close_input_file(&input);
1948
1949     if (global.test_decode == TEST_DECODE_FATAL) {
1950       FOREACH_STREAM(res |= stream->mismatch_seen);
1951     }
1952     FOREACH_STREAM(close_output_file(stream, global.codec->fourcc));
1953
1954     FOREACH_STREAM(stats_close(&stream->stats, global.passes - 1));
1955
1956 #if CONFIG_FP_MB_STATS
1957     FOREACH_STREAM(stats_close(&stream->fpmb_stats, global.passes - 1));
1958 #endif
1959
1960     if (global.pass) break;
1961   }
1962
1963   if (global.show_q_hist_buckets)
1964     FOREACH_STREAM(
1965         show_q_histogram(stream->counts, global.show_q_hist_buckets));
1966
1967   if (global.show_rate_hist_buckets)
1968     FOREACH_STREAM(show_rate_histogram(stream->rate_hist, &stream->config.cfg,
1969                                        global.show_rate_hist_buckets));
1970   FOREACH_STREAM(destroy_rate_histogram(stream->rate_hist));
1971
1972 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
1973   /* TODO(jkoleszar): This doesn't belong in this executable. Do it for now,
1974    * to match some existing utilities.
1975    */
1976   if (!(global.pass == 1 && global.passes == 2))
1977     FOREACH_STREAM({
1978       FILE *f = fopen("opsnr.stt", "a");
1979       if (stream->mismatch_seen) {
1980         fprintf(f, "First mismatch occurred in frame %d\n",
1981                 stream->mismatch_seen);
1982       } else {
1983         fprintf(f, "No mismatch detected in recon buffers\n");
1984       }
1985       fclose(f);
1986     });
1987 #endif
1988
1989 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1990   if (allocated_raw_shift) vpx_img_free(&raw_shift);
1991 #endif
1992   vpx_img_free(&raw);
1993   free(argv);
1994   free(streams);
1995   return res ? EXIT_FAILURE : EXIT_SUCCESS;
1996 }