Fix HRD with intra-refresh
[x262.git] / encoder / set.c
1 /*****************************************************************************
2  * set: header writing
3  *****************************************************************************
4  * Copyright (C) 2003-2010 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 <math.h>
28
29 #include "common/common.h"
30 #include "set.h"
31
32 #define bs_write_ue bs_write_ue_big
33
34 // Indexed by pic_struct values
35 static const uint8_t num_clock_ts[10] = { 0, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 2, 3 };
36
37 static void transpose( uint8_t *buf, int w )
38 {
39     for( int i = 0; i < w; i++ )
40         for( int j = 0; j < i; j++ )
41             XCHG( uint8_t, buf[w*i+j], buf[w*j+i] );
42 }
43
44 static void scaling_list_write( bs_t *s, x264_pps_t *pps, int idx )
45 {
46     const int len = idx<4 ? 16 : 64;
47     const uint8_t *zigzag = idx<4 ? x264_zigzag_scan4[0] : x264_zigzag_scan8[0];
48     const uint8_t *list = pps->scaling_list[idx];
49     const uint8_t *def_list = (idx==CQM_4IC) ? pps->scaling_list[CQM_4IY]
50                             : (idx==CQM_4PC) ? pps->scaling_list[CQM_4PY]
51                             : x264_cqm_jvt[idx];
52     if( !memcmp( list, def_list, len ) )
53         bs_write( s, 1, 0 ); // scaling_list_present_flag
54     else if( !memcmp( list, x264_cqm_jvt[idx], len ) )
55     {
56         bs_write( s, 1, 1 ); // scaling_list_present_flag
57         bs_write_se( s, -8 ); // use jvt list
58     }
59     else
60     {
61         int run;
62         bs_write( s, 1, 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     sps->i_id = i_id;
103     sps->i_mb_width = ( param->i_width + 15 ) / 16;
104     sps->i_mb_height= ( param->i_height + 15 ) / 16;
105
106     sps->b_qpprime_y_zero_transform_bypass = param->rc.i_rc_method == X264_RC_CQP && param->rc.i_qp_constant == 0;
107     if( sps->b_qpprime_y_zero_transform_bypass )
108         sps->i_profile_idc  = PROFILE_HIGH444_PREDICTIVE;
109     else if( BIT_DEPTH > 8 )
110         sps->i_profile_idc  = PROFILE_HIGH10;
111     else if( param->analyse.b_transform_8x8 || param->i_cqm_preset != X264_CQM_FLAT )
112         sps->i_profile_idc  = PROFILE_HIGH;
113     else if( param->b_cabac || param->i_bframe > 0 || param->b_interlaced || param->b_fake_interlaced || param->analyse.i_weighted_pred > 0 )
114         sps->i_profile_idc  = PROFILE_MAIN;
115     else
116         sps->i_profile_idc  = PROFILE_BASELINE;
117
118     sps->b_constraint_set0  = sps->i_profile_idc == PROFILE_BASELINE;
119     /* x264 doesn't support the features that are in Baseline and not in Main,
120      * namely arbitrary_slice_order and slice_groups. */
121     sps->b_constraint_set1  = sps->i_profile_idc <= PROFILE_MAIN;
122     /* Never set constraint_set2, it is not necessary and not used in real world. */
123     sps->b_constraint_set2  = 0;
124     sps->b_constraint_set3  = 0;
125
126     sps->i_level_idc = param->i_level_idc;
127     if( param->i_level_idc == 9 && ( sps->i_profile_idc >= PROFILE_BASELINE && sps->i_profile_idc <= PROFILE_EXTENDED ) )
128     {
129         sps->b_constraint_set3 = 1; /* level 1b with Baseline, Main or Extended profile is signalled via constraint_set3 */
130         sps->i_level_idc      = 11;
131     }
132     /* High 10 Intra profile */
133     if( param->i_keyint_max == 1 && sps->i_profile_idc == PROFILE_HIGH10 )
134         sps->b_constraint_set3 = 1;
135
136     sps->vui.i_num_reorder_frames = param->i_bframe_pyramid ? 2 : param->i_bframe ? 1 : 0;
137     /* extra slot with pyramid so that we don't have to override the
138      * order of forgetting old pictures */
139     sps->vui.i_max_dec_frame_buffering =
140     sps->i_num_ref_frames = X264_MIN(X264_REF_MAX, X264_MAX4(param->i_frame_reference, 1 + sps->vui.i_num_reorder_frames,
141                             param->i_bframe_pyramid ? 4 : 1, param->i_dpb_size));
142     sps->i_num_ref_frames -= param->i_bframe_pyramid == X264_B_PYRAMID_STRICT;
143     if( param->i_keyint_max == 1 )
144     {
145         sps->i_num_ref_frames = 0;
146         sps->vui.i_max_dec_frame_buffering = 0;
147     }
148
149     /* number of refs + current frame */
150     int max_frame_num = sps->vui.i_max_dec_frame_buffering * (!!param->i_bframe_pyramid+1) + 1;
151     /* Intra refresh cannot write a recovery time greater than max frame num-1 */
152     if( param->b_intra_refresh )
153     {
154         int time_to_recovery = X264_MIN( sps->i_mb_width - 1, param->i_keyint_max ) + param->i_bframe - 1;
155         max_frame_num = X264_MAX( max_frame_num, time_to_recovery+1 );
156     }
157
158     sps->i_log2_max_frame_num = 4;
159     while( (1 << sps->i_log2_max_frame_num) <= max_frame_num )
160         sps->i_log2_max_frame_num++;
161
162     sps->i_poc_type = param->i_bframe ? 0 : 2;
163     if( sps->i_poc_type == 0 )
164     {
165         int max_delta_poc = (param->i_bframe + 2) * (!!param->i_bframe_pyramid + 1) * 2;
166         sps->i_log2_max_poc_lsb = 4;
167         while( (1 << sps->i_log2_max_poc_lsb) <= max_delta_poc * 2 )
168             sps->i_log2_max_poc_lsb++;
169     }
170     else if( sps->i_poc_type == 1 )
171     {
172         int i;
173
174         /* FIXME */
175         sps->b_delta_pic_order_always_zero = 1;
176         sps->i_offset_for_non_ref_pic = 0;
177         sps->i_offset_for_top_to_bottom_field = 0;
178         sps->i_num_ref_frames_in_poc_cycle = 0;
179
180         for( i = 0; i < sps->i_num_ref_frames_in_poc_cycle; i++ )
181         {
182             sps->i_offset_for_ref_frame[i] = 0;
183         }
184     }
185
186     sps->b_vui = 1;
187
188     sps->b_gaps_in_frame_num_value_allowed = 0;
189     sps->b_frame_mbs_only = !(param->b_interlaced || param->b_fake_interlaced);
190     if( !sps->b_frame_mbs_only )
191         sps->i_mb_height = ( sps->i_mb_height + 1 ) & ~1;
192     sps->b_mb_adaptive_frame_field = param->b_interlaced;
193     sps->b_direct8x8_inference = 1;
194
195     sps->crop.i_left   = 0;
196     sps->crop.i_top    = 0;
197     sps->crop.i_right  = sps->i_mb_width*16 - param->i_width;
198     sps->crop.i_bottom = (sps->i_mb_height*16 - param->i_height) >> !sps->b_frame_mbs_only;
199     sps->b_crop = sps->crop.i_left  || sps->crop.i_top ||
200                   sps->crop.i_right || sps->crop.i_bottom;
201
202     sps->vui.b_aspect_ratio_info_present = 0;
203     if( param->vui.i_sar_width > 0 && param->vui.i_sar_height > 0 )
204     {
205         sps->vui.b_aspect_ratio_info_present = 1;
206         sps->vui.i_sar_width = param->vui.i_sar_width;
207         sps->vui.i_sar_height= param->vui.i_sar_height;
208     }
209
210     sps->vui.b_overscan_info_present = ( param->vui.i_overscan ? 1 : 0 );
211     if( sps->vui.b_overscan_info_present )
212         sps->vui.b_overscan_info = ( param->vui.i_overscan == 2 ? 1 : 0 );
213
214     sps->vui.b_signal_type_present = 0;
215     sps->vui.i_vidformat = ( param->vui.i_vidformat <= 5 ? param->vui.i_vidformat : 5 );
216     sps->vui.b_fullrange = ( param->vui.b_fullrange ? 1 : 0 );
217     sps->vui.b_color_description_present = 0;
218
219     sps->vui.i_colorprim = ( param->vui.i_colorprim <=  9 ? param->vui.i_colorprim : 2 );
220     sps->vui.i_transfer  = ( param->vui.i_transfer  <= 11 ? param->vui.i_transfer  : 2 );
221     sps->vui.i_colmatrix = ( param->vui.i_colmatrix <=  9 ? param->vui.i_colmatrix : 2 );
222     if( sps->vui.i_colorprim != 2 ||
223         sps->vui.i_transfer  != 2 ||
224         sps->vui.i_colmatrix != 2 )
225     {
226         sps->vui.b_color_description_present = 1;
227     }
228
229     if( sps->vui.i_vidformat != 5 ||
230         sps->vui.b_fullrange ||
231         sps->vui.b_color_description_present )
232     {
233         sps->vui.b_signal_type_present = 1;
234     }
235
236     /* FIXME: not sufficient for interlaced video */
237     sps->vui.b_chroma_loc_info_present = ( param->vui.i_chroma_loc ? 1 : 0 );
238     if( sps->vui.b_chroma_loc_info_present )
239     {
240         sps->vui.i_chroma_loc_top = param->vui.i_chroma_loc;
241         sps->vui.i_chroma_loc_bottom = param->vui.i_chroma_loc;
242     }
243
244     sps->vui.b_timing_info_present = param->i_timebase_num > 0 && param->i_timebase_den > 0;
245
246     if( sps->vui.b_timing_info_present )
247     {
248         sps->vui.i_num_units_in_tick = param->i_timebase_num;
249         sps->vui.i_time_scale = param->i_timebase_den * 2;
250         sps->vui.b_fixed_frame_rate = !param->b_vfr_input;
251     }
252
253     sps->vui.b_vcl_hrd_parameters_present = 0; // we don't support VCL HRD
254     sps->vui.b_nal_hrd_parameters_present = !!param->i_nal_hrd;
255     sps->vui.b_pic_struct_present = param->b_pic_struct;
256
257     // NOTE: HRD related parts of the SPS are initialised in x264_ratecontrol_init_reconfigurable
258
259     sps->vui.b_bitstream_restriction = 1;
260     if( sps->vui.b_bitstream_restriction )
261     {
262         sps->vui.b_motion_vectors_over_pic_boundaries = 1;
263         sps->vui.i_max_bytes_per_pic_denom = 0;
264         sps->vui.i_max_bits_per_mb_denom = 0;
265         sps->vui.i_log2_max_mv_length_horizontal =
266         sps->vui.i_log2_max_mv_length_vertical = (int)log2f( X264_MAX( 1, param->analyse.i_mv_range*4-1 ) ) + 1;
267     }
268 }
269
270 void x264_sps_write( bs_t *s, x264_sps_t *sps )
271 {
272     bs_realign( s );
273     bs_write( s, 8, sps->i_profile_idc );
274     bs_write( s, 1, sps->b_constraint_set0 );
275     bs_write( s, 1, sps->b_constraint_set1 );
276     bs_write( s, 1, sps->b_constraint_set2 );
277     bs_write( s, 1, sps->b_constraint_set3 );
278
279     bs_write( s, 4, 0 );    /* reserved */
280
281     bs_write( s, 8, sps->i_level_idc );
282
283     bs_write_ue( s, sps->i_id );
284
285     if( sps->i_profile_idc >= PROFILE_HIGH )
286     {
287         bs_write_ue( s, 1 ); // chroma_format_idc = 4:2:0
288         bs_write_ue( s, BIT_DEPTH-8 ); // bit_depth_luma_minus8
289         bs_write_ue( s, BIT_DEPTH-8 ); // bit_depth_chroma_minus8
290         bs_write( s, 1, sps->b_qpprime_y_zero_transform_bypass );
291         bs_write( s, 1, 0 ); // seq_scaling_matrix_present_flag
292     }
293
294     bs_write_ue( s, sps->i_log2_max_frame_num - 4 );
295     bs_write_ue( s, sps->i_poc_type );
296     if( sps->i_poc_type == 0 )
297     {
298         bs_write_ue( s, sps->i_log2_max_poc_lsb - 4 );
299     }
300     else if( sps->i_poc_type == 1 )
301     {
302         bs_write( s, 1, sps->b_delta_pic_order_always_zero );
303         bs_write_se( s, sps->i_offset_for_non_ref_pic );
304         bs_write_se( s, sps->i_offset_for_top_to_bottom_field );
305         bs_write_ue( s, sps->i_num_ref_frames_in_poc_cycle );
306
307         for( int i = 0; i < sps->i_num_ref_frames_in_poc_cycle; i++ )
308             bs_write_se( s, sps->i_offset_for_ref_frame[i] );
309     }
310     bs_write_ue( s, sps->i_num_ref_frames );
311     bs_write( s, 1, sps->b_gaps_in_frame_num_value_allowed );
312     bs_write_ue( s, sps->i_mb_width - 1 );
313     bs_write_ue( s, (sps->i_mb_height >> !sps->b_frame_mbs_only) - 1);
314     bs_write( s, 1, sps->b_frame_mbs_only );
315     if( !sps->b_frame_mbs_only )
316         bs_write( s, 1, sps->b_mb_adaptive_frame_field );
317     bs_write( s, 1, sps->b_direct8x8_inference );
318
319     bs_write( s, 1, sps->b_crop );
320     if( sps->b_crop )
321     {
322         bs_write_ue( s, sps->crop.i_left   / 2 );
323         bs_write_ue( s, sps->crop.i_right  / 2 );
324         bs_write_ue( s, sps->crop.i_top    / 2 );
325         bs_write_ue( s, sps->crop.i_bottom / 2 );
326     }
327
328     bs_write( s, 1, sps->b_vui );
329     if( sps->b_vui )
330     {
331         bs_write1( s, sps->vui.b_aspect_ratio_info_present );
332         if( sps->vui.b_aspect_ratio_info_present )
333         {
334             int i;
335             static const struct { uint8_t w, h, sar; } sar[] =
336             {
337                 { 1,   1, 1 }, { 12, 11, 2 }, { 10, 11, 3 }, { 16, 11, 4 },
338                 { 40, 33, 5 }, { 24, 11, 6 }, { 20, 11, 7 }, { 32, 11, 8 },
339                 { 80, 33, 9 }, { 18, 11, 10}, { 15, 11, 11}, { 64, 33, 12},
340                 { 160,99, 13}, { 0, 0, 255 }
341             };
342             for( i = 0; sar[i].sar != 255; i++ )
343             {
344                 if( sar[i].w == sps->vui.i_sar_width &&
345                     sar[i].h == sps->vui.i_sar_height )
346                     break;
347             }
348             bs_write( s, 8, sar[i].sar );
349             if( sar[i].sar == 255 ) /* aspect_ratio_idc (extended) */
350             {
351                 bs_write( s, 16, sps->vui.i_sar_width );
352                 bs_write( s, 16, sps->vui.i_sar_height );
353             }
354         }
355
356         bs_write1( s, sps->vui.b_overscan_info_present );
357         if( sps->vui.b_overscan_info_present )
358             bs_write1( s, sps->vui.b_overscan_info );
359
360         bs_write1( s, sps->vui.b_signal_type_present );
361         if( sps->vui.b_signal_type_present )
362         {
363             bs_write( s, 3, sps->vui.i_vidformat );
364             bs_write1( s, sps->vui.b_fullrange );
365             bs_write1( s, sps->vui.b_color_description_present );
366             if( sps->vui.b_color_description_present )
367             {
368                 bs_write( s, 8, sps->vui.i_colorprim );
369                 bs_write( s, 8, sps->vui.i_transfer );
370                 bs_write( s, 8, sps->vui.i_colmatrix );
371             }
372         }
373
374         bs_write1( s, sps->vui.b_chroma_loc_info_present );
375         if( sps->vui.b_chroma_loc_info_present )
376         {
377             bs_write_ue( s, sps->vui.i_chroma_loc_top );
378             bs_write_ue( s, sps->vui.i_chroma_loc_bottom );
379         }
380
381         bs_write1( s, sps->vui.b_timing_info_present );
382         if( sps->vui.b_timing_info_present )
383         {
384             bs_write32( s, sps->vui.i_num_units_in_tick );
385             bs_write32( s, sps->vui.i_time_scale );
386             bs_write1( s, sps->vui.b_fixed_frame_rate );
387         }
388
389         bs_write1( s, sps->vui.b_nal_hrd_parameters_present );
390         if( sps->vui.b_nal_hrd_parameters_present )
391         {
392             bs_write_ue( s, sps->vui.hrd.i_cpb_cnt - 1 );
393             bs_write( s, 4, sps->vui.hrd.i_bit_rate_scale );
394             bs_write( s, 4, sps->vui.hrd.i_cpb_size_scale );
395
396             bs_write_ue( s, sps->vui.hrd.i_bit_rate_value - 1 );
397             bs_write_ue( s, sps->vui.hrd.i_cpb_size_value - 1 );
398
399             bs_write1( s, sps->vui.hrd.b_cbr_hrd );
400
401             bs_write( s, 5, sps->vui.hrd.i_initial_cpb_removal_delay_length - 1 );
402             bs_write( s, 5, sps->vui.hrd.i_cpb_removal_delay_length - 1 );
403             bs_write( s, 5, sps->vui.hrd.i_dpb_output_delay_length - 1 );
404             bs_write( s, 5, sps->vui.hrd.i_time_offset_length );
405         }
406
407         bs_write1( s, sps->vui.b_vcl_hrd_parameters_present );
408
409         if( sps->vui.b_nal_hrd_parameters_present || sps->vui.b_vcl_hrd_parameters_present )
410             bs_write1( s, 0 );   /* low_delay_hrd_flag */
411
412         bs_write1( s, sps->vui.b_pic_struct_present );
413         bs_write1( s, sps->vui.b_bitstream_restriction );
414         if( sps->vui.b_bitstream_restriction )
415         {
416             bs_write1( s, sps->vui.b_motion_vectors_over_pic_boundaries );
417             bs_write_ue( s, sps->vui.i_max_bytes_per_pic_denom );
418             bs_write_ue( s, sps->vui.i_max_bits_per_mb_denom );
419             bs_write_ue( s, sps->vui.i_log2_max_mv_length_horizontal );
420             bs_write_ue( s, sps->vui.i_log2_max_mv_length_vertical );
421             bs_write_ue( s, sps->vui.i_num_reorder_frames );
422             bs_write_ue( s, sps->vui.i_max_dec_frame_buffering );
423         }
424     }
425
426     bs_rbsp_trailing( s );
427     bs_flush( s );
428 }
429
430 void x264_pps_init( x264_pps_t *pps, int i_id, x264_param_t *param, x264_sps_t *sps )
431 {
432     pps->i_id = i_id;
433     pps->i_sps_id = sps->i_id;
434     pps->b_cabac = param->b_cabac;
435
436     pps->b_pic_order = param->b_interlaced;
437     pps->i_num_slice_groups = 1;
438
439     pps->i_num_ref_idx_l0_default_active = param->i_frame_reference;
440     pps->i_num_ref_idx_l1_default_active = 1;
441
442     pps->b_weighted_pred = param->analyse.i_weighted_pred > 0;
443     pps->b_weighted_bipred = param->analyse.b_weighted_bipred ? 2 : 0;
444
445     pps->i_pic_init_qp = param->rc.i_rc_method == X264_RC_ABR ? 26 + QP_BD_OFFSET : param->rc.i_qp_constant;
446     pps->i_pic_init_qs = 26 + QP_BD_OFFSET;
447
448     pps->i_chroma_qp_index_offset = param->analyse.i_chroma_qp_offset;
449     pps->b_deblocking_filter_control = 1;
450     pps->b_constrained_intra_pred = param->b_constrained_intra;
451     pps->b_redundant_pic_cnt = 0;
452
453     pps->b_transform_8x8_mode = param->analyse.b_transform_8x8 ? 1 : 0;
454
455     pps->i_cqm_preset = param->i_cqm_preset;
456     switch( pps->i_cqm_preset )
457     {
458     case X264_CQM_FLAT:
459         for( int i = 0; i < 6; i++ )
460             pps->scaling_list[i] = x264_cqm_flat16;
461         break;
462     case X264_CQM_JVT:
463         for( int i = 0; i < 6; i++ )
464             pps->scaling_list[i] = x264_cqm_jvt[i];
465         break;
466     case X264_CQM_CUSTOM:
467         /* match the transposed DCT & zigzag */
468         transpose( param->cqm_4iy, 4 );
469         transpose( param->cqm_4ic, 4 );
470         transpose( param->cqm_4py, 4 );
471         transpose( param->cqm_4pc, 4 );
472         transpose( param->cqm_8iy, 8 );
473         transpose( param->cqm_8py, 8 );
474         pps->scaling_list[CQM_4IY] = param->cqm_4iy;
475         pps->scaling_list[CQM_4IC] = param->cqm_4ic;
476         pps->scaling_list[CQM_4PY] = param->cqm_4py;
477         pps->scaling_list[CQM_4PC] = param->cqm_4pc;
478         pps->scaling_list[CQM_8IY+4] = param->cqm_8iy;
479         pps->scaling_list[CQM_8PY+4] = param->cqm_8py;
480         for( int i = 0; i < 6; i++ )
481             for( int j = 0; j < (i < 4 ? 16 : 64); j++ )
482                 if( pps->scaling_list[i][j] == 0 )
483                     pps->scaling_list[i] = x264_cqm_jvt[i];
484         break;
485     }
486 }
487
488 void x264_pps_write( bs_t *s, x264_pps_t *pps )
489 {
490     bs_realign( s );
491     bs_write_ue( s, pps->i_id );
492     bs_write_ue( s, pps->i_sps_id );
493
494     bs_write( s, 1, pps->b_cabac );
495     bs_write( s, 1, pps->b_pic_order );
496     bs_write_ue( s, pps->i_num_slice_groups - 1 );
497
498     bs_write_ue( s, pps->i_num_ref_idx_l0_default_active - 1 );
499     bs_write_ue( s, pps->i_num_ref_idx_l1_default_active - 1 );
500     bs_write( s, 1, pps->b_weighted_pred );
501     bs_write( s, 2, pps->b_weighted_bipred );
502
503     bs_write_se( s, pps->i_pic_init_qp - 26 - QP_BD_OFFSET );
504     bs_write_se( s, pps->i_pic_init_qs - 26 - QP_BD_OFFSET );
505     bs_write_se( s, pps->i_chroma_qp_index_offset );
506
507     bs_write( s, 1, pps->b_deblocking_filter_control );
508     bs_write( s, 1, pps->b_constrained_intra_pred );
509     bs_write( s, 1, pps->b_redundant_pic_cnt );
510
511     if( pps->b_transform_8x8_mode || pps->i_cqm_preset != X264_CQM_FLAT )
512     {
513         bs_write( s, 1, pps->b_transform_8x8_mode );
514         bs_write( s, 1, (pps->i_cqm_preset != X264_CQM_FLAT) );
515         if( pps->i_cqm_preset != X264_CQM_FLAT )
516         {
517             scaling_list_write( s, pps, CQM_4IY );
518             scaling_list_write( s, pps, CQM_4IC );
519             bs_write( s, 1, 0 ); // Cr = Cb
520             scaling_list_write( s, pps, CQM_4PY );
521             scaling_list_write( s, pps, CQM_4PC );
522             bs_write( s, 1, 0 ); // Cr = Cb
523             if( pps->b_transform_8x8_mode )
524             {
525                 scaling_list_write( s, pps, CQM_8IY+4 );
526                 scaling_list_write( s, pps, CQM_8PY+4 );
527             }
528         }
529         bs_write_se( s, pps->i_chroma_qp_index_offset );
530     }
531
532     bs_rbsp_trailing( s );
533     bs_flush( s );
534 }
535
536 void x264_sei_recovery_point_write( x264_t *h, bs_t *s, int recovery_frame_cnt )
537 {
538     bs_t q;
539     uint8_t tmp_buf[100];
540     bs_init( &q, tmp_buf, 100 );
541
542     bs_realign( &q );
543
544     bs_write_ue( &q, recovery_frame_cnt ); // recovery_frame_cnt
545     bs_write( &q, 1, 1 ); //exact_match_flag 1
546     bs_write( &q, 1, 0 ); //broken_link_flag 0
547     bs_write( &q, 2, 0 ); //changing_slice_group 0
548
549     bs_align_10( &q );
550     bs_flush( &q );
551
552     x264_sei_write( s, tmp_buf, bs_pos( &q ) / 8, SEI_RECOVERY_POINT );
553
554 }
555
556 int x264_sei_version_write( x264_t *h, bs_t *s )
557 {
558     // random ID number generated according to ISO-11578
559     static const uint8_t uuid[16] =
560     {
561         0xdc, 0x45, 0xe9, 0xbd, 0xe6, 0xd9, 0x48, 0xb7,
562         0x96, 0x2c, 0xd8, 0x20, 0xd9, 0x23, 0xee, 0xef
563     };
564     char *opts = x264_param2string( &h->param, 0 );
565     char *payload;
566     int length;
567
568     if( !opts )
569         return -1;
570     CHECKED_MALLOC( payload, 200 + strlen( opts ) );
571
572     memcpy( payload, uuid, 16 );
573     sprintf( payload+16, "x264 - core %d%s - H.264/MPEG-4 AVC codec - "
574              "Copyleft 2003-2010 - http://www.videolan.org/x264.html - options: %s",
575              X264_BUILD, X264_VERSION, opts );
576     length = strlen(payload)+1;
577
578     x264_sei_write( s, (uint8_t *)payload, length, SEI_USER_DATA_UNREGISTERED );
579
580     x264_free( opts );
581     x264_free( payload );
582     return 0;
583 fail:
584     x264_free( opts );
585     return -1;
586 }
587
588 void x264_sei_buffering_period_write( x264_t *h, bs_t *s )
589 {
590     x264_sps_t *sps = h->sps;
591     bs_t q;
592     uint8_t tmp_buf[100];
593     bs_init( &q, tmp_buf, 100 );
594
595     bs_realign( &q );
596     bs_write_ue( &q, sps->i_id );
597
598     if( sps->vui.b_nal_hrd_parameters_present )
599     {
600         bs_write( &q, sps->vui.hrd.i_initial_cpb_removal_delay_length, h->initial_cpb_removal_delay );
601         bs_write( &q, sps->vui.hrd.i_initial_cpb_removal_delay_length, h->initial_cpb_removal_delay_offset );
602     }
603
604     bs_align_10( &q );
605     bs_flush( &q );
606
607     x264_sei_write( s, tmp_buf, bs_pos( &q ) / 8, SEI_BUFFERING_PERIOD );
608 }
609
610 void x264_sei_pic_timing_write( x264_t *h, bs_t *s )
611 {
612     x264_sps_t *sps = h->sps;
613     bs_t q;
614     uint8_t tmp_buf[100];
615     bs_init( &q, tmp_buf, 100 );
616
617     bs_realign( &q );
618
619     if( sps->vui.b_nal_hrd_parameters_present || sps->vui.b_vcl_hrd_parameters_present )
620     {
621         bs_write( &q, sps->vui.hrd.i_cpb_removal_delay_length, h->fenc->i_cpb_delay - h->i_cpb_delay_pir_offset );
622         bs_write( &q, sps->vui.hrd.i_dpb_output_delay_length, h->fenc->i_dpb_output_delay );
623     }
624
625     if( sps->vui.b_pic_struct_present )
626     {
627         bs_write( &q, 4, h->fenc->i_pic_struct-1 ); // We use index 0 for "Auto"
628
629         // These clock timestamps are not standardised so we don't set them
630         // They could be time of origin, capture or alternative ideal display
631         for( int i = 0; i < num_clock_ts[h->fenc->i_pic_struct]; i++ )
632             bs_write1( &q, 0 ); // clock_timestamp_flag
633     }
634
635     bs_align_10( &q );
636     bs_flush( &q );
637
638     x264_sei_write( s, tmp_buf, bs_pos( &q ) / 8, SEI_PIC_TIMING );
639 }
640
641 void x264_filler_write( x264_t *h, bs_t *s, int filler )
642 {
643     bs_realign( s );
644
645     for( int i = 0; i < filler; i++ )
646         bs_write( s, 8, 0xff );
647
648     bs_rbsp_trailing( s );
649     bs_flush( s );
650 }
651
652 const x264_level_t x264_levels[] =
653 {
654     { 10,   1485,    99,   152064,     64,    175,  64, 64,  0, 2, 0, 0, 1 },
655     {  9,   1485,    99,   152064,    128,    350,  64, 64,  0, 2, 0, 0, 1 }, /* "1b" */
656     { 11,   3000,   396,   345600,    192,    500, 128, 64,  0, 2, 0, 0, 1 },
657     { 12,   6000,   396,   912384,    384,   1000, 128, 64,  0, 2, 0, 0, 1 },
658     { 13,  11880,   396,   912384,    768,   2000, 128, 64,  0, 2, 0, 0, 1 },
659     { 20,  11880,   396,   912384,   2000,   2000, 128, 64,  0, 2, 0, 0, 1 },
660     { 21,  19800,   792,  1824768,   4000,   4000, 256, 64,  0, 2, 0, 0, 0 },
661     { 22,  20250,  1620,  3110400,   4000,   4000, 256, 64,  0, 2, 0, 0, 0 },
662     { 30,  40500,  1620,  3110400,  10000,  10000, 256, 32, 22, 2, 0, 1, 0 },
663     { 31, 108000,  3600,  6912000,  14000,  14000, 512, 16, 60, 4, 1, 1, 0 },
664     { 32, 216000,  5120,  7864320,  20000,  20000, 512, 16, 60, 4, 1, 1, 0 },
665     { 40, 245760,  8192, 12582912,  20000,  25000, 512, 16, 60, 4, 1, 1, 0 },
666     { 41, 245760,  8192, 12582912,  50000,  62500, 512, 16, 24, 2, 1, 1, 0 },
667     { 42, 522240,  8704, 13369344,  50000,  62500, 512, 16, 24, 2, 1, 1, 1 },
668     { 50, 589824, 22080, 42393600, 135000, 135000, 512, 16, 24, 2, 1, 1, 1 },
669     { 51, 983040, 36864, 70778880, 240000, 240000, 512, 16, 24, 2, 1, 1, 1 },
670     { 0 }
671 };
672
673 #define ERROR(...)\
674 {\
675     if( verbose )\
676         x264_log( h, X264_LOG_WARNING, __VA_ARGS__ );\
677     ret = 1;\
678 }
679
680 int x264_validate_levels( x264_t *h, int verbose )
681 {
682     int ret = 0;
683     int mbs = h->sps->i_mb_width * h->sps->i_mb_height;
684     int dpb = mbs * 384 * h->sps->vui.i_max_dec_frame_buffering;
685     int cbp_factor = h->sps->i_profile_idc==PROFILE_HIGH10 ? 12 :
686                      h->sps->i_profile_idc==PROFILE_HIGH ? 5 : 4;
687
688     const x264_level_t *l = x264_levels;
689     while( l->level_idc != 0 && l->level_idc != h->param.i_level_idc )
690         l++;
691
692     if( l->frame_size < mbs
693         || l->frame_size*8 < h->sps->i_mb_width * h->sps->i_mb_width
694         || l->frame_size*8 < h->sps->i_mb_height * h->sps->i_mb_height )
695         ERROR( "frame MB size (%dx%d) > level limit (%d)\n",
696                h->sps->i_mb_width, h->sps->i_mb_height, l->frame_size );
697     if( dpb > l->dpb )
698         ERROR( "DPB size (%d frames, %d bytes) > level limit (%d frames, %d bytes)\n",
699                 h->sps->vui.i_max_dec_frame_buffering, dpb, (int)(l->dpb / (384*mbs)), l->dpb );
700
701 #define CHECK( name, limit, val ) \
702     if( (val) > (limit) ) \
703         ERROR( name " (%d) > level limit (%d)\n", (int)(val), (limit) );
704
705     CHECK( "VBV bitrate", (l->bitrate * cbp_factor) / 4, h->param.rc.i_vbv_max_bitrate );
706     CHECK( "VBV buffer", (l->cpb * cbp_factor) / 4, h->param.rc.i_vbv_buffer_size );
707     CHECK( "MV range", l->mv_range, h->param.analyse.i_mv_range );
708     CHECK( "interlaced", !l->frame_only, h->param.b_interlaced );
709     CHECK( "fake interlaced", !l->frame_only, h->param.b_fake_interlaced );
710
711     if( h->param.i_fps_den > 0 )
712         CHECK( "MB rate", l->mbps, (int64_t)mbs * h->param.i_fps_num / h->param.i_fps_den );
713
714     /* TODO check the rest of the limits */
715     return ret;
716 }