git.sesse.net Git - x264/blob - encoder/set.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * set: header writing
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003-2011 x264 project
   5  *
   6  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   7  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  * (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
  22  *
  23  * This program is also available under a commercial proprietary license.
  24  * For more information, contact us at licensing@x264.com.
  25  *****************************************************************************/
  26
  27 #include "common/common.h"
  28 #include "set.h"
  29
  30 #define bs_write_ue bs_write_ue_big
  31
  32 // Indexed by pic_struct values
  33 static const uint8_t num_clock_ts[10] = { 0, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 2, 3 };
  34
  35 static void transpose( uint8_t *buf, int w )
  36 {
  37     for( int i = 0; i < w; i++ )
  38         for( int j = 0; j < i; j++ )
  39             XCHG( uint8_t, buf[w*i+j], buf[w*j+i] );
  40 }
  41
  42 static void scaling_list_write( bs_t *s, x264_pps_t *pps, int idx )
  43 {
  44     const int len = idx<4 ? 16 : 64;
  45     const uint8_t *zigzag = idx<4 ? x264_zigzag_scan4[0] : x264_zigzag_scan8[0];
  46     const uint8_t *list = pps->scaling_list[idx];
  47     const uint8_t *def_list = (idx==CQM_4IC) ? pps->scaling_list[CQM_4IY]
  48                             : (idx==CQM_4PC) ? pps->scaling_list[CQM_4PY]
  49                             : (idx==CQM_8IC+4) ? pps->scaling_list[CQM_8IY+4]
  50                             : (idx==CQM_8PC+4) ? pps->scaling_list[CQM_8PY+4]
  51                             : x264_cqm_jvt[idx];
  52     if( !memcmp( list, def_list, len ) )
  53         bs_write1( s, 0 );   // scaling_list_present_flag
  54     else if( !memcmp( list, x264_cqm_jvt[idx], len ) )
  55     {
  56         bs_write1( s, 1 );   // scaling_list_present_flag
  57         bs_write_se( s, -8 ); // use jvt list
  58     }
  59     else
  60     {
  61         int run;
  62         bs_write1( s, 1 );   // scaling_list_present_flag
  63
  64         // try run-length compression of trailing values
  65         for( run = len; run > 1; run-- )
  66             if( list[zigzag[run-1]] != list[zigzag[run-2]] )
  67                 break;
  68         if( run < len && len - run < bs_size_se( (int8_t)-list[zigzag[run]] ) )
  69             run = len;
  70
  71         for( int j = 0; j < run; j++ )
  72             bs_write_se( s, (int8_t)(list[zigzag[j]] - (j>0 ? list[zigzag[j-1]] : 8)) ); // delta
  73
  74         if( run < len )
  75             bs_write_se( s, (int8_t)-list[zigzag[run]] );
  76     }
  77 }
  78
  79 void x264_sei_write( bs_t *s, uint8_t *payload, int payload_size, int payload_type )
  80 {
  81     int i;
  82
  83     bs_realign( s );
  84
  85     for( i = 0; i <= payload_type-255; i += 255 )
  86         bs_write( s, 8, 255 );
  87     bs_write( s, 8, payload_type-i );
  88
  89     for( i = 0; i <= payload_size-255; i += 255 )
  90         bs_write( s, 8, 255 );
  91     bs_write( s, 8, payload_size-i );
  92
  93     for( i = 0; i < payload_size; i++ )
  94         bs_write(s, 8, payload[i] );
  95
  96     bs_rbsp_trailing( s );
  97     bs_flush( s );
  98 }
  99
 100 void x264_sps_init( x264_sps_t *sps, int i_id, x264_param_t *param )
 101 {
 102     int csp = param->i_csp & X264_CSP_MASK;
 103
 104     sps->i_id = i_id;
 105     sps->i_mb_width = ( param->i_width + 15 ) / 16;
 106     sps->i_mb_height= ( param->i_height + 15 ) / 16;
 107     sps->i_chroma_format_idc = csp >= X264_CSP_I444 ? CHROMA_444 :
 108                                csp >= X264_CSP_I422 ? CHROMA_422 : CHROMA_420;
 109
 110     sps->b_qpprime_y_zero_transform_bypass = param->rc.i_rc_method == X264_RC_CQP && param->rc.i_qp_constant == 0;
 111     if( sps->b_qpprime_y_zero_transform_bypass || sps->i_chroma_format_idc == CHROMA_444 )
 112         sps->i_profile_idc  = PROFILE_HIGH444_PREDICTIVE;
 113     else if( sps->i_chroma_format_idc == CHROMA_422 )
 114         sps->i_profile_idc  = PROFILE_HIGH422;
 115     else if( BIT_DEPTH > 8 )
 116         sps->i_profile_idc  = PROFILE_HIGH10;
 117     else if( param->analyse.b_transform_8x8 || param->i_cqm_preset != X264_CQM_FLAT )
 118         sps->i_profile_idc  = PROFILE_HIGH;
 119     else if( param->b_cabac || param->i_bframe > 0 || param->b_interlaced || param->b_fake_interlaced || param->analyse.i_weighted_pred > 0 )
 120         sps->i_profile_idc  = PROFILE_MAIN;
 121     else
 122         sps->i_profile_idc  = PROFILE_BASELINE;
 123
 124     sps->b_constraint_set0  = sps->i_profile_idc == PROFILE_BASELINE;
 125     /* x264 doesn't support the features that are in Baseline and not in Main,
 126      * namely arbitrary_slice_order and slice_groups. */
 127     sps->b_constraint_set1  = sps->i_profile_idc <= PROFILE_MAIN;
 128     /* Never set constraint_set2, it is not necessary and not used in real world. */
 129     sps->b_constraint_set2  = 0;
 130     sps->b_constraint_set3  = 0;
 131
 132     sps->i_level_idc = param->i_level_idc;
 133     if( param->i_level_idc == 9 && ( sps->i_profile_idc >= PROFILE_BASELINE && sps->i_profile_idc <= PROFILE_EXTENDED ) )
 134     {
 135         sps->b_constraint_set3 = 1; /* level 1b with Baseline, Main or Extended profile is signalled via constraint_set3 */
 136         sps->i_level_idc      = 11;
 137     }
 138     /* Intra profiles */
 139     if( param->i_keyint_max == 1 && sps->i_profile_idc > PROFILE_HIGH )
 140         sps->b_constraint_set3 = 1;
 141
 142     sps->vui.i_num_reorder_frames = param->i_bframe_pyramid ? 2 : param->i_bframe ? 1 : 0;
 143     /* extra slot with pyramid so that we don't have to override the
 144      * order of forgetting old pictures */
 145     sps->vui.i_max_dec_frame_buffering =
 146     sps->i_num_ref_frames = X264_MIN(X264_REF_MAX, X264_MAX4(param->i_frame_reference, 1 + sps->vui.i_num_reorder_frames,
 147                             param->i_bframe_pyramid ? 4 : 1, param->i_dpb_size));
 148     sps->i_num_ref_frames -= param->i_bframe_pyramid == X264_B_PYRAMID_STRICT;
 149     if( param->i_keyint_max == 1 )
 150     {
 151         sps->i_num_ref_frames = 0;
 152         sps->vui.i_max_dec_frame_buffering = 0;
 153     }
 154
 155     /* number of refs + current frame */
 156     int max_frame_num = sps->vui.i_max_dec_frame_buffering * (!!param->i_bframe_pyramid+1) + 1;
 157     /* Intra refresh cannot write a recovery time greater than max frame num-1 */
 158     if( param->b_intra_refresh )
 159     {
 160         int time_to_recovery = X264_MIN( sps->i_mb_width - 1, param->i_keyint_max ) + param->i_bframe - 1;
 161         max_frame_num = X264_MAX( max_frame_num, time_to_recovery+1 );
 162     }
 163
 164     sps->i_log2_max_frame_num = 4;
 165     while( (1 << sps->i_log2_max_frame_num) <= max_frame_num )
 166         sps->i_log2_max_frame_num++;
 167
 168     sps->i_poc_type = param->i_bframe || param->b_interlaced ? 0 : 2;
 169     if( sps->i_poc_type == 0 )
 170     {
 171         int max_delta_poc = (param->i_bframe + 2) * (!!param->i_bframe_pyramid + 1) * 2;
 172         sps->i_log2_max_poc_lsb = 4;
 173         while( (1 << sps->i_log2_max_poc_lsb) <= max_delta_poc * 2 )
 174             sps->i_log2_max_poc_lsb++;
 175     }
 176
 177     sps->b_vui = 1;
 178
 179     sps->b_gaps_in_frame_num_value_allowed = 0;
 180     sps->b_frame_mbs_only = !(param->b_interlaced || param->b_fake_interlaced);
 181     if( !sps->b_frame_mbs_only )
 182         sps->i_mb_height = ( sps->i_mb_height + 1 ) & ~1;
 183     sps->b_mb_adaptive_frame_field = param->b_interlaced;
 184     sps->b_direct8x8_inference = 1;
 185
 186     sps->crop.i_left   = param->crop_rect.i_left;
 187     sps->crop.i_top    = param->crop_rect.i_top;
 188     sps->crop.i_right  = param->crop_rect.i_right + sps->i_mb_width*16 - param->i_width;
 189     sps->crop.i_bottom = (param->crop_rect.i_bottom + sps->i_mb_height*16 - param->i_height) >> !sps->b_frame_mbs_only;
 190     sps->b_crop = sps->crop.i_left  || sps->crop.i_top ||
 191                   sps->crop.i_right || sps->crop.i_bottom;
 192
 193     sps->vui.b_aspect_ratio_info_present = 0;
 194     if( param->vui.i_sar_width > 0 && param->vui.i_sar_height > 0 )
 195     {
 196         sps->vui.b_aspect_ratio_info_present = 1;
 197         sps->vui.i_sar_width = param->vui.i_sar_width;
 198         sps->vui.i_sar_height= param->vui.i_sar_height;
 199     }
 200
 201     sps->vui.b_overscan_info_present = param->vui.i_overscan > 0 && param->vui.i_overscan <= 2;
 202     if( sps->vui.b_overscan_info_present )
 203         sps->vui.b_overscan_info = ( param->vui.i_overscan == 2 ? 1 : 0 );
 204
 205     sps->vui.b_signal_type_present = 0;
 206     sps->vui.i_vidformat = ( param->vui.i_vidformat >= 0 && param->vui.i_vidformat <= 5 ? param->vui.i_vidformat : 5 );
 207     sps->vui.b_fullrange = ( param->vui.b_fullrange >= 0 && param->vui.b_fullrange <= 1 ? param->vui.b_fullrange :
 208                            ( csp >= X264_CSP_BGR ? 1 : 0 ) );
 209     sps->vui.b_color_description_present = 0;
 210
 211     sps->vui.i_colorprim = ( param->vui.i_colorprim >= 0 && param->vui.i_colorprim <=  8 ? param->vui.i_colorprim : 2 );
 212     sps->vui.i_transfer  = ( param->vui.i_transfer  >= 0 && param->vui.i_transfer  <= 10 ? param->vui.i_transfer  : 2 );
 213     sps->vui.i_colmatrix = ( param->vui.i_colmatrix >= 0 && param->vui.i_colmatrix <=  8 ? param->vui.i_colmatrix :
 214                            ( csp >= X264_CSP_BGR ? 0 : 2 ) );
 215     if( sps->vui.i_colorprim != 2 ||
 216         sps->vui.i_transfer  != 2 ||
 217         sps->vui.i_colmatrix != 2 )
 218     {
 219         sps->vui.b_color_description_present = 1;
 220     }
 221
 222     if( sps->vui.i_vidformat != 5 ||
 223         sps->vui.b_fullrange ||
 224         sps->vui.b_color_description_present )
 225     {
 226         sps->vui.b_signal_type_present = 1;
 227     }
 228
 229     /* FIXME: not sufficient for interlaced video */
 230     sps->vui.b_chroma_loc_info_present = param->vui.i_chroma_loc > 0 && param->vui.i_chroma_loc <= 5;
 231     if( sps->vui.b_chroma_loc_info_present )
 232     {
 233         sps->vui.i_chroma_loc_top = param->vui.i_chroma_loc;
 234         sps->vui.i_chroma_loc_bottom = param->vui.i_chroma_loc;
 235     }
 236
 237     sps->vui.b_timing_info_present = param->i_timebase_num > 0 && param->i_timebase_den > 0;
 238
 239     if( sps->vui.b_timing_info_present )
 240     {
 241         sps->vui.i_num_units_in_tick = param->i_timebase_num;
 242         sps->vui.i_time_scale = param->i_timebase_den * 2;
 243         sps->vui.b_fixed_frame_rate = !param->b_vfr_input;
 244     }
 245
 246     sps->vui.b_vcl_hrd_parameters_present = 0; // we don't support VCL HRD
 247     sps->vui.b_nal_hrd_parameters_present = !!param->i_nal_hrd;
 248     sps->vui.b_pic_struct_present = param->b_pic_struct;
 249
 250     // NOTE: HRD related parts of the SPS are initialised in x264_ratecontrol_init_reconfigurable
 251
 252     sps->vui.b_bitstream_restriction = 1;
 253     if( sps->vui.b_bitstream_restriction )
 254     {
 255         sps->vui.b_motion_vectors_over_pic_boundaries = 1;
 256         sps->vui.i_max_bytes_per_pic_denom = 0;
 257         sps->vui.i_max_bits_per_mb_denom = 0;
 258         sps->vui.i_log2_max_mv_length_horizontal =
 259         sps->vui.i_log2_max_mv_length_vertical = (int)log2f( X264_MAX( 1, param->analyse.i_mv_range*4-1 ) ) + 1;
 260     }
 261 }
 262
 263 void x264_sps_write( bs_t *s, x264_sps_t *sps )
 264 {
 265     bs_realign( s );
 266     bs_write( s, 8, sps->i_profile_idc );
 267     bs_write1( s, sps->b_constraint_set0 );
 268     bs_write1( s, sps->b_constraint_set1 );
 269     bs_write1( s, sps->b_constraint_set2 );
 270     bs_write1( s, sps->b_constraint_set3 );
 271
 272     bs_write( s, 4, 0 );    /* reserved */
 273
 274     bs_write( s, 8, sps->i_level_idc );
 275
 276     bs_write_ue( s, sps->i_id );
 277
 278     if( sps->i_profile_idc >= PROFILE_HIGH )
 279     {
 280         bs_write_ue( s, sps->i_chroma_format_idc );
 281         if( sps->i_chroma_format_idc == 3 )
 282             bs_write1( s, 0 ); // separate_colour_plane_flag
 283         bs_write_ue( s, BIT_DEPTH-8 ); // bit_depth_luma_minus8
 284         bs_write_ue( s, BIT_DEPTH-8 ); // bit_depth_chroma_minus8
 285         bs_write1( s, sps->b_qpprime_y_zero_transform_bypass );
 286         bs_write1( s, 0 ); // seq_scaling_matrix_present_flag
 287     }
 288
 289     bs_write_ue( s, sps->i_log2_max_frame_num - 4 );
 290     bs_write_ue( s, sps->i_poc_type );
 291     if( sps->i_poc_type == 0 )
 292         bs_write_ue( s, sps->i_log2_max_poc_lsb - 4 );
 293     bs_write_ue( s, sps->i_num_ref_frames );
 294     bs_write1( s, sps->b_gaps_in_frame_num_value_allowed );
 295     bs_write_ue( s, sps->i_mb_width - 1 );
 296     bs_write_ue( s, (sps->i_mb_height >> !sps->b_frame_mbs_only) - 1);
 297     bs_write1( s, sps->b_frame_mbs_only );
 298     if( !sps->b_frame_mbs_only )
 299         bs_write1( s, sps->b_mb_adaptive_frame_field );
 300     bs_write1( s, sps->b_direct8x8_inference );
 301
 302     bs_write1( s, sps->b_crop );
 303     if( sps->b_crop )
 304     {
 305         int h_shift = sps->i_chroma_format_idc == CHROMA_420 || sps->i_chroma_format_idc == CHROMA_422;
 306         int v_shift = sps->i_chroma_format_idc == CHROMA_420;
 307         bs_write_ue( s, sps->crop.i_left   >> h_shift );
 308         bs_write_ue( s, sps->crop.i_right  >> h_shift );
 309         bs_write_ue( s, sps->crop.i_top    >> v_shift );
 310         bs_write_ue( s, sps->crop.i_bottom >> v_shift );
 311     }
 312
 313     bs_write1( s, sps->b_vui );
 314     if( sps->b_vui )
 315     {
 316         bs_write1( s, sps->vui.b_aspect_ratio_info_present );
 317         if( sps->vui.b_aspect_ratio_info_present )
 318         {
 319             int i;
 320             static const struct { uint8_t w, h, sar; } sar[] =
 321             {
 322                 // aspect_ratio_idc = 0 -> unspecified
 323                 {  1,  1, 1 }, { 12, 11, 2 }, { 10, 11, 3 }, { 16, 11, 4 },
 324                 { 40, 33, 5 }, { 24, 11, 6 }, { 20, 11, 7 }, { 32, 11, 8 },
 325                 { 80, 33, 9 }, { 18, 11, 10}, { 15, 11, 11}, { 64, 33, 12},
 326                 {160, 99, 13}, {  4,  3, 14}, {  3,  2, 15}, {  2,  1, 16},
 327                 // aspect_ratio_idc = [17..254] -> reserved
 328                 { 0, 0, 255 }
 329             };
 330             for( i = 0; sar[i].sar != 255; i++ )
 331             {
 332                 if( sar[i].w == sps->vui.i_sar_width &&
 333                     sar[i].h == sps->vui.i_sar_height )
 334                     break;
 335             }
 336             bs_write( s, 8, sar[i].sar );
 337             if( sar[i].sar == 255 ) /* aspect_ratio_idc (extended) */
 338             {
 339                 bs_write( s, 16, sps->vui.i_sar_width );
 340                 bs_write( s, 16, sps->vui.i_sar_height );
 341             }
 342         }
 343
 344         bs_write1( s, sps->vui.b_overscan_info_present );
 345         if( sps->vui.b_overscan_info_present )
 346             bs_write1( s, sps->vui.b_overscan_info );
 347
 348         bs_write1( s, sps->vui.b_signal_type_present );
 349         if( sps->vui.b_signal_type_present )
 350         {
 351             bs_write( s, 3, sps->vui.i_vidformat );
 352             bs_write1( s, sps->vui.b_fullrange );
 353             bs_write1( s, sps->vui.b_color_description_present );
 354             if( sps->vui.b_color_description_present )
 355             {
 356                 bs_write( s, 8, sps->vui.i_colorprim );
 357                 bs_write( s, 8, sps->vui.i_transfer );
 358                 bs_write( s, 8, sps->vui.i_colmatrix );
 359             }
 360         }
 361
 362         bs_write1( s, sps->vui.b_chroma_loc_info_present );
 363         if( sps->vui.b_chroma_loc_info_present )
 364         {
 365             bs_write_ue( s, sps->vui.i_chroma_loc_top );
 366             bs_write_ue( s, sps->vui.i_chroma_loc_bottom );
 367         }
 368
 369         bs_write1( s, sps->vui.b_timing_info_present );
 370         if( sps->vui.b_timing_info_present )
 371         {
 372             bs_write32( s, sps->vui.i_num_units_in_tick );
 373             bs_write32( s, sps->vui.i_time_scale );
 374             bs_write1( s, sps->vui.b_fixed_frame_rate );
 375         }
 376
 377         bs_write1( s, sps->vui.b_nal_hrd_parameters_present );
 378         if( sps->vui.b_nal_hrd_parameters_present )
 379         {
 380             bs_write_ue( s, sps->vui.hrd.i_cpb_cnt - 1 );
 381             bs_write( s, 4, sps->vui.hrd.i_bit_rate_scale );
 382             bs_write( s, 4, sps->vui.hrd.i_cpb_size_scale );
 383
 384             bs_write_ue( s, sps->vui.hrd.i_bit_rate_value - 1 );
 385             bs_write_ue( s, sps->vui.hrd.i_cpb_size_value - 1 );
 386
 387             bs_write1( s, sps->vui.hrd.b_cbr_hrd );
 388
 389             bs_write( s, 5, sps->vui.hrd.i_initial_cpb_removal_delay_length - 1 );
 390             bs_write( s, 5, sps->vui.hrd.i_cpb_removal_delay_length - 1 );
 391             bs_write( s, 5, sps->vui.hrd.i_dpb_output_delay_length - 1 );
 392             bs_write( s, 5, sps->vui.hrd.i_time_offset_length );
 393         }
 394
 395         bs_write1( s, sps->vui.b_vcl_hrd_parameters_present );
 396
 397         if( sps->vui.b_nal_hrd_parameters_present || sps->vui.b_vcl_hrd_parameters_present )
 398             bs_write1( s, 0 );   /* low_delay_hrd_flag */
 399
 400         bs_write1( s, sps->vui.b_pic_struct_present );
 401         bs_write1( s, sps->vui.b_bitstream_restriction );
 402         if( sps->vui.b_bitstream_restriction )
 403         {
 404             bs_write1( s, sps->vui.b_motion_vectors_over_pic_boundaries );
 405             bs_write_ue( s, sps->vui.i_max_bytes_per_pic_denom );
 406             bs_write_ue( s, sps->vui.i_max_bits_per_mb_denom );
 407             bs_write_ue( s, sps->vui.i_log2_max_mv_length_horizontal );
 408             bs_write_ue( s, sps->vui.i_log2_max_mv_length_vertical );
 409             bs_write_ue( s, sps->vui.i_num_reorder_frames );
 410             bs_write_ue( s, sps->vui.i_max_dec_frame_buffering );
 411         }
 412     }
 413
 414     bs_rbsp_trailing( s );
 415     bs_flush( s );
 416 }
 417
 418 void x264_pps_init( x264_pps_t *pps, int i_id, x264_param_t *param, x264_sps_t *sps )
 419 {
 420     pps->i_id = i_id;
 421     pps->i_sps_id = sps->i_id;
 422     pps->b_cabac = param->b_cabac;
 423
 424     pps->b_pic_order = param->b_interlaced;
 425     pps->i_num_slice_groups = 1;
 426
 427     pps->i_num_ref_idx_l0_default_active = param->i_frame_reference;
 428     pps->i_num_ref_idx_l1_default_active = 1;
 429
 430     pps->b_weighted_pred = param->analyse.i_weighted_pred > 0;
 431     pps->b_weighted_bipred = param->analyse.b_weighted_bipred ? 2 : 0;
 432
 433     pps->i_pic_init_qp = param->rc.i_rc_method == X264_RC_ABR ? 26 + QP_BD_OFFSET : SPEC_QP( param->rc.i_qp_constant );
 434     pps->i_pic_init_qs = 26 + QP_BD_OFFSET;
 435
 436     pps->i_chroma_qp_index_offset = param->analyse.i_chroma_qp_offset;
 437     pps->b_deblocking_filter_control = 1;
 438     pps->b_constrained_intra_pred = param->b_constrained_intra;
 439     pps->b_redundant_pic_cnt = 0;
 440
 441     pps->b_transform_8x8_mode = param->analyse.b_transform_8x8 ? 1 : 0;
 442
 443     pps->i_cqm_preset = param->i_cqm_preset;
 444
 445     switch( pps->i_cqm_preset )
 446     {
 447     case X264_CQM_FLAT:
 448         for( int i = 0; i < 8; i++ )
 449             pps->scaling_list[i] = x264_cqm_flat16;
 450         break;
 451     case X264_CQM_JVT:
 452         for( int i = 0; i < 8; i++ )
 453             pps->scaling_list[i] = x264_cqm_jvt[i];
 454         break;
 455     case X264_CQM_CUSTOM:
 456         /* match the transposed DCT & zigzag */
 457         transpose( param->cqm_4iy, 4 );
 458         transpose( param->cqm_4py, 4 );
 459         transpose( param->cqm_4ic, 4 );
 460         transpose( param->cqm_4pc, 4 );
 461         transpose( param->cqm_8iy, 8 );
 462         transpose( param->cqm_8py, 8 );
 463         transpose( param->cqm_8ic, 8 );
 464         transpose( param->cqm_8pc, 8 );
 465         pps->scaling_list[CQM_4IY] = param->cqm_4iy;
 466         pps->scaling_list[CQM_4PY] = param->cqm_4py;
 467         pps->scaling_list[CQM_4IC] = param->cqm_4ic;
 468         pps->scaling_list[CQM_4PC] = param->cqm_4pc;
 469         pps->scaling_list[CQM_8IY+4] = param->cqm_8iy;
 470         pps->scaling_list[CQM_8PY+4] = param->cqm_8py;
 471         pps->scaling_list[CQM_8IC+4] = param->cqm_8ic;
 472         pps->scaling_list[CQM_8PC+4] = param->cqm_8pc;
 473         for( int i = 0; i < 8; i++ )
 474             for( int j = 0; j < (i < 4 ? 16 : 64); j++ )
 475                 if( pps->scaling_list[i][j] == 0 )
 476                     pps->scaling_list[i] = x264_cqm_jvt[i];
 477         break;
 478     }
 479 }
 480
 481 void x264_pps_write( bs_t *s, x264_sps_t *sps, x264_pps_t *pps )
 482 {
 483     bs_realign( s );
 484     bs_write_ue( s, pps->i_id );
 485     bs_write_ue( s, pps->i_sps_id );
 486
 487     bs_write1( s, pps->b_cabac );
 488     bs_write1( s, pps->b_pic_order );
 489     bs_write_ue( s, pps->i_num_slice_groups - 1 );
 490
 491     bs_write_ue( s, pps->i_num_ref_idx_l0_default_active - 1 );
 492     bs_write_ue( s, pps->i_num_ref_idx_l1_default_active - 1 );
 493     bs_write1( s, pps->b_weighted_pred );
 494     bs_write( s, 2, pps->b_weighted_bipred );
 495
 496     bs_write_se( s, pps->i_pic_init_qp - 26 - QP_BD_OFFSET );
 497     bs_write_se( s, pps->i_pic_init_qs - 26 - QP_BD_OFFSET );
 498     bs_write_se( s, pps->i_chroma_qp_index_offset );
 499
 500     bs_write1( s, pps->b_deblocking_filter_control );
 501     bs_write1( s, pps->b_constrained_intra_pred );
 502     bs_write1( s, pps->b_redundant_pic_cnt );
 503
 504     if( pps->b_transform_8x8_mode || pps->i_cqm_preset != X264_CQM_FLAT )
 505     {
 506         bs_write1( s, pps->b_transform_8x8_mode );
 507         bs_write1( s, (pps->i_cqm_preset != X264_CQM_FLAT) );
 508         if( pps->i_cqm_preset != X264_CQM_FLAT )
 509         {
 510             scaling_list_write( s, pps, CQM_4IY );
 511             scaling_list_write( s, pps, CQM_4IC );
 512             bs_write1( s, 0 ); // Cr = Cb
 513             scaling_list_write( s, pps, CQM_4PY );
 514             scaling_list_write( s, pps, CQM_4PC );
 515             bs_write1( s, 0 ); // Cr = Cb
 516             if( pps->b_transform_8x8_mode )
 517             {
 518                 if( sps->i_chroma_format_idc == 3 )
 519                 {
 520                     scaling_list_write( s, pps, CQM_8IY+4 );
 521                     scaling_list_write( s, pps, CQM_8IC+4 );
 522                     bs_write1( s, 0 ); // Cr = Cb
 523                     scaling_list_write( s, pps, CQM_8PY+4 );
 524                     scaling_list_write( s, pps, CQM_8PC+4 );
 525                     bs_write1( s, 0 ); // Cr = Cb
 526                 }
 527                 else
 528                 {
 529                     scaling_list_write( s, pps, CQM_8IY+4 );
 530                     scaling_list_write( s, pps, CQM_8PY+4 );
 531                 }
 532             }
 533         }
 534         bs_write_se( s, pps->i_chroma_qp_index_offset );
 535     }
 536
 537     bs_rbsp_trailing( s );
 538     bs_flush( s );
 539 }
 540
 541 void x264_sei_recovery_point_write( x264_t *h, bs_t *s, int recovery_frame_cnt )
 542 {
 543     bs_t q;
 544     uint8_t tmp_buf[100];
 545     bs_init( &q, tmp_buf, 100 );
 546
 547     bs_realign( &q );
 548
 549     bs_write_ue( &q, recovery_frame_cnt ); // recovery_frame_cnt
 550     bs_write1( &q, 1 );   //exact_match_flag 1
 551     bs_write1( &q, 0 );   //broken_link_flag 0
 552     bs_write( &q, 2, 0 ); //changing_slice_group 0
 553
 554     bs_align_10( &q );
 555     bs_flush( &q );
 556
 557     x264_sei_write( s, tmp_buf, bs_pos( &q ) / 8, SEI_RECOVERY_POINT );
 558 }
 559
 560 int x264_sei_version_write( x264_t *h, bs_t *s )
 561 {
 562     // random ID number generated according to ISO-11578
 563     static const uint8_t uuid[16] =
 564     {
 565         0xdc, 0x45, 0xe9, 0xbd, 0xe6, 0xd9, 0x48, 0xb7,
 566         0x96, 0x2c, 0xd8, 0x20, 0xd9, 0x23, 0xee, 0xef
 567     };
 568     char *opts = x264_param2string( &h->param, 0 );
 569     char *payload;
 570     int length;
 571
 572     if( !opts )
 573         return -1;
 574     CHECKED_MALLOC( payload, 200 + strlen( opts ) );
 575
 576     memcpy( payload, uuid, 16 );
 577     sprintf( payload+16, "x264 - core %d%s - H.264/MPEG-4 AVC codec - "
 578              "Copy%s 2003-2011 - http://www.videolan.org/x264.html - options: %s",
 579              X264_BUILD, X264_VERSION, HAVE_GPL?"left":"right", opts );
 580     length = strlen(payload)+1;
 581
 582     x264_sei_write( s, (uint8_t *)payload, length, SEI_USER_DATA_UNREGISTERED );
 583
 584     x264_free( opts );
 585     x264_free( payload );
 586     return 0;
 587 fail:
 588     x264_free( opts );
 589     return -1;
 590 }
 591
 592 void x264_sei_buffering_period_write( x264_t *h, bs_t *s )
 593 {
 594     x264_sps_t *sps = h->sps;
 595     bs_t q;
 596     uint8_t tmp_buf[100];
 597     bs_init( &q, tmp_buf, 100 );
 598
 599     bs_realign( &q );
 600     bs_write_ue( &q, sps->i_id );
 601
 602     if( sps->vui.b_nal_hrd_parameters_present )
 603     {
 604         bs_write( &q, sps->vui.hrd.i_initial_cpb_removal_delay_length, h->initial_cpb_removal_delay );
 605         bs_write( &q, sps->vui.hrd.i_initial_cpb_removal_delay_length, h->initial_cpb_removal_delay_offset );
 606     }
 607
 608     bs_align_10( &q );
 609     bs_flush( &q );
 610
 611     x264_sei_write( s, tmp_buf, bs_pos( &q ) / 8, SEI_BUFFERING_PERIOD );
 612 }
 613
 614 void x264_sei_pic_timing_write( x264_t *h, bs_t *s )
 615 {
 616     x264_sps_t *sps = h->sps;
 617     bs_t q;
 618     uint8_t tmp_buf[100];
 619     bs_init( &q, tmp_buf, 100 );
 620
 621     bs_realign( &q );
 622
 623     if( sps->vui.b_nal_hrd_parameters_present || sps->vui.b_vcl_hrd_parameters_present )
 624     {
 625         bs_write( &q, sps->vui.hrd.i_cpb_removal_delay_length, h->fenc->i_cpb_delay - h->i_cpb_delay_pir_offset );
 626         bs_write( &q, sps->vui.hrd.i_dpb_output_delay_length, h->fenc->i_dpb_output_delay );
 627     }
 628
 629     if( sps->vui.b_pic_struct_present )
 630     {
 631         bs_write( &q, 4, h->fenc->i_pic_struct-1 ); // We use index 0 for "Auto"
 632
 633         // These clock timestamps are not standardised so we don't set them
 634         // They could be time of origin, capture or alternative ideal display
 635         for( int i = 0; i < num_clock_ts[h->fenc->i_pic_struct]; i++ )
 636             bs_write1( &q, 0 ); // clock_timestamp_flag
 637     }
 638
 639     bs_align_10( &q );
 640     bs_flush( &q );
 641
 642     x264_sei_write( s, tmp_buf, bs_pos( &q ) / 8, SEI_PIC_TIMING );
 643 }
 644
 645 void x264_sei_frame_packing_write( x264_t *h, bs_t *s )
 646 {
 647     int quincunx_sampling_flag = h->param.i_frame_packing == 0;
 648     bs_t q;
 649     uint8_t tmp_buf[100];
 650     bs_init( &q, tmp_buf, 100 );
 651
 652     bs_realign( &q );
 653
 654     bs_write_ue( &q, 0 );                         // frame_packing_arrangement_id
 655     bs_write1( &q, 0 );                           // frame_packing_arrangement_cancel_flag
 656     bs_write ( &q, 7, h->param.i_frame_packing ); // frame_packing_arrangement_type
 657     bs_write1( &q, quincunx_sampling_flag );      // quincunx_sampling_flag
 658
 659     // 0: views are unrelated, 1: left view is on the left, 2: left view is on the right
 660     bs_write ( &q, 6, 1 );                        // content_interpretation_type
 661
 662     bs_write1( &q, 0 );                           // spatial_flipping_flag
 663     bs_write1( &q, 0 );                           // frame0_flipped_flag
 664     bs_write1( &q, 0 );                           // field_views_flag
 665     bs_write1( &q, h->param.i_frame_packing == 5 && !(h->fenc->i_frame&1) ); // current_frame_is_frame0_flag
 666     bs_write1( &q, 0 );                           // frame0_self_contained_flag
 667     bs_write1( &q, 0 );                           // frame1_self_contained_flag
 668     if ( quincunx_sampling_flag == 0 && h->param.i_frame_packing != 5 )
 669     {
 670         bs_write( &q, 4, 0 );                     // frame0_grid_position_x
 671         bs_write( &q, 4, 0 );                     // frame0_grid_position_y
 672         bs_write( &q, 4, 0 );                     // frame1_grid_position_x
 673         bs_write( &q, 4, 0 );                     // frame1_grid_position_y
 674     }
 675     bs_write( &q, 8, 0 );                         // frame_packing_arrangement_reserved_byte
 676     bs_write_ue( &q, 1 );                         // frame_packing_arrangement_repetition_period
 677     bs_write1( &q, 0 );                           // frame_packing_arrangement_extension_flag
 678
 679     bs_align_10( &q );
 680     bs_flush( &q );
 681
 682     x264_sei_write( s, tmp_buf, bs_pos( &q ) / 8, SEI_FRAME_PACKING );
 683 }
 684
 685 void x264_filler_write( x264_t *h, bs_t *s, int filler )
 686 {
 687     bs_realign( s );
 688
 689     for( int i = 0; i < filler; i++ )
 690         bs_write( s, 8, 0xff );
 691
 692     bs_rbsp_trailing( s );
 693     bs_flush( s );
 694 }
 695
 696 void x264_sei_dec_ref_pic_marking_write( x264_t *h, bs_t *s )
 697 {
 698     x264_slice_header_t *sh = &h->sh_backup;
 699     bs_t q;
 700     uint8_t tmp_buf[100];
 701     bs_init( &q, tmp_buf, 100 );
 702
 703     bs_realign( &q );
 704
 705     /* We currently only use this for repeating B-refs, as required by Blu-ray. */
 706     bs_write1( &q, 0 );                 //original_idr_flag
 707     bs_write_ue( &q, sh->i_frame_num ); //original_frame_num
 708     if( !h->sps->b_frame_mbs_only )
 709         bs_write1( &q, 0 );             //original_field_pic_flag
 710
 711     bs_write1( &q, sh->i_mmco_command_count > 0 );
 712     if( sh->i_mmco_command_count > 0 )
 713     {
 714         for( int i = 0; i < sh->i_mmco_command_count; i++ )
 715         {
 716             bs_write_ue( &q, 1 );
 717             bs_write_ue( &q, sh->mmco[i].i_difference_of_pic_nums - 1 );
 718         }
 719         bs_write_ue( &q, 0 );
 720     }
 721
 722     bs_align_10( &q );
 723     bs_flush( &q );
 724
 725     x264_sei_write( s, tmp_buf, bs_pos( &q ) / 8, SEI_DEC_REF_PIC_MARKING );
 726 }
 727
 728 const x264_level_t x264_levels[] =
 729 {
 730     { 10,   1485,    99,   152064,     64,    175,  64, 64,  0, 2, 0, 0, 1 },
 731     {  9,   1485,    99,   152064,    128,    350,  64, 64,  0, 2, 0, 0, 1 }, /* "1b" */
 732     { 11,   3000,   396,   345600,    192,    500, 128, 64,  0, 2, 0, 0, 1 },
 733     { 12,   6000,   396,   912384,    384,   1000, 128, 64,  0, 2, 0, 0, 1 },
 734     { 13,  11880,   396,   912384,    768,   2000, 128, 64,  0, 2, 0, 0, 1 },
 735     { 20,  11880,   396,   912384,   2000,   2000, 128, 64,  0, 2, 0, 0, 1 },
 736     { 21,  19800,   792,  1824768,   4000,   4000, 256, 64,  0, 2, 0, 0, 0 },
 737     { 22,  20250,  1620,  3110400,   4000,   4000, 256, 64,  0, 2, 0, 0, 0 },
 738     { 30,  40500,  1620,  3110400,  10000,  10000, 256, 32, 22, 2, 0, 1, 0 },
 739     { 31, 108000,  3600,  6912000,  14000,  14000, 512, 16, 60, 4, 1, 1, 0 },
 740     { 32, 216000,  5120,  7864320,  20000,  20000, 512, 16, 60, 4, 1, 1, 0 },
 741     { 40, 245760,  8192, 12582912,  20000,  25000, 512, 16, 60, 4, 1, 1, 0 },
 742     { 41, 245760,  8192, 12582912,  50000,  62500, 512, 16, 24, 2, 1, 1, 0 },
 743     { 42, 522240,  8704, 13369344,  50000,  62500, 512, 16, 24, 2, 1, 1, 1 },
 744     { 50, 589824, 22080, 42393600, 135000, 135000, 512, 16, 24, 2, 1, 1, 1 },
 745     { 51, 983040, 36864, 70778880, 240000, 240000, 512, 16, 24, 2, 1, 1, 1 },
 746     { 0 }
 747 };
 748
 749 #define ERROR(...)\
 750 {\
 751     if( verbose )\
 752         x264_log( h, X264_LOG_WARNING, __VA_ARGS__ );\
 753     ret = 1;\
 754 }
 755
 756 int x264_validate_levels( x264_t *h, int verbose )
 757 {
 758     int ret = 0;
 759     int mbs = h->sps->i_mb_width * h->sps->i_mb_height;
 760     int dpb = mbs * 384 * h->sps->vui.i_max_dec_frame_buffering;
 761     int cbp_factor = h->sps->i_profile_idc>=PROFILE_HIGH422 ? 16 :
 762                      h->sps->i_profile_idc==PROFILE_HIGH10 ? 12 :
 763                      h->sps->i_profile_idc==PROFILE_HIGH ? 5 : 4;
 764
 765     const x264_level_t *l = x264_levels;
 766     while( l->level_idc != 0 && l->level_idc != h->param.i_level_idc )
 767         l++;
 768
 769     if( l->frame_size < mbs
 770         || l->frame_size*8 < h->sps->i_mb_width * h->sps->i_mb_width
 771         || l->frame_size*8 < h->sps->i_mb_height * h->sps->i_mb_height )
 772         ERROR( "frame MB size (%dx%d) > level limit (%d)\n",
 773                h->sps->i_mb_width, h->sps->i_mb_height, l->frame_size );
 774     if( dpb > l->dpb )
 775         ERROR( "DPB size (%d frames, %d bytes) > level limit (%d frames, %d bytes)\n",
 776                 h->sps->vui.i_max_dec_frame_buffering, dpb, (int)(l->dpb / (384*mbs)), l->dpb );
 777
 778 #define CHECK( name, limit, val ) \
 779     if( (val) > (limit) ) \
 780         ERROR( name " (%d) > level limit (%d)\n", (int)(val), (limit) );
 781
 782     CHECK( "VBV bitrate", (l->bitrate * cbp_factor) / 4, h->param.rc.i_vbv_max_bitrate );
 783     CHECK( "VBV buffer", (l->cpb * cbp_factor) / 4, h->param.rc.i_vbv_buffer_size );
 784     CHECK( "MV range", l->mv_range, h->param.analyse.i_mv_range );
 785     CHECK( "interlaced", !l->frame_only, h->param.b_interlaced );
 786     CHECK( "fake interlaced", !l->frame_only, h->param.b_fake_interlaced );
 787
 788     if( h->param.i_fps_den > 0 )
 789         CHECK( "MB rate", l->mbps, (int64_t)mbs * h->param.i_fps_num / h->param.i_fps_den );
 790
 791     /* TODO check the rest of the limits */
 792     return ret;
 793 }