granicus.if.org Git - libvpx/blob - vp9/encoder/vp9_encodeframe.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 <limits.h>
  12 #include <math.h>
  13 #include <stdio.h>
  14
  15 #include "./vp9_rtcd.h"
  16 #include "./vpx_dsp_rtcd.h"
  17 #include "./vpx_config.h"
  18
  19 #include "vpx_dsp/vpx_dsp_common.h"
  20 #include "vpx_ports/mem.h"
  21 #include "vpx_ports/vpx_timer.h"
  22 #include "vpx_ports/system_state.h"
  23
  24 #include "vp9/common/vp9_common.h"
  25 #include "vp9/common/vp9_entropy.h"
  26 #include "vp9/common/vp9_entropymode.h"
  27 #include "vp9/common/vp9_idct.h"
  28 #include "vp9/common/vp9_mvref_common.h"
  29 #include "vp9/common/vp9_pred_common.h"
  30 #include "vp9/common/vp9_quant_common.h"
  31 #include "vp9/common/vp9_reconintra.h"
  32 #include "vp9/common/vp9_reconinter.h"
  33 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
  34 #include "vp9/common/vp9_tile_common.h"
  35
  36 #include "vp9/encoder/vp9_aq_360.h"
  37 #include "vp9/encoder/vp9_aq_complexity.h"
  38 #include "vp9/encoder/vp9_aq_cyclicrefresh.h"
  39 #include "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
  40 #include "vp9/encoder/vp9_encodeframe.h"
  41 #include "vp9/encoder/vp9_encodemb.h"
  42 #include "vp9/encoder/vp9_encodemv.h"
  43 #include "vp9/encoder/vp9_ethread.h"
  44 #include "vp9/encoder/vp9_extend.h"
  45 #include "vp9/encoder/vp9_pickmode.h"
  46 #include "vp9/encoder/vp9_rd.h"
  47 #include "vp9/encoder/vp9_rdopt.h"
  48 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  49 #include "vp9/encoder/vp9_tokenize.h"
  50
  51 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, TOKENEXTRA **t,
  52                               int output_enabled, int mi_row, int mi_col,
  53                               BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx);
  54
  55 // Machine learning-based early termination parameters.
  56 static const double train_mean[24] = {
  57   303501.697372, 3042630.372158, 24.694696, 1.392182,
  58   689.413511,    162.027012,     1.478213,  0.0,
  59   135382.260230, 912738.513263,  28.845217, 1.515230,
  60   544.158492,    131.807995,     1.436863,  0.0,
  61   43682.377587,  208131.711766,  28.084737, 1.356677,
  62   138.254122,    119.522553,     1.252322,  0.0
  63 };
  64
  65 static const double train_stdm[24] = {
  66   673689.212982, 5996652.516628, 0.024449, 1.989792,
  67   985.880847,    0.014638,       2.001898, 0.0,
  68   208798.775332, 1812548.443284, 0.018693, 1.838009,
  69   396.986910,    0.015657,       1.332541, 0.0,
  70   55888.847031,  448587.962714,  0.017900, 1.904776,
  71   98.652832,     0.016598,       1.320992, 0.0
  72 };
  73
  74 // Error tolerance: 0.01%-0.0.05%-0.1%
  75 static const double classifiers[24] = {
  76   0.111736, 0.289977, 0.042219, 0.204765, 0.120410, -0.143863,
  77   0.282376, 0.847811, 0.637161, 0.131570, 0.018636, 0.202134,
  78   0.112797, 0.028162, 0.182450, 1.124367, 0.386133, 0.083700,
  79   0.050028, 0.150873, 0.061119, 0.109318, 0.127255, 0.625211
  80 };
  81
  82 // This is used as a reference when computing the source variance for the
  83 //  purpose of activity masking.
  84 // Eventually this should be replaced by custom no-reference routines,
  85 //  which will be faster.
  86 static const uint8_t VP9_VAR_OFFS[64] = {
  87   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  88   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  89   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  90   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  91   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  92 };
  93
  94 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
  95 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_8[64] = {
  96   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  97   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  98   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  99   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
 100   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
 101 };
 102
 103 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_10[64] = {
 104   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
 105   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
 106   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
 107   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
 108   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
 109   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
 110   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
 111   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4
 112 };
 113
 114 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_12[64] = {
 115   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 116   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 117   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 118   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 119   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 120   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 121   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 122   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 123   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 124   128 * 16
 125 };
 126 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 127
 128 unsigned int vp9_get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi,
 129                                            const struct buf_2d *ref,
 130                                            BLOCK_SIZE bs) {
 131   unsigned int sse;
 132   const unsigned int var =
 133       cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride, VP9_VAR_OFFS, 0, &sse);
 134   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 135 }
 136
 137 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 138 unsigned int vp9_high_get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi,
 139                                                 const struct buf_2d *ref,
 140                                                 BLOCK_SIZE bs, int bd) {
 141   unsigned int var, sse;
 142   switch (bd) {
 143     case 10:
 144       var =
 145           cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 146                              CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10), 0, &sse);
 147       break;
 148     case 12:
 149       var =
 150           cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 151                              CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12), 0, &sse);
 152       break;
 153     case 8:
 154     default:
 155       var =
 156           cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 157                              CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8), 0, &sse);
 158       break;
 159   }
 160   return (unsigned int)ROUND64_POWER_OF_TWO((int64_t)var,
 161                                             num_pels_log2_lookup[bs]);
 162 }
 163 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 164
 165 static unsigned int get_sby_perpixel_diff_variance(VP9_COMP *cpi,
 166                                                    const struct buf_2d *ref,
 167                                                    int mi_row, int mi_col,
 168                                                    BLOCK_SIZE bs) {
 169   unsigned int sse, var;
 170   uint8_t *last_y;
 171   const YV12_BUFFER_CONFIG *last = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 172
 173   assert(last != NULL);
 174   last_y =
 175       &last->y_buffer[mi_row * MI_SIZE * last->y_stride + mi_col * MI_SIZE];
 176   var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride, last_y, last->y_stride, &sse);
 177   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 178 }
 179
 180 static BLOCK_SIZE get_rd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
 181                                                    int mi_row, int mi_col) {
 182   unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(
 183       cpi, &x->plane[0].src, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 184   if (var < 8)
 185     return BLOCK_64X64;
 186   else if (var < 128)
 187     return BLOCK_32X32;
 188   else if (var < 2048)
 189     return BLOCK_16X16;
 190   else
 191     return BLOCK_8X8;
 192 }
 193
 194 // Lighter version of set_offsets that only sets the mode info
 195 // pointers.
 196 static INLINE void set_mode_info_offsets(VP9_COMMON *const cm,
 197                                          MACROBLOCK *const x,
 198                                          MACROBLOCKD *const xd, int mi_row,
 199                                          int mi_col) {
 200   const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
 201   xd->mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
 202   xd->mi[0] = cm->mi + idx_str;
 203   x->mbmi_ext = x->mbmi_ext_base + (mi_row * cm->mi_cols + mi_col);
 204 }
 205
 206 static void set_offsets(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 207                         MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
 208                         BLOCK_SIZE bsize) {
 209   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 210   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 211   MODE_INFO *mi;
 212   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 213   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 214   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 215   MvLimits *const mv_limits = &x->mv_limits;
 216
 217   set_skip_context(xd, mi_row, mi_col);
 218
 219   set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
 220
 221   mi = xd->mi[0];
 222
 223   // Set up destination pointers.
 224   vp9_setup_dst_planes(xd->plane, get_frame_new_buffer(cm), mi_row, mi_col);
 225
 226   // Set up limit values for MV components.
 227   // Mv beyond the range do not produce new/different prediction block.
 228   mv_limits->row_min = -(((mi_row + mi_height) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 229   mv_limits->col_min = -(((mi_col + mi_width) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 230   mv_limits->row_max = (cm->mi_rows - mi_row) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 231   mv_limits->col_max = (cm->mi_cols - mi_col) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 232
 233   // Set up distance of MB to edge of frame in 1/8th pel units.
 234   assert(!(mi_col & (mi_width - 1)) && !(mi_row & (mi_height - 1)));
 235   set_mi_row_col(xd, tile, mi_row, mi_height, mi_col, mi_width, cm->mi_rows,
 236                  cm->mi_cols);
 237
 238   // Set up source buffers.
 239   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
 240
 241   // R/D setup.
 242   x->rddiv = cpi->rd.RDDIV;
 243   x->rdmult = cpi->rd.RDMULT;
 244
 245   // Setup segment ID.
 246   if (seg->enabled) {
 247     if (cpi->oxcf.aq_mode != VARIANCE_AQ && cpi->oxcf.aq_mode != LOOKAHEAD_AQ &&
 248         cpi->oxcf.aq_mode != EQUATOR360_AQ) {
 249       const uint8_t *const map =
 250           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
 251       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 252     }
 253     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 254
 255     x->encode_breakout = cpi->segment_encode_breakout[mi->segment_id];
 256   } else {
 257     mi->segment_id = 0;
 258     x->encode_breakout = cpi->encode_breakout;
 259   }
 260
 261   // required by vp9_append_sub8x8_mvs_for_idx() and vp9_find_best_ref_mvs()
 262   xd->tile = *tile;
 263 }
 264
 265 static void duplicate_mode_info_in_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
 266                                       int mi_row, int mi_col,
 267                                       BLOCK_SIZE bsize) {
 268   const int block_width =
 269       VPXMIN(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mi_cols - mi_col);
 270   const int block_height =
 271       VPXMIN(num_8x8_blocks_high_lookup[bsize], cm->mi_rows - mi_row);
 272   const int mi_stride = xd->mi_stride;
 273   MODE_INFO *const src_mi = xd->mi[0];
 274   int i, j;
 275
 276   for (j = 0; j < block_height; ++j)
 277     for (i = 0; i < block_width; ++i) xd->mi[j * mi_stride + i] = src_mi;
 278 }
 279
 280 static void set_block_size(VP9_COMP *const cpi, MACROBLOCK *const x,
 281                            MACROBLOCKD *const xd, int mi_row, int mi_col,
 282                            BLOCK_SIZE bsize) {
 283   if (cpi->common.mi_cols > mi_col && cpi->common.mi_rows > mi_row) {
 284     set_mode_info_offsets(&cpi->common, x, xd, mi_row, mi_col);
 285     xd->mi[0]->sb_type = bsize;
 286   }
 287 }
 288
 289 typedef struct {
 290   int64_t sum_square_error;
 291   int64_t sum_error;
 292   int log2_count;
 293   int variance;
 294 } var;
 295
 296 typedef struct {
 297   var none;
 298   var horz[2];
 299   var vert[2];
 300 } partition_variance;
 301
 302 typedef struct {
 303   partition_variance part_variances;
 304   var split[4];
 305 } v4x4;
 306
 307 typedef struct {
 308   partition_variance part_variances;
 309   v4x4 split[4];
 310 } v8x8;
 311
 312 typedef struct {
 313   partition_variance part_variances;
 314   v8x8 split[4];
 315 } v16x16;
 316
 317 typedef struct {
 318   partition_variance part_variances;
 319   v16x16 split[4];
 320 } v32x32;
 321
 322 typedef struct {
 323   partition_variance part_variances;
 324   v32x32 split[4];
 325 } v64x64;
 326
 327 typedef struct {
 328   partition_variance *part_variances;
 329   var *split[4];
 330 } variance_node;
 331
 332 typedef enum {
 333   V16X16,
 334   V32X32,
 335   V64X64,
 336 } TREE_LEVEL;
 337
 338 static void tree_to_node(void *data, BLOCK_SIZE bsize, variance_node *node) {
 339   int i;
 340   node->part_variances = NULL;
 341   switch (bsize) {
 342     case BLOCK_64X64: {
 343       v64x64 *vt = (v64x64 *)data;
 344       node->part_variances = &vt->part_variances;
 345       for (i = 0; i < 4; i++)
 346         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 347       break;
 348     }
 349     case BLOCK_32X32: {
 350       v32x32 *vt = (v32x32 *)data;
 351       node->part_variances = &vt->part_variances;
 352       for (i = 0; i < 4; i++)
 353         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 354       break;
 355     }
 356     case BLOCK_16X16: {
 357       v16x16 *vt = (v16x16 *)data;
 358       node->part_variances = &vt->part_variances;
 359       for (i = 0; i < 4; i++)
 360         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 361       break;
 362     }
 363     case BLOCK_8X8: {
 364       v8x8 *vt = (v8x8 *)data;
 365       node->part_variances = &vt->part_variances;
 366       for (i = 0; i < 4; i++)
 367         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 368       break;
 369     }
 370     case BLOCK_4X4: {
 371       v4x4 *vt = (v4x4 *)data;
 372       node->part_variances = &vt->part_variances;
 373       for (i = 0; i < 4; i++) node->split[i] = &vt->split[i];
 374       break;
 375     }
 376     default: {
 377       assert(0);
 378       break;
 379     }
 380   }
 381 }
 382
 383 // Set variance values given sum square error, sum error, count.
 384 static void fill_variance(int64_t s2, int64_t s, int c, var *v) {
 385   v->sum_square_error = s2;
 386   v->sum_error = s;
 387   v->log2_count = c;
 388 }
 389
 390 static void get_variance(var *v) {
 391   v->variance =
 392       (int)(256 * (v->sum_square_error -
 393                    ((v->sum_error * v->sum_error) >> v->log2_count)) >>
 394             v->log2_count);
 395 }
 396
 397 static void sum_2_variances(const var *a, const var *b, var *r) {
 398   assert(a->log2_count == b->log2_count);
 399   fill_variance(a->sum_square_error + b->sum_square_error,
 400                 a->sum_error + b->sum_error, a->log2_count + 1, r);
 401 }
 402
 403 static void fill_variance_tree(void *data, BLOCK_SIZE bsize) {
 404   variance_node node;
 405   memset(&node, 0, sizeof(node));
 406   tree_to_node(data, bsize, &node);
 407   sum_2_variances(node.split[0], node.split[1], &node.part_variances->horz[0]);
 408   sum_2_variances(node.split[2], node.split[3], &node.part_variances->horz[1]);
 409   sum_2_variances(node.split[0], node.split[2], &node.part_variances->vert[0]);
 410   sum_2_variances(node.split[1], node.split[3], &node.part_variances->vert[1]);
 411   sum_2_variances(&node.part_variances->vert[0], &node.part_variances->vert[1],
 412                   &node.part_variances->none);
 413 }
 414
 415 static int set_vt_partitioning(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *const x,
 416                                MACROBLOCKD *const xd, void *data,
 417                                BLOCK_SIZE bsize, int mi_row, int mi_col,
 418                                int64_t threshold, BLOCK_SIZE bsize_min,
 419                                int force_split) {
 420   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 421   variance_node vt;
 422   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 423   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 424
 425   assert(block_height == block_width);
 426   tree_to_node(data, bsize, &vt);
 427
 428   if (force_split == 1) return 0;
 429
 430   // For bsize=bsize_min (16x16/8x8 for 8x8/4x4 downsampling), select if
 431   // variance is below threshold, otherwise split will be selected.
 432   // No check for vert/horiz split as too few samples for variance.
 433   if (bsize == bsize_min) {
 434     // Variance already computed to set the force_split.
 435     if (cm->frame_type == KEY_FRAME) get_variance(&vt.part_variances->none);
 436     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 437         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 438         vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 439       set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 440       return 1;
 441     }
 442     return 0;
 443   } else if (bsize > bsize_min) {
 444     // Variance already computed to set the force_split.
 445     if (cm->frame_type == KEY_FRAME) get_variance(&vt.part_variances->none);
 446     // For key frame: take split for bsize above 32X32 or very high variance.
 447     if (cm->frame_type == KEY_FRAME &&
 448         (bsize > BLOCK_32X32 ||
 449          vt.part_variances->none.variance > (threshold << 4))) {
 450       return 0;
 451     }
 452     // If variance is low, take the bsize (no split).
 453     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 454         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 455         vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 456       set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 457       return 1;
 458     }
 459
 460     // Check vertical split.
 461     if (mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows) {
 462       BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
 463       get_variance(&vt.part_variances->vert[0]);
 464       get_variance(&vt.part_variances->vert[1]);
 465       if (vt.part_variances->vert[0].variance < threshold &&
 466           vt.part_variances->vert[1].variance < threshold &&
 467           get_plane_block_size(subsize, &xd->plane[1]) < BLOCK_INVALID) {
 468         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 469         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col + block_width / 2, subsize);
 470         return 1;
 471       }
 472     }
 473     // Check horizontal split.
 474     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols) {
 475       BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
 476       get_variance(&vt.part_variances->horz[0]);
 477       get_variance(&vt.part_variances->horz[1]);
 478       if (vt.part_variances->horz[0].variance < threshold &&
 479           vt.part_variances->horz[1].variance < threshold &&
 480           get_plane_block_size(subsize, &xd->plane[1]) < BLOCK_INVALID) {
 481         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 482         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row + block_height / 2, mi_col, subsize);
 483         return 1;
 484       }
 485     }
 486
 487     return 0;
 488   }
 489   return 0;
 490 }
 491
 492 int64_t scale_part_thresh_sumdiff(int64_t threshold_base, int speed, int width,
 493                                   int height, int content_state) {
 494   if (speed >= 8) {
 495     if (width <= 640 && height <= 480)
 496       return (5 * threshold_base) >> 2;
 497     else if ((content_state == kLowSadLowSumdiff) ||
 498              (content_state == kHighSadLowSumdiff) ||
 499              (content_state == kLowVarHighSumdiff))
 500       return (5 * threshold_base) >> 2;
 501   } else if (speed == 7) {
 502     if ((content_state == kLowSadLowSumdiff) ||
 503         (content_state == kHighSadLowSumdiff) ||
 504         (content_state == kLowVarHighSumdiff)) {
 505       return (5 * threshold_base) >> 2;
 506     }
 507   }
 508   return threshold_base;
 509 }
 510
 511 // Set the variance split thresholds for following the block sizes:
 512 // 0 - threshold_64x64, 1 - threshold_32x32, 2 - threshold_16x16,
 513 // 3 - vbp_threshold_8x8. vbp_threshold_8x8 (to split to 4x4 partition) is
 514 // currently only used on key frame.
 515 static void set_vbp_thresholds(VP9_COMP *cpi, int64_t thresholds[], int q,
 516                                int content_state) {
 517   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 518   const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 519   const int threshold_multiplier = is_key_frame ? 20 : 1;
 520   int64_t threshold_base =
 521       (int64_t)(threshold_multiplier * cpi->y_dequant[q][1]);
 522
 523   if (is_key_frame) {
 524     thresholds[0] = threshold_base;
 525     thresholds[1] = threshold_base >> 2;
 526     thresholds[2] = threshold_base >> 2;
 527     thresholds[3] = threshold_base << 2;
 528   } else {
 529     // Increase base variance threshold based on estimated noise level.
 530     if (cpi->noise_estimate.enabled && cm->width >= 640 && cm->height >= 480) {
 531       NOISE_LEVEL noise_level =
 532           vp9_noise_estimate_extract_level(&cpi->noise_estimate);
 533       if (noise_level == kHigh)
 534         threshold_base = 3 * threshold_base;
 535       else if (noise_level == kMedium)
 536         threshold_base = threshold_base << 1;
 537       else if (noise_level < kLow)
 538         threshold_base = (7 * threshold_base) >> 3;
 539     }
 540 #if CONFIG_VP9_TEMPORAL_DENOISING
 541     if (cpi->oxcf.noise_sensitivity > 0 && denoise_svc(cpi) &&
 542         cpi->oxcf.speed > 5 && cpi->denoiser.denoising_level >= kDenLow)
 543       threshold_base = vp9_scale_part_thresh(
 544           threshold_base, cpi->denoiser.denoising_level, content_state);
 545     else
 546       threshold_base =
 547           scale_part_thresh_sumdiff(threshold_base, cpi->oxcf.speed, cm->width,
 548                                     cm->height, content_state);
 549 #else
 550     // Increase base variance threshold based on content_state/sum_diff level.
 551     threshold_base = scale_part_thresh_sumdiff(
 552         threshold_base, cpi->oxcf.speed, cm->width, cm->height, content_state);
 553 #endif
 554     thresholds[0] = threshold_base;
 555     thresholds[2] = threshold_base << cpi->oxcf.speed;
 556     if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288) {
 557       thresholds[0] = threshold_base >> 3;
 558       thresholds[1] = threshold_base >> 1;
 559       thresholds[2] = threshold_base << 3;
 560     } else if (cm->width < 1280 && cm->height < 720) {
 561       thresholds[1] = (5 * threshold_base) >> 2;
 562     } else if (cm->width < 1920 && cm->height < 1080) {
 563       thresholds[1] = threshold_base << 1;
 564     } else {
 565       thresholds[1] = (5 * threshold_base) >> 1;
 566     }
 567   }
 568 }
 569
 570 void vp9_set_variance_partition_thresholds(VP9_COMP *cpi, int q,
 571                                            int content_state) {
 572   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 573   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
 574   const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 575   if (sf->partition_search_type != VAR_BASED_PARTITION &&
 576       sf->partition_search_type != REFERENCE_PARTITION) {
 577     return;
 578   } else {
 579     set_vbp_thresholds(cpi, cpi->vbp_thresholds, q, content_state);
 580     // The thresholds below are not changed locally.
 581     if (is_key_frame) {
 582       cpi->vbp_threshold_sad = 0;
 583       cpi->vbp_threshold_copy = 0;
 584       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_8X8;
 585     } else {
 586       if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288)
 587         cpi->vbp_threshold_sad = 10;
 588       else
 589         cpi->vbp_threshold_sad = (cpi->y_dequant[q][1] << 1) > 1000
 590                                      ? (cpi->y_dequant[q][1] << 1)
 591                                      : 1000;
 592       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_16X16;
 593       if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288)
 594         cpi->vbp_threshold_copy = 4000;
 595       else if (cm->width <= 640 && cm->height <= 360)
 596         cpi->vbp_threshold_copy = 8000;
 597       else
 598         cpi->vbp_threshold_copy = (cpi->y_dequant[q][1] << 3) > 8000
 599                                       ? (cpi->y_dequant[q][1] << 3)
 600                                       : 8000;
 601     }
 602     cpi->vbp_threshold_minmax = 15 + (q >> 3);
 603   }
 604 }
 605
 606 // Compute the minmax over the 8x8 subblocks.
 607 static int compute_minmax_8x8(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 608                               int dp, int x16_idx, int y16_idx,
 609 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 610                               int highbd_flag,
 611 #endif
 612                               int pixels_wide, int pixels_high) {
 613   int k;
 614   int minmax_max = 0;
 615   int minmax_min = 255;
 616   // Loop over the 4 8x8 subblocks.
 617   for (k = 0; k < 4; k++) {
 618     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 619     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 620     int min = 0;
 621     int max = 0;
 622     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 623 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 624       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 625         vpx_highbd_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp,
 626                               d + y8_idx * dp + x8_idx, dp, &min, &max);
 627       } else {
 628         vpx_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp, d + y8_idx * dp + x8_idx,
 629                        dp, &min, &max);
 630       }
 631 #else
 632       vpx_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp, d + y8_idx * dp + x8_idx, dp,
 633                      &min, &max);
 634 #endif
 635       if ((max - min) > minmax_max) minmax_max = (max - min);
 636       if ((max - min) < minmax_min) minmax_min = (max - min);
 637     }
 638   }
 639   return (minmax_max - minmax_min);
 640 }
 641
 642 static void fill_variance_4x4avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 643                                  int dp, int x8_idx, int y8_idx, v8x8 *vst,
 644 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 645                                  int highbd_flag,
 646 #endif
 647                                  int pixels_wide, int pixels_high,
 648                                  int is_key_frame) {
 649   int k;
 650   for (k = 0; k < 4; k++) {
 651     int x4_idx = x8_idx + ((k & 1) << 2);
 652     int y4_idx = y8_idx + ((k >> 1) << 2);
 653     unsigned int sse = 0;
 654     int sum = 0;
 655     if (x4_idx < pixels_wide && y4_idx < pixels_high) {
 656       int s_avg;
 657       int d_avg = 128;
 658 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 659       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 660         s_avg = vpx_highbd_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 661         if (!is_key_frame)
 662           d_avg = vpx_highbd_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 663       } else {
 664         s_avg = vpx_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 665         if (!is_key_frame) d_avg = vpx_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 666       }
 667 #else
 668       s_avg = vpx_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 669       if (!is_key_frame) d_avg = vpx_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 670 #endif
 671       sum = s_avg - d_avg;
 672       sse = sum * sum;
 673     }
 674     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 675   }
 676 }
 677
 678 static void fill_variance_8x8avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 679                                  int dp, int x16_idx, int y16_idx, v16x16 *vst,
 680 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 681                                  int highbd_flag,
 682 #endif
 683                                  int pixels_wide, int pixels_high,
 684                                  int is_key_frame) {
 685   int k;
 686   for (k = 0; k < 4; k++) {
 687     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 688     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 689     unsigned int sse = 0;
 690     int sum = 0;
 691     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 692       int s_avg;
 693       int d_avg = 128;
 694 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 695       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 696         s_avg = vpx_highbd_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 697         if (!is_key_frame)
 698           d_avg = vpx_highbd_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 699       } else {
 700         s_avg = vpx_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 701         if (!is_key_frame) d_avg = vpx_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 702       }
 703 #else
 704       s_avg = vpx_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 705       if (!is_key_frame) d_avg = vpx_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 706 #endif
 707       sum = s_avg - d_avg;
 708       sse = sum * sum;
 709     }
 710     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 711   }
 712 }
 713
 714 // Check if most of the superblock is skin content, and if so, force split to
 715 // 32x32, and set x->sb_is_skin for use in mode selection.
 716 static int skin_sb_split(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, const int low_res,
 717                          int mi_row, int mi_col, int *force_split) {
 718   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 719 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 720   if (cm->use_highbitdepth) return 0;
 721 #endif
 722   // Avoid checking superblocks on/near boundary and avoid low resolutions.
 723   // Note superblock may still pick 64X64 if y_sad is very small
 724   // (i.e., y_sad < cpi->vbp_threshold_sad) below. For now leave this as is.
 725   if (!low_res && (mi_col >= 8 && mi_col + 8 < cm->mi_cols && mi_row >= 8 &&
 726                    mi_row + 8 < cm->mi_rows)) {
 727     int num_16x16_skin = 0;
 728     int num_16x16_nonskin = 0;
 729     uint8_t *ysignal = x->plane[0].src.buf;
 730     uint8_t *usignal = x->plane[1].src.buf;
 731     uint8_t *vsignal = x->plane[2].src.buf;
 732     int sp = x->plane[0].src.stride;
 733     int spuv = x->plane[1].src.stride;
 734     const int block_index = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
 735     const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64];
 736     const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_64X64];
 737     const int xmis = VPXMIN(cm->mi_cols - mi_col, bw);
 738     const int ymis = VPXMIN(cm->mi_rows - mi_row, bh);
 739     // Loop through the 16x16 sub-blocks.
 740     int i, j;
 741     for (i = 0; i < ymis; i += 2) {
 742       for (j = 0; j < xmis; j += 2) {
 743         int bl_index = block_index + i * cm->mi_cols + j;
 744         int bl_index1 = bl_index + 1;
 745         int bl_index2 = bl_index + cm->mi_cols;
 746         int bl_index3 = bl_index2 + 1;
 747         int consec_zeromv =
 748             VPXMIN(cpi->consec_zero_mv[bl_index],
 749                    VPXMIN(cpi->consec_zero_mv[bl_index1],
 750                           VPXMIN(cpi->consec_zero_mv[bl_index2],
 751                                  cpi->consec_zero_mv[bl_index3])));
 752         int is_skin = vp9_compute_skin_block(
 753             ysignal, usignal, vsignal, sp, spuv, BLOCK_16X16, consec_zeromv, 0);
 754         num_16x16_skin += is_skin;
 755         num_16x16_nonskin += (1 - is_skin);
 756         if (num_16x16_nonskin > 3) {
 757           // Exit loop if at least 4 of the 16x16 blocks are not skin.
 758           i = ymis;
 759           break;
 760         }
 761         ysignal += 16;
 762         usignal += 8;
 763         vsignal += 8;
 764       }
 765       ysignal += (sp << 4) - 64;
 766       usignal += (spuv << 3) - 32;
 767       vsignal += (spuv << 3) - 32;
 768     }
 769     if (num_16x16_skin > 12) {
 770       *force_split = 1;
 771       return 1;
 772     }
 773   }
 774   return 0;
 775 }
 776
 777 static void set_low_temp_var_flag(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, MACROBLOCKD *xd,
 778                                   v64x64 *vt, int64_t thresholds[],
 779                                   MV_REFERENCE_FRAME ref_frame_partition,
 780                                   int mi_col, int mi_row) {
 781   int i, j;
 782   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 783   const int mv_thr = cm->width > 640 ? 8 : 4;
 784   // Check temporal variance for bsize >= 16x16, if LAST_FRAME was selected and
 785   // int_pro mv is small. If the temporal variance is small set the flag
 786   // variance_low for the block. The variance threshold can be adjusted, the
 787   // higher the more aggressive.
 788   if (ref_frame_partition == LAST_FRAME &&
 789       (cpi->sf.short_circuit_low_temp_var == 1 ||
 790        (xd->mi[0]->mv[0].as_mv.col < mv_thr &&
 791         xd->mi[0]->mv[0].as_mv.col > -mv_thr &&
 792         xd->mi[0]->mv[0].as_mv.row < mv_thr &&
 793         xd->mi[0]->mv[0].as_mv.row > -mv_thr))) {
 794     if (xd->mi[0]->sb_type == BLOCK_64X64) {
 795       if ((vt->part_variances).none.variance < (thresholds[0] >> 1))
 796         x->variance_low[0] = 1;
 797     } else if (xd->mi[0]->sb_type == BLOCK_64X32) {
 798       for (i = 0; i < 2; i++) {
 799         if (vt->part_variances.horz[i].variance < (thresholds[0] >> 2))
 800           x->variance_low[i + 1] = 1;
 801       }
 802     } else if (xd->mi[0]->sb_type == BLOCK_32X64) {
 803       for (i = 0; i < 2; i++) {
 804         if (vt->part_variances.vert[i].variance < (thresholds[0] >> 2))
 805           x->variance_low[i + 3] = 1;
 806       }
 807     } else {
 808       for (i = 0; i < 4; i++) {
 809         const int idx[4][2] = { { 0, 0 }, { 0, 4 }, { 4, 0 }, { 4, 4 } };
 810         const int idx_str =
 811             cm->mi_stride * (mi_row + idx[i][0]) + mi_col + idx[i][1];
 812         MODE_INFO **this_mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
 813
 814         if (cm->mi_cols <= mi_col + idx[i][1] ||
 815             cm->mi_rows <= mi_row + idx[i][0])
 816           continue;
 817
 818         if ((*this_mi)->sb_type == BLOCK_32X32) {
 819           int64_t threshold_32x32 = (cpi->sf.short_circuit_low_temp_var == 1 ||
 820                                      cpi->sf.short_circuit_low_temp_var == 3)
 821                                         ? ((5 * thresholds[1]) >> 3)
 822                                         : (thresholds[1] >> 1);
 823           if (vt->split[i].part_variances.none.variance < threshold_32x32)
 824             x->variance_low[i + 5] = 1;
 825         } else if (cpi->sf.short_circuit_low_temp_var >= 2) {
 826           // For 32x16 and 16x32 blocks, the flag is set on each 16x16 block
 827           // inside.
 828           if ((*this_mi)->sb_type == BLOCK_16X16 ||
 829               (*this_mi)->sb_type == BLOCK_32X16 ||
 830               (*this_mi)->sb_type == BLOCK_16X32) {
 831             for (j = 0; j < 4; j++) {
 832               if (vt->split[i].split[j].part_variances.none.variance <
 833                   (thresholds[2] >> 8))
 834                 x->variance_low[(i << 2) + j + 9] = 1;
 835             }
 836           }
 837         }
 838       }
 839     }
 840   }
 841 }
 842
 843 static void copy_partitioning_helper(VP9_COMP *cpi, BLOCK_SIZE bsize,
 844                                      int mi_row, int mi_col) {
 845   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 846   BLOCK_SIZE *prev_part = cpi->prev_partition;
 847   int start_pos = mi_row * cm->mi_stride + mi_col;
 848
 849   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
 850   const int bs = (1 << bsl) / 4;
 851   BLOCK_SIZE subsize;
 852   PARTITION_TYPE partition;
 853   MODE_INFO *mi = NULL;
 854
 855   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
 856
 857   partition = partition_lookup[bsl][prev_part[start_pos]];
 858   subsize = get_subsize(bsize, partition);
 859   mi = cm->mi_grid_visible[mi_row * cm->mi_stride + mi_col];
 860
 861   if (subsize < BLOCK_8X8) {
 862     mi->sb_type = bsize;
 863   } else {
 864     switch (partition) {
 865       case PARTITION_NONE: mi->sb_type = bsize; break;
 866       case PARTITION_HORZ:
 867         mi->sb_type = subsize;
 868         if (mi_row + bs < cm->mi_rows)
 869           cm->mi_grid_visible[(mi_row + bs) * cm->mi_stride + mi_col]->sb_type =
 870               subsize;
 871         break;
 872       case PARTITION_VERT:
 873         mi->sb_type = subsize;
 874         if (mi_col + bs < cm->mi_cols)
 875           cm->mi_grid_visible[mi_row * cm->mi_stride + mi_col + bs]->sb_type =
 876               subsize;
 877         break;
 878       case PARTITION_SPLIT:
 879         copy_partitioning_helper(cpi, subsize, mi_row, mi_col);
 880         copy_partitioning_helper(cpi, subsize, mi_row + bs, mi_col);
 881         copy_partitioning_helper(cpi, subsize, mi_row, mi_col + bs);
 882         copy_partitioning_helper(cpi, subsize, mi_row + bs, mi_col + bs);
 883         break;
 884       default: assert(0);
 885     }
 886   }
 887 }
 888
 889 static int copy_partitioning(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, int mi_row,
 890                              int mi_col, int segment_id, int sb_offset) {
 891   if (cpi->rc.frames_since_key > 1 && segment_id == CR_SEGMENT_ID_BASE &&
 892       cpi->prev_segment_id[sb_offset] == CR_SEGMENT_ID_BASE &&
 893       cpi->copied_frame_cnt[sb_offset] < cpi->max_copied_frame) {
 894     if (cpi->prev_partition != NULL) {
 895       copy_partitioning_helper(cpi, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
 896       cpi->copied_frame_cnt[sb_offset] += 1;
 897       memcpy(x->variance_low, &(cpi->prev_variance_low[sb_offset * 25]),
 898              sizeof(x->variance_low));
 899       return 1;
 900     }
 901   }
 902
 903   return 0;
 904 }
 905
 906 static void update_prev_partition(VP9_COMP *cpi, BLOCK_SIZE bsize, int mi_row,
 907                                   int mi_col) {
 908   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 909   BLOCK_SIZE *prev_part = cpi->prev_partition;
 910   int start_pos = mi_row * cm->mi_stride + mi_col;
 911   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
 912   const int bs = (1 << bsl) / 4;
 913   BLOCK_SIZE subsize;
 914   PARTITION_TYPE partition;
 915   const MODE_INFO *mi = NULL;
 916
 917   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
 918
 919   mi = cm->mi_grid_visible[start_pos];
 920   partition = partition_lookup[bsl][mi->sb_type];
 921   subsize = get_subsize(bsize, partition);
 922   if (subsize < BLOCK_8X8) {
 923     prev_part[start_pos] = bsize;
 924   } else {
 925     switch (partition) {
 926       case PARTITION_NONE: prev_part[start_pos] = bsize; break;
 927       case PARTITION_HORZ:
 928         prev_part[start_pos] = subsize;
 929         if (mi_row + bs < cm->mi_rows)
 930           prev_part[start_pos + bs * cm->mi_stride] = subsize;
 931         break;
 932       case PARTITION_VERT:
 933         prev_part[start_pos] = subsize;
 934         if (mi_col + bs < cm->mi_cols) prev_part[start_pos + bs] = subsize;
 935         break;
 936       case PARTITION_SPLIT:
 937         update_prev_partition(cpi, subsize, mi_row, mi_col);
 938         update_prev_partition(cpi, subsize, mi_row + bs, mi_col);
 939         update_prev_partition(cpi, subsize, mi_row, mi_col + bs);
 940         update_prev_partition(cpi, subsize, mi_row + bs, mi_col + bs);
 941         break;
 942       default: assert(0);
 943     }
 944   }
 945 }
 946
 947 static void chroma_check(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, int bsize,
 948                          unsigned int y_sad, int is_key_frame) {
 949   int i;
 950   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
 951
 952   if (is_key_frame) return;
 953
 954   // For speed >= 8, avoid the chroma check if y_sad is above threshold.
 955   if (cpi->oxcf.speed >= 8) {
 956     if (y_sad > cpi->vbp_thresholds[1] &&
 957         (!cpi->noise_estimate.enabled ||
 958          vp9_noise_estimate_extract_level(&cpi->noise_estimate) < kMedium))
 959       return;
 960   }
 961
 962   for (i = 1; i <= 2; ++i) {
 963     unsigned int uv_sad = UINT_MAX;
 964     struct macroblock_plane *p = &x->plane[i];
 965     struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[i];
 966     const BLOCK_SIZE bs = get_plane_block_size(bsize, pd);
 967
 968     if (bs != BLOCK_INVALID)
 969       uv_sad = cpi->fn_ptr[bs].sdf(p->src.buf, p->src.stride, pd->dst.buf,
 970                                    pd->dst.stride);
 971
 972     // TODO(marpan): Investigate if we should lower this threshold if
 973     // superblock is detected as skin.
 974     x->color_sensitivity[i - 1] = uv_sad > (y_sad >> 2);
 975   }
 976 }
 977
 978 static void avg_source_sad(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, int shift,
 979                            int sb_offset) {
 980   unsigned int tmp_sse;
 981   uint64_t tmp_sad;
 982   unsigned int tmp_variance;
 983   const BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
 984   uint8_t *src_y = cpi->Source->y_buffer;
 985   int src_ystride = cpi->Source->y_stride;
 986   uint8_t *last_src_y = cpi->Last_Source->y_buffer;
 987   int last_src_ystride = cpi->Last_Source->y_stride;
 988   uint64_t avg_source_sad_threshold = 10000;
 989   uint64_t avg_source_sad_threshold2 = 12000;
 990 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 991   if (cpi->common.use_highbitdepth) return;
 992 #endif
 993   src_y += shift;
 994   last_src_y += shift;
 995   tmp_sad =
 996       cpi->fn_ptr[bsize].sdf(src_y, src_ystride, last_src_y, last_src_ystride);
 997   tmp_variance = vpx_variance64x64(src_y, src_ystride, last_src_y,
 998                                    last_src_ystride, &tmp_sse);
 999   // Note: tmp_sse - tmp_variance = ((sum * sum) >> 12)
1000   if (tmp_sad < avg_source_sad_threshold)
1001     x->content_state_sb = ((tmp_sse - tmp_variance) < 25) ? kLowSadLowSumdiff
1002                                                           : kLowSadHighSumdiff;
1003   else
1004     x->content_state_sb = ((tmp_sse - tmp_variance) < 25) ? kHighSadLowSumdiff
1005                                                           : kHighSadHighSumdiff;
1006
1007   // Detect large lighting change.
1008   if (tmp_variance < (tmp_sse >> 3) && (tmp_sse - tmp_variance) > 10000)
1009     x->content_state_sb = kLowVarHighSumdiff;
1010
1011   if (cpi->content_state_sb_fd != NULL) {
1012     if (tmp_sad < avg_source_sad_threshold2) {
1013       // Cap the increment to 255.
1014       if (cpi->content_state_sb_fd[sb_offset] < 255)
1015         cpi->content_state_sb_fd[sb_offset]++;
1016     } else {
1017       cpi->content_state_sb_fd[sb_offset] = 0;
1018     }
1019   }
1020   return;
1021 }
1022
1023 // This function chooses partitioning based on the variance between source and
1024 // reconstructed last, where variance is computed for down-sampled inputs.
1025 static int choose_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1026                                MACROBLOCK *x, int mi_row, int mi_col) {
1027   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1028   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
1029   int i, j, k, m;
1030   v64x64 vt;
1031   v16x16 vt2[16];
1032   int force_split[21];
1033   int avg_32x32;
1034   int max_var_32x32 = 0;
1035   int min_var_32x32 = INT_MAX;
1036   int var_32x32;
1037   int avg_16x16[4];
1038   int maxvar_16x16[4];
1039   int minvar_16x16[4];
1040   int64_t threshold_4x4avg;
1041   NOISE_LEVEL noise_level = kLow;
1042   int content_state = 0;
1043   uint8_t *s;
1044   const uint8_t *d;
1045   int sp;
1046   int dp;
1047   unsigned int y_sad = UINT_MAX;
1048   BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
1049   // Ref frame used in partitioning.
1050   MV_REFERENCE_FRAME ref_frame_partition = LAST_FRAME;
1051   int pixels_wide = 64, pixels_high = 64;
1052   int64_t thresholds[4] = { cpi->vbp_thresholds[0], cpi->vbp_thresholds[1],
1053                             cpi->vbp_thresholds[2], cpi->vbp_thresholds[3] };
1054
1055   // For the variance computation under SVC mode, we treat the frame as key if
1056   // the reference (base layer frame) is key frame (i.e., is_key_frame == 1).
1057   const int is_key_frame =
1058       (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
1059        (is_one_pass_cbr_svc(cpi) &&
1060         cpi->svc.layer_context[cpi->svc.temporal_layer_id].is_key_frame));
1061   // Always use 4x4 partition for key frame.
1062   const int use_4x4_partition = cm->frame_type == KEY_FRAME;
1063   const int low_res = (cm->width <= 352 && cm->height <= 288);
1064   int variance4x4downsample[16];
1065   int segment_id;
1066   int sb_offset = (cm->mi_stride >> 3) * (mi_row >> 3) + (mi_col >> 3);
1067
1068   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
1069   segment_id = xd->mi[0]->segment_id;
1070
1071   if (cpi->sf.use_source_sad && !is_key_frame) {
1072     int sb_offset2 = ((cm->mi_cols + 7) >> 3) * (mi_row >> 3) + (mi_col >> 3);
1073     content_state = x->content_state_sb;
1074     x->skip_low_source_sad = (content_state == kLowSadLowSumdiff ||
1075                               content_state == kLowSadHighSumdiff)
1076                                  ? 1
1077                                  : 0;
1078     x->lowvar_highsumdiff = (content_state == kLowVarHighSumdiff) ? 1 : 0;
1079     if (cpi->content_state_sb_fd != NULL)
1080       x->last_sb_high_content = cpi->content_state_sb_fd[sb_offset2];
1081     // If source_sad is low copy the partition without computing the y_sad.
1082     if (x->skip_low_source_sad && cpi->sf.copy_partition_flag &&
1083         copy_partitioning(cpi, x, mi_row, mi_col, segment_id, sb_offset)) {
1084       return 0;
1085     }
1086   }
1087
1088   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled &&
1089       cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
1090     int q = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id, cm->base_qindex);
1091     set_vbp_thresholds(cpi, thresholds, q, content_state);
1092   } else {
1093     set_vbp_thresholds(cpi, thresholds, cm->base_qindex, content_state);
1094   }
1095
1096   // For non keyframes, disable 4x4 average for low resolution when speed = 8
1097   threshold_4x4avg = (cpi->oxcf.speed < 8) ? thresholds[1] << 1 : INT64_MAX;
1098
1099   memset(x->variance_low, 0, sizeof(x->variance_low));
1100
1101   if (xd->mb_to_right_edge < 0) pixels_wide += (xd->mb_to_right_edge >> 3);
1102   if (xd->mb_to_bottom_edge < 0) pixels_high += (xd->mb_to_bottom_edge >> 3);
1103
1104   s = x->plane[0].src.buf;
1105   sp = x->plane[0].src.stride;
1106
1107   // Index for force_split: 0 for 64x64, 1-4 for 32x32 blocks,
1108   // 5-20 for the 16x16 blocks.
1109   force_split[0] = 0;
1110
1111   if (!is_key_frame) {
1112     // In the case of spatial/temporal scalable coding, the assumption here is
1113     // that the temporal reference frame will always be of type LAST_FRAME.
1114     // TODO(marpan): If that assumption is broken, we need to revisit this code.
1115     MODE_INFO *mi = xd->mi[0];
1116     YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
1117
1118     const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12_g = NULL;
1119     unsigned int y_sad_g, y_sad_thr, y_sad_last;
1120     bsize = BLOCK_32X32 + (mi_col + 4 < cm->mi_cols) * 2 +
1121             (mi_row + 4 < cm->mi_rows);
1122
1123     assert(yv12 != NULL);
1124
1125     if (!(is_one_pass_cbr_svc(cpi) && cpi->svc.spatial_layer_id)) {
1126       // For now, GOLDEN will not be used for non-zero spatial layers, since
1127       // it may not be a temporal reference.
1128       yv12_g = get_ref_frame_buffer(cpi, GOLDEN_FRAME);
1129     }
1130
1131     // Only compute y_sad_g (sad for golden reference) for speed < 8.
1132     if (cpi->oxcf.speed < 8 && yv12_g && yv12_g != yv12 &&
1133         (cpi->ref_frame_flags & VP9_GOLD_FLAG)) {
1134       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
1135                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
1136       y_sad_g = cpi->fn_ptr[bsize].sdf(
1137           x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride, xd->plane[0].pre[0].buf,
1138           xd->plane[0].pre[0].stride);
1139     } else {
1140       y_sad_g = UINT_MAX;
1141     }
1142
1143     if (cpi->oxcf.lag_in_frames > 0 && cpi->oxcf.rc_mode == VPX_VBR &&
1144         cpi->rc.is_src_frame_alt_ref) {
1145       yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, ALTREF_FRAME);
1146       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
1147                            &cm->frame_refs[ALTREF_FRAME - 1].sf);
1148       mi->ref_frame[0] = ALTREF_FRAME;
1149       y_sad_g = UINT_MAX;
1150     } else {
1151       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
1152                            &cm->frame_refs[LAST_FRAME - 1].sf);
1153       mi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
1154     }
1155     mi->ref_frame[1] = NONE;
1156     mi->sb_type = BLOCK_64X64;
1157     mi->mv[0].as_int = 0;
1158     mi->interp_filter = BILINEAR;
1159
1160     if (cpi->oxcf.speed >= 8 && !low_res)
1161       y_sad = cpi->fn_ptr[bsize].sdf(
1162           x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride, xd->plane[0].pre[0].buf,
1163           xd->plane[0].pre[0].stride);
1164     else
1165       y_sad = vp9_int_pro_motion_estimation(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col);
1166
1167     y_sad_last = y_sad;
1168     // Pick ref frame for partitioning, bias last frame when y_sad_g and y_sad
1169     // are close if short_circuit_low_temp_var is on.
1170     y_sad_thr = cpi->sf.short_circuit_low_temp_var ? (y_sad * 7) >> 3 : y_sad;
1171     if (y_sad_g < y_sad_thr) {
1172       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
1173                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
1174       mi->ref_frame[0] = GOLDEN_FRAME;
1175       mi->mv[0].as_int = 0;
1176       y_sad = y_sad_g;
1177       ref_frame_partition = GOLDEN_FRAME;
1178     } else {
1179       x->pred_mv[LAST_FRAME] = mi->mv[0].as_mv;
1180       ref_frame_partition = LAST_FRAME;
1181     }
1182
1183     set_ref_ptrs(cm, xd, mi->ref_frame[0], mi->ref_frame[1]);
1184     vp9_build_inter_predictors_sb(xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
1185
1186     x->sb_is_skin = skin_sb_split(cpi, x, low_res, mi_row, mi_col, force_split);
1187
1188     d = xd->plane[0].dst.buf;
1189     dp = xd->plane[0].dst.stride;
1190
1191     // If the y_sad is very small, take 64x64 as partition and exit.
1192     // Don't check on boosted segment for now, as 64x64 is suppressed there.
1193     if (segment_id == CR_SEGMENT_ID_BASE && y_sad < cpi->vbp_threshold_sad) {
1194       const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64];
1195       const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_64X64];
1196       if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
1197           mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows) {
1198         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
1199         x->variance_low[0] = 1;
1200         chroma_check(cpi, x, bsize, y_sad, is_key_frame);
1201         return 0;
1202       }
1203     }
1204
1205     // If the y_sad is small enough, copy the partition of the superblock in the
1206     // last frame to current frame only if the last frame is not a keyframe.
1207     // Stop the copy every cpi->max_copied_frame to refresh the partition.
1208     // TODO(jianj) : tune the threshold.
1209     if (cpi->sf.copy_partition_flag && y_sad_last < cpi->vbp_threshold_copy &&
1210         copy_partitioning(cpi, x, mi_row, mi_col, segment_id, sb_offset)) {
1211       chroma_check(cpi, x, bsize, y_sad, is_key_frame);
1212       return 0;
1213     }
1214   } else {
1215     d = VP9_VAR_OFFS;
1216     dp = 0;
1217 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1218     if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
1219       switch (xd->bd) {
1220         case 10: d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10); break;
1221         case 12: d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12); break;
1222         case 8:
1223         default: d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8); break;
1224       }
1225     }
1226 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1227   }
1228
1229   // Fill in the entire tree of 8x8 (or 4x4 under some conditions) variances
1230   // for splits.
1231   for (i = 0; i < 4; i++) {
1232     const int x32_idx = ((i & 1) << 5);
1233     const int y32_idx = ((i >> 1) << 5);
1234     const int i2 = i << 2;
1235     force_split[i + 1] = 0;
1236     avg_16x16[i] = 0;
1237     maxvar_16x16[i] = 0;
1238     minvar_16x16[i] = INT_MAX;
1239     for (j = 0; j < 4; j++) {
1240       const int x16_idx = x32_idx + ((j & 1) << 4);
1241       const int y16_idx = y32_idx + ((j >> 1) << 4);
1242       const int split_index = 5 + i2 + j;
1243       v16x16 *vst = &vt.split[i].split[j];
1244       force_split[split_index] = 0;
1245       variance4x4downsample[i2 + j] = 0;
1246       if (!is_key_frame) {
1247         fill_variance_8x8avg(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx, vst,
1248 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1249                              xd->cur_buf->flags,
1250 #endif
1251                              pixels_wide, pixels_high, is_key_frame);
1252         fill_variance_tree(&vt.split[i].split[j], BLOCK_16X16);
1253         get_variance(&vt.split[i].split[j].part_variances.none);
1254         avg_16x16[i] += vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance;
1255         if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance < minvar_16x16[i])
1256           minvar_16x16[i] = vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance;
1257         if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance > maxvar_16x16[i])
1258           maxvar_16x16[i] = vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance;
1259         if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance > thresholds[2]) {
1260           // 16X16 variance is above threshold for split, so force split to 8x8
1261           // for this 16x16 block (this also forces splits for upper levels).
1262           force_split[split_index] = 1;
1263           force_split[i + 1] = 1;
1264           force_split[0] = 1;
1265         } else if (cpi->oxcf.speed < 8 &&
1266                    vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
1267                        thresholds[1] &&
1268                    !cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
1269           // We have some nominal amount of 16x16 variance (based on average),
1270           // compute the minmax over the 8x8 sub-blocks, and if above threshold,
1271           // force split to 8x8 block for this 16x16 block.
1272           int minmax = compute_minmax_8x8(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx,
1273 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1274                                           xd->cur_buf->flags,
1275 #endif
1276                                           pixels_wide, pixels_high);
1277           if (minmax > cpi->vbp_threshold_minmax) {
1278             force_split[split_index] = 1;
1279             force_split[i + 1] = 1;
1280             force_split[0] = 1;
1281           }
1282         }
1283       }
1284       if (is_key_frame || (low_res &&
1285                            vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
1286                                threshold_4x4avg)) {
1287         force_split[split_index] = 0;
1288         // Go down to 4x4 down-sampling for variance.
1289         variance4x4downsample[i2 + j] = 1;
1290         for (k = 0; k < 4; k++) {
1291           int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
1292           int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
1293           v8x8 *vst2 = is_key_frame ? &vst->split[k] : &vt2[i2 + j].split[k];
1294           fill_variance_4x4avg(s, sp, d, dp, x8_idx, y8_idx, vst2,
1295 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1296                                xd->cur_buf->flags,
1297 #endif
1298                                pixels_wide, pixels_high, is_key_frame);
1299         }
1300       }
1301     }
1302   }
1303   if (cpi->noise_estimate.enabled)
1304     noise_level = vp9_noise_estimate_extract_level(&cpi->noise_estimate);
1305   // Fill the rest of the variance tree by summing split partition values.
1306   avg_32x32 = 0;
1307   for (i = 0; i < 4; i++) {
1308     const int i2 = i << 2;
1309     for (j = 0; j < 4; j++) {
1310       if (variance4x4downsample[i2 + j] == 1) {
1311         v16x16 *vtemp = (!is_key_frame) ? &vt2[i2 + j] : &vt.split[i].split[j];
1312         for (m = 0; m < 4; m++) fill_variance_tree(&vtemp->split[m], BLOCK_8X8);
1313         fill_variance_tree(vtemp, BLOCK_16X16);
1314         // If variance of this 16x16 block is above the threshold, force block
1315         // to split. This also forces a split on the upper levels.
1316         get_variance(&vtemp->part_variances.none);
1317         if (vtemp->part_variances.none.variance > thresholds[2]) {
1318           force_split[5 + i2 + j] = 1;
1319           force_split[i + 1] = 1;
1320           force_split[0] = 1;
1321         }
1322       }
1323     }
1324     fill_variance_tree(&vt.split[i], BLOCK_32X32);
1325     // If variance of this 32x32 block is above the threshold, or if its above
1326     // (some threshold of) the average variance over the sub-16x16 blocks, then
1327     // force this block to split. This also forces a split on the upper
1328     // (64x64) level.
1329     if (!force_split[i + 1]) {
1330       get_variance(&vt.split[i].part_variances.none);
1331       var_32x32 = vt.split[i].part_variances.none.variance;
1332       max_var_32x32 = VPXMAX(var_32x32, max_var_32x32);
1333       min_var_32x32 = VPXMIN(var_32x32, min_var_32x32);
1334       if (vt.split[i].part_variances.none.variance > thresholds[1] ||
1335           (!is_key_frame &&
1336            vt.split[i].part_variances.none.variance > (thresholds[1] >> 1) &&
1337            vt.split[i].part_variances.none.variance > (avg_16x16[i] >> 1))) {
1338         force_split[i + 1] = 1;
1339         force_split[0] = 1;
1340       } else if (!is_key_frame && noise_level < kLow && cm->height <= 360 &&
1341                  (maxvar_16x16[i] - minvar_16x16[i]) > (thresholds[1] >> 1) &&
1342                  maxvar_16x16[i] > thresholds[1]) {
1343         force_split[i + 1] = 1;
1344         force_split[0] = 1;
1345       }
1346       avg_32x32 += var_32x32;
1347     }
1348   }
1349   if (!force_split[0]) {
1350     fill_variance_tree(&vt, BLOCK_64X64);
1351     get_variance(&vt.part_variances.none);
1352     // If variance of this 64x64 block is above (some threshold of) the average
1353     // variance over the sub-32x32 blocks, then force this block to split.
1354     // Only checking this for noise level >= medium for now.
1355     if (!is_key_frame && noise_level >= kMedium &&
1356         vt.part_variances.none.variance > (9 * avg_32x32) >> 5)
1357       force_split[0] = 1;
1358     // Else if the maximum 32x32 variance minus the miniumum 32x32 variance in
1359     // a 64x64 block is greater than threshold and the maximum 32x32 variance is
1360     // above a miniumum threshold, then force the split of a 64x64 block
1361     // Only check this for low noise.
1362     else if (!is_key_frame && noise_level < kMedium &&
1363              (max_var_32x32 - min_var_32x32) > 3 * (thresholds[0] >> 3) &&
1364              max_var_32x32 > thresholds[0] >> 1)
1365       force_split[0] = 1;
1366   }
1367
1368   // Now go through the entire structure, splitting every block size until
1369   // we get to one that's got a variance lower than our threshold.
1370   if (mi_col + 8 > cm->mi_cols || mi_row + 8 > cm->mi_rows ||
1371       !set_vt_partitioning(cpi, x, xd, &vt, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col,
1372                            thresholds[0], BLOCK_16X16, force_split[0])) {
1373     for (i = 0; i < 4; ++i) {
1374       const int x32_idx = ((i & 1) << 2);
1375       const int y32_idx = ((i >> 1) << 2);
1376       const int i2 = i << 2;
1377       if (!set_vt_partitioning(cpi, x, xd, &vt.split[i], BLOCK_32X32,
1378                                (mi_row + y32_idx), (mi_col + x32_idx),
1379                                thresholds[1], BLOCK_16X16,
1380                                force_split[i + 1])) {
1381         for (j = 0; j < 4; ++j) {
1382           const int x16_idx = ((j & 1) << 1);
1383           const int y16_idx = ((j >> 1) << 1);
1384           // For inter frames: if variance4x4downsample[] == 1 for this 16x16
1385           // block, then the variance is based on 4x4 down-sampling, so use vt2
1386           // in set_vt_partioning(), otherwise use vt.
1387           v16x16 *vtemp = (!is_key_frame && variance4x4downsample[i2 + j] == 1)
1388                               ? &vt2[i2 + j]
1389                               : &vt.split[i].split[j];
1390           if (!set_vt_partitioning(
1391                   cpi, x, xd, vtemp, BLOCK_16X16, mi_row + y32_idx + y16_idx,
1392                   mi_col + x32_idx + x16_idx, thresholds[2], cpi->vbp_bsize_min,
1393                   force_split[5 + i2 + j])) {
1394             for (k = 0; k < 4; ++k) {
1395               const int x8_idx = (k & 1);
1396               const int y8_idx = (k >> 1);
1397               if (use_4x4_partition) {
1398                 if (!set_vt_partitioning(cpi, x, xd, &vtemp->split[k],
1399                                          BLOCK_8X8,
1400                                          mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx,
1401                                          mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx,
1402                                          thresholds[3], BLOCK_8X8, 0)) {
1403                   set_block_size(
1404                       cpi, x, xd, (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
1405                       (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx), BLOCK_4X4);
1406                 }
1407               } else {
1408                 set_block_size(
1409                     cpi, x, xd, (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
1410                     (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx), BLOCK_8X8);
1411               }
1412             }
1413           }
1414         }
1415       }
1416     }
1417   }
1418
1419   if (cm->frame_type != KEY_FRAME && cpi->sf.copy_partition_flag) {
1420     update_prev_partition(cpi, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
1421     cpi->prev_segment_id[sb_offset] = segment_id;
1422     memcpy(&(cpi->prev_variance_low[sb_offset * 25]), x->variance_low,
1423            sizeof(x->variance_low));
1424     // Reset the counter for copy partitioning
1425     if (cpi->copied_frame_cnt[sb_offset] == cpi->max_copied_frame)
1426       cpi->copied_frame_cnt[sb_offset] = 0;
1427   }
1428
1429   if (cpi->sf.short_circuit_low_temp_var) {
1430     set_low_temp_var_flag(cpi, x, xd, &vt, thresholds, ref_frame_partition,
1431                           mi_col, mi_row);
1432   }
1433
1434   chroma_check(cpi, x, bsize, y_sad, is_key_frame);
1435   return 0;
1436 }
1437
1438 static void update_state(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1439                          int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
1440                          int output_enabled) {
1441   int i, x_idx, y;
1442   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1443   RD_COUNTS *const rdc = &td->rd_counts;
1444   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1445   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1446   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
1447   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
1448   MODE_INFO *mi = &ctx->mic;
1449   MODE_INFO *const xdmi = xd->mi[0];
1450   MODE_INFO *mi_addr = xd->mi[0];
1451   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
1452   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->sb_type];
1453   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->sb_type];
1454   const int x_mis = VPXMIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
1455   const int y_mis = VPXMIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
1456   MV_REF *const frame_mvs = cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
1457   int w, h;
1458
1459   const int mis = cm->mi_stride;
1460   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1461   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1462   int max_plane;
1463
1464   assert(mi->sb_type == bsize);
1465
1466   *mi_addr = *mi;
1467   *x->mbmi_ext = ctx->mbmi_ext;
1468
1469   // If segmentation in use
1470   if (seg->enabled) {
1471     // For in frame complexity AQ copy the segment id from the segment map.
1472     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
1473       const uint8_t *const map =
1474           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
1475       mi_addr->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1476     }
1477     // Else for cyclic refresh mode update the segment map, set the segment id
1478     // and then update the quantizer.
1479     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1480       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, xd->mi[0], mi_row, mi_col, bsize,
1481                                         ctx->rate, ctx->dist, x->skip, p);
1482     }
1483   }
1484
1485   max_plane = is_inter_block(xdmi) ? MAX_MB_PLANE : 1;
1486   for (i = 0; i < max_plane; ++i) {
1487     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][1];
1488     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][1];
1489     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][1];
1490     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][1];
1491   }
1492
1493   for (i = max_plane; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1494     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][2];
1495     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][2];
1496     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][2];
1497     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][2];
1498   }
1499
1500   // Restore the coding context of the MB to that that was in place
1501   // when the mode was picked for it
1502   for (y = 0; y < mi_height; y++)
1503     for (x_idx = 0; x_idx < mi_width; x_idx++)
1504       if ((xd->mb_to_right_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_width > x_idx &&
1505           (xd->mb_to_bottom_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_height > y) {
1506         xd->mi[x_idx + y * mis] = mi_addr;
1507       }
1508
1509   if (cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ) vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1510
1511   if (is_inter_block(xdmi) && xdmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
1512     xdmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
1513     xdmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
1514   }
1515
1516   x->skip = ctx->skip;
1517   memcpy(x->zcoeff_blk[xdmi->tx_size], ctx->zcoeff_blk,
1518          sizeof(ctx->zcoeff_blk[0]) * ctx->num_4x4_blk);
1519
1520   if (!output_enabled) return;
1521
1522 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
1523   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1524     static const int kf_mode_index[] = {
1525       THR_DC /*DC_PRED*/,          THR_V_PRED /*V_PRED*/,
1526       THR_H_PRED /*H_PRED*/,       THR_D45_PRED /*D45_PRED*/,
1527       THR_D135_PRED /*D135_PRED*/, THR_D117_PRED /*D117_PRED*/,
1528       THR_D153_PRED /*D153_PRED*/, THR_D207_PRED /*D207_PRED*/,
1529       THR_D63_PRED /*D63_PRED*/,   THR_TM /*TM_PRED*/,
1530     };
1531     ++cpi->mode_chosen_counts[kf_mode_index[xdmi->mode]];
1532   } else {
1533     // Note how often each mode chosen as best
1534     ++cpi->mode_chosen_counts[ctx->best_mode_index];
1535   }
1536 #endif
1537   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1538     if (is_inter_block(xdmi)) {
1539       vp9_update_mv_count(td);
1540
1541       if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1542         const int ctx = get_pred_context_switchable_interp(xd);
1543         ++td->counts->switchable_interp[ctx][xdmi->interp_filter];
1544       }
1545     }
1546
1547     rdc->comp_pred_diff[SINGLE_REFERENCE] += ctx->single_pred_diff;
1548     rdc->comp_pred_diff[COMPOUND_REFERENCE] += ctx->comp_pred_diff;
1549     rdc->comp_pred_diff[REFERENCE_MODE_SELECT] += ctx->hybrid_pred_diff;
1550
1551     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
1552       rdc->filter_diff[i] += ctx->best_filter_diff[i];
1553   }
1554
1555   for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
1556     MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
1557     for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
1558       MV_REF *const mv = frame_mv + w;
1559       mv->ref_frame[0] = mi->ref_frame[0];
1560       mv->ref_frame[1] = mi->ref_frame[1];
1561       mv->mv[0].as_int = mi->mv[0].as_int;
1562       mv->mv[1].as_int = mi->mv[1].as_int;
1563     }
1564   }
1565 }
1566
1567 void vp9_setup_src_planes(MACROBLOCK *x, const YV12_BUFFER_CONFIG *src,
1568                           int mi_row, int mi_col) {
1569   uint8_t *const buffers[3] = { src->y_buffer, src->u_buffer, src->v_buffer };
1570   const int strides[3] = { src->y_stride, src->uv_stride, src->uv_stride };
1571   int i;
1572
1573   // Set current frame pointer.
1574   x->e_mbd.cur_buf = src;
1575
1576   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; i++)
1577     setup_pred_plane(&x->plane[i].src, buffers[i], strides[i], mi_row, mi_col,
1578                      NULL, x->e_mbd.plane[i].subsampling_x,
1579                      x->e_mbd.plane[i].subsampling_y);
1580 }
1581
1582 static void set_mode_info_seg_skip(MACROBLOCK *x, TX_MODE tx_mode,
1583                                    RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize) {
1584   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1585   MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
1586   INTERP_FILTER filter_ref;
1587
1588   filter_ref = get_pred_context_switchable_interp(xd);
1589   if (filter_ref == SWITCHABLE_FILTERS) filter_ref = EIGHTTAP;
1590
1591   mi->sb_type = bsize;
1592   mi->mode = ZEROMV;
1593   mi->tx_size =
1594       VPXMIN(max_txsize_lookup[bsize], tx_mode_to_biggest_tx_size[tx_mode]);
1595   mi->skip = 1;
1596   mi->uv_mode = DC_PRED;
1597   mi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
1598   mi->ref_frame[1] = NONE;
1599   mi->mv[0].as_int = 0;
1600   mi->interp_filter = filter_ref;
1601
1602   xd->mi[0]->bmi[0].as_mv[0].as_int = 0;
1603   x->skip = 1;
1604
1605   vp9_rd_cost_init(rd_cost);
1606 }
1607
1608 static int set_segment_rdmult(VP9_COMP *const cpi, MACROBLOCK *const x,
1609                               int8_t segment_id) {
1610   int segment_qindex;
1611   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1612   vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1613   vpx_clear_system_state();
1614   segment_qindex = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id, cm->base_qindex);
1615   return vp9_compute_rd_mult(cpi, segment_qindex + cm->y_dc_delta_q);
1616 }
1617
1618 static void rd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, TileDataEnc *tile_data,
1619                              MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1620                              RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
1621                              PICK_MODE_CONTEXT *ctx, int64_t best_rd) {
1622   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1623   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
1624   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1625   MODE_INFO *mi;
1626   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
1627   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
1628   const AQ_MODE aq_mode = cpi->oxcf.aq_mode;
1629   int i, orig_rdmult;
1630
1631   vpx_clear_system_state();
1632
1633   // Use the lower precision, but faster, 32x32 fdct for mode selection.
1634   x->use_lp32x32fdct = 1;
1635
1636   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
1637   mi = xd->mi[0];
1638   mi->sb_type = bsize;
1639
1640   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1641     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
1642     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
1643     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
1644     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
1645   }
1646   ctx->is_coded = 0;
1647   ctx->skippable = 0;
1648   ctx->pred_pixel_ready = 0;
1649   x->skip_recode = 0;
1650
1651   // Set to zero to make sure we do not use the previous encoded frame stats
1652   mi->skip = 0;
1653
1654 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1655   if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
1656     x->source_variance = vp9_high_get_sby_perpixel_variance(
1657         cpi, &x->plane[0].src, bsize, xd->bd);
1658   } else {
1659     x->source_variance =
1660         vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
1661   }
1662 #else
1663   x->source_variance =
1664       vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
1665 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1666
1667   // Save rdmult before it might be changed, so it can be restored later.
1668   orig_rdmult = x->rdmult;
1669
1670   if ((cpi->sf.tx_domain_thresh > 0.0) || (cpi->sf.quant_opt_thresh > 0.0)) {
1671     double logvar = vp9_log_block_var(cpi, x, bsize);
1672     // Check block complexity as part of descision on using pixel or transform
1673     // domain distortion in rd tests.
1674     x->block_tx_domain = cpi->sf.allow_txfm_domain_distortion &&
1675                          (logvar >= cpi->sf.tx_domain_thresh);
1676
1677     // Check block complexity as part of descision on using quantized
1678     // coefficient optimisation inside the rd loop.
1679     x->block_qcoeff_opt =
1680         cpi->sf.allow_quant_coeff_opt && (logvar <= cpi->sf.quant_opt_thresh);
1681   } else {
1682     x->block_tx_domain = cpi->sf.allow_txfm_domain_distortion;
1683     x->block_qcoeff_opt = cpi->sf.allow_quant_coeff_opt;
1684   }
1685
1686   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
1687     const int energy =
1688         bsize <= BLOCK_16X16 ? x->mb_energy : vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1689
1690     if (cm->frame_type == KEY_FRAME || cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1691         cpi->force_update_segmentation ||
1692         (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
1693       mi->segment_id = vp9_vaq_segment_id(energy);
1694     } else {
1695       const uint8_t *const map =
1696           cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
1697       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1698     }
1699     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mi->segment_id);
1700   } else if (aq_mode == LOOKAHEAD_AQ) {
1701     const uint8_t *const map = cpi->segmentation_map;
1702
1703     // I do not change rdmult here consciously.
1704     mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1705   } else if (aq_mode == EQUATOR360_AQ) {
1706     if (cm->frame_type == KEY_FRAME || cpi->force_update_segmentation) {
1707       mi->segment_id = vp9_360aq_segment_id(mi_row, cm->mi_rows);
1708     } else {
1709       const uint8_t *const map =
1710           cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
1711       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1712     }
1713     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mi->segment_id);
1714   } else if (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
1715     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mi->segment_id);
1716   } else if (aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1717     const uint8_t *const map =
1718         cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
1719     // If segment is boosted, use rdmult for that segment.
1720     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(
1721             get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col)))
1722       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
1723   }
1724
1725   // Find best coding mode & reconstruct the MB so it is available
1726   // as a predictor for MBs that follow in the SB
1727   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1728     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1729   } else {
1730     if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1731       if (segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
1732         vp9_rd_pick_inter_mode_sb_seg_skip(cpi, tile_data, x, rd_cost, bsize,
1733                                            ctx, best_rd);
1734       else
1735         vp9_rd_pick_inter_mode_sb(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
1736                                   bsize, ctx, best_rd);
1737     } else {
1738       vp9_rd_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
1739                                     bsize, ctx, best_rd);
1740     }
1741   }
1742
1743   // Examine the resulting rate and for AQ mode 2 make a segment choice.
1744   if ((rd_cost->rate != INT_MAX) && (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) &&
1745       (bsize >= BLOCK_16X16) &&
1746       (cm->frame_type == KEY_FRAME || cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1747        (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref))) {
1748     vp9_caq_select_segment(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, rd_cost->rate);
1749   }
1750
1751   x->rdmult = orig_rdmult;
1752
1753   // TODO(jingning) The rate-distortion optimization flow needs to be
1754   // refactored to provide proper exit/return handle.
1755   if (rd_cost->rate == INT_MAX) rd_cost->rdcost = INT64_MAX;
1756
1757   ctx->rate = rd_cost->rate;
1758   ctx->dist = rd_cost->dist;
1759 }
1760
1761 static void update_stats(VP9_COMMON *cm, ThreadData *td) {
1762   const MACROBLOCK *x = &td->mb;
1763   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1764   const MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
1765   const MB_MODE_INFO_EXT *const mbmi_ext = x->mbmi_ext;
1766   const BLOCK_SIZE bsize = mi->sb_type;
1767
1768   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1769     FRAME_COUNTS *const counts = td->counts;
1770     const int inter_block = is_inter_block(mi);
1771     const int seg_ref_active =
1772         segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_REF_FRAME);
1773     if (!seg_ref_active) {
1774       counts->intra_inter[get_intra_inter_context(xd)][inter_block]++;
1775       // If the segment reference feature is enabled we have only a single
1776       // reference frame allowed for the segment so exclude it from
1777       // the reference frame counts used to work out probabilities.
1778       if (inter_block) {
1779         const MV_REFERENCE_FRAME ref0 = mi->ref_frame[0];
1780         if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT)
1781           counts->comp_inter[vp9_get_reference_mode_context(cm, xd)]
1782                             [has_second_ref(mi)]++;
1783
1784         if (has_second_ref(mi)) {
1785           counts->comp_ref[vp9_get_pred_context_comp_ref_p(cm, xd)]
1786                           [ref0 == GOLDEN_FRAME]++;
1787         } else {
1788           counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p1(xd)][0]
1789                             [ref0 != LAST_FRAME]++;
1790           if (ref0 != LAST_FRAME)
1791             counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p2(xd)][1]
1792                               [ref0 != GOLDEN_FRAME]++;
1793         }
1794       }
1795     }
1796     if (inter_block &&
1797         !segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
1798       const int mode_ctx = mbmi_ext->mode_context[mi->ref_frame[0]];
1799       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1800         const PREDICTION_MODE mode = mi->mode;
1801         ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(mode)];
1802       } else {
1803         const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1804         const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1805         int idx, idy;
1806         for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h) {
1807           for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w) {
1808             const int j = idy * 2 + idx;
1809             const PREDICTION_MODE b_mode = mi->bmi[j].as_mode;
1810             ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(b_mode)];
1811           }
1812         }
1813       }
1814     }
1815   }
1816 }
1817
1818 static void restore_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1819                             ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1820                             ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1821                             PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1822                             BLOCK_SIZE bsize) {
1823   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1824   int p;
1825   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1826   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1827   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1828   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1829   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; p++) {
1830     memcpy(xd->above_context[p] + ((mi_col * 2) >> xd->plane[p].subsampling_x),
1831            a + num_4x4_blocks_wide * p,
1832            (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1833                xd->plane[p].subsampling_x);
1834     memcpy(xd->left_context[p] +
1835                ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1836            l + num_4x4_blocks_high * p,
1837            (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1838                xd->plane[p].subsampling_y);
1839   }
1840   memcpy(xd->above_seg_context + mi_col, sa,
1841          sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1842   memcpy(xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK), sl,
1843          sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1844 }
1845
1846 static void save_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1847                          ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1848                          ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1849                          PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1850                          BLOCK_SIZE bsize) {
1851   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1852   int p;
1853   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1854   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1855   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1856   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1857
1858   // buffer the above/left context information of the block in search.
1859   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; ++p) {
1860     memcpy(a + num_4x4_blocks_wide * p,
1861            xd->above_context[p] + (mi_col * 2 >> xd->plane[p].subsampling_x),
1862            (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1863                xd->plane[p].subsampling_x);
1864     memcpy(l + num_4x4_blocks_high * p,
1865            xd->left_context[p] +
1866                ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1867            (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1868                xd->plane[p].subsampling_y);
1869   }
1870   memcpy(sa, xd->above_seg_context + mi_col,
1871          sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1872   memcpy(sl, xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK),
1873          sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1874 }
1875
1876 static void encode_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile, ThreadData *td,
1877                      TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1878                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1879                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1880   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1881   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
1882   update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize, output_enabled);
1883   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
1884
1885   if (output_enabled) {
1886     update_stats(&cpi->common, td);
1887
1888     (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1889     (*tp)++;
1890   }
1891 }
1892
1893 static void encode_sb(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, const TileInfo *const tile,
1894                       TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1895                       int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize, PC_TREE *pc_tree) {
1896   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1897   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1898   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1899
1900   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
1901   int ctx;
1902   PARTITION_TYPE partition;
1903   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
1904
1905   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
1906
1907   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1908     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1909     subsize = get_subsize(bsize, pc_tree->partitioning);
1910   } else {
1911     ctx = 0;
1912     subsize = BLOCK_4X4;
1913   }
1914
1915   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1916   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
1917     td->counts->partition[ctx][partition]++;
1918
1919   switch (partition) {
1920     case PARTITION_NONE:
1921       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1922                &pc_tree->none);
1923       break;
1924     case PARTITION_VERT:
1925       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1926                &pc_tree->vertical[0]);
1927       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
1928         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1929                  subsize, &pc_tree->vertical[1]);
1930       }
1931       break;
1932     case PARTITION_HORZ:
1933       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1934                &pc_tree->horizontal[0]);
1935       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
1936         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1937                  subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
1938       }
1939       break;
1940     case PARTITION_SPLIT:
1941       if (bsize == BLOCK_8X8) {
1942         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1943                  pc_tree->leaf_split[0]);
1944       } else {
1945         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1946                   pc_tree->split[0]);
1947         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1948                   subsize, pc_tree->split[1]);
1949         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1950                   subsize, pc_tree->split[2]);
1951         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
1952                   subsize, pc_tree->split[3]);
1953       }
1954       break;
1955     default: assert(0 && "Invalid partition type."); break;
1956   }
1957
1958   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1959     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1960 }
1961
1962 // Check to see if the given partition size is allowed for a specified number
1963 // of 8x8 block rows and columns remaining in the image.
1964 // If not then return the largest allowed partition size
1965 static BLOCK_SIZE find_partition_size(BLOCK_SIZE bsize, int rows_left,
1966                                       int cols_left, int *bh, int *bw) {
1967   if (rows_left <= 0 || cols_left <= 0) {
1968     return VPXMIN(bsize, BLOCK_8X8);
1969   } else {
1970     for (; bsize > 0; bsize -= 3) {
1971       *bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1972       *bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1973       if ((*bh <= rows_left) && (*bw <= cols_left)) {
1974         break;
1975       }
1976     }
1977   }
1978   return bsize;
1979 }
1980
1981 static void set_partial_b64x64_partition(MODE_INFO *mi, int mis, int bh_in,
1982                                          int bw_in, int row8x8_remaining,
1983                                          int col8x8_remaining, BLOCK_SIZE bsize,
1984                                          MODE_INFO **mi_8x8) {
1985   int bh = bh_in;
1986   int r, c;
1987   for (r = 0; r < MI_BLOCK_SIZE; r += bh) {
1988     int bw = bw_in;
1989     for (c = 0; c < MI_BLOCK_SIZE; c += bw) {
1990       const int index = r * mis + c;
1991       mi_8x8[index] = mi + index;
1992       mi_8x8[index]->sb_type = find_partition_size(
1993           bsize, row8x8_remaining - r, col8x8_remaining - c, &bh, &bw);
1994     }
1995   }
1996 }
1997
1998 // This function attempts to set all mode info entries in a given SB64
1999 // to the same block partition size.
2000 // However, at the bottom and right borders of the image the requested size
2001 // may not be allowed in which case this code attempts to choose the largest
2002 // allowable partition.
2003 static void set_fixed_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2004                                    MODE_INFO **mi_8x8, int mi_row, int mi_col,
2005                                    BLOCK_SIZE bsize) {
2006   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2007   const int mis = cm->mi_stride;
2008   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2009   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2010   int block_row, block_col;
2011   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
2012   int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2013   int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2014
2015   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
2016
2017   // Apply the requested partition size to the SB64 if it is all "in image"
2018   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
2019       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
2020     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
2021       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
2022         int index = block_row * mis + block_col;
2023         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
2024         mi_8x8[index]->sb_type = bsize;
2025       }
2026     }
2027   } else {
2028     // Else this is a partial SB64.
2029     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw, row8x8_remaining,
2030                                  col8x8_remaining, bsize, mi_8x8);
2031   }
2032 }
2033
2034 static const struct {
2035   int row;
2036   int col;
2037 } coord_lookup[16] = {
2038   // 32x32 index = 0
2039   { 0, 0 },
2040   { 0, 2 },
2041   { 2, 0 },
2042   { 2, 2 },
2043   // 32x32 index = 1
2044   { 0, 4 },
2045   { 0, 6 },
2046   { 2, 4 },
2047   { 2, 6 },
2048   // 32x32 index = 2
2049   { 4, 0 },
2050   { 4, 2 },
2051   { 6, 0 },
2052   { 6, 2 },
2053   // 32x32 index = 3
2054   { 4, 4 },
2055   { 4, 6 },
2056   { 6, 4 },
2057   { 6, 6 },
2058 };
2059
2060 static void set_source_var_based_partition(VP9_COMP *cpi,
2061                                            const TileInfo *const tile,
2062                                            MACROBLOCK *const x,
2063                                            MODE_INFO **mi_8x8, int mi_row,
2064                                            int mi_col) {
2065   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2066   const int mis = cm->mi_stride;
2067   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2068   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2069   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
2070
2071   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
2072
2073   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
2074
2075   // In-image SB64
2076   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
2077       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
2078     int i, j;
2079     int index;
2080     diff d32[4];
2081     const int offset = (mi_row >> 1) * cm->mb_cols + (mi_col >> 1);
2082     int is_larger_better = 0;
2083     int use32x32 = 0;
2084     unsigned int thr = cpi->source_var_thresh;
2085
2086     memset(d32, 0, 4 * sizeof(diff));
2087
2088     for (i = 0; i < 4; i++) {
2089       diff *d16[4];
2090
2091       for (j = 0; j < 4; j++) {
2092         int b_mi_row = coord_lookup[i * 4 + j].row;
2093         int b_mi_col = coord_lookup[i * 4 + j].col;
2094         int boffset = b_mi_row / 2 * cm->mb_cols + b_mi_col / 2;
2095
2096         d16[j] = cpi->source_diff_var + offset + boffset;
2097
2098         index = b_mi_row * mis + b_mi_col;
2099         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
2100         mi_8x8[index]->sb_type = BLOCK_16X16;
2101
2102         // TODO(yunqingwang): If d16[j].var is very large, use 8x8 partition
2103         // size to further improve quality.
2104       }
2105
2106       is_larger_better = (d16[0]->var < thr) && (d16[1]->var < thr) &&
2107                          (d16[2]->var < thr) && (d16[3]->var < thr);
2108
2109       // Use 32x32 partition
2110       if (is_larger_better) {
2111         use32x32 += 1;
2112
2113         for (j = 0; j < 4; j++) {
2114           d32[i].sse += d16[j]->sse;
2115           d32[i].sum += d16[j]->sum;
2116         }
2117
2118         d32[i].var =
2119             (unsigned int)(d32[i].sse -
2120                            (unsigned int)(((int64_t)d32[i].sum * d32[i].sum) >>
2121                                           10));
2122
2123         index = coord_lookup[i * 4].row * mis + coord_lookup[i * 4].col;
2124         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
2125         mi_8x8[index]->sb_type = BLOCK_32X32;
2126       }
2127     }
2128
2129     if (use32x32 == 4) {
2130       thr <<= 1;
2131       is_larger_better = (d32[0].var < thr) && (d32[1].var < thr) &&
2132                          (d32[2].var < thr) && (d32[3].var < thr);
2133
2134       // Use 64x64 partition
2135       if (is_larger_better) {
2136         mi_8x8[0] = mi_upper_left;
2137         mi_8x8[0]->sb_type = BLOCK_64X64;
2138       }
2139     }
2140   } else {  // partial in-image SB64
2141     int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_16X16];
2142     int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_16X16];
2143     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw, row8x8_remaining,
2144                                  col8x8_remaining, BLOCK_16X16, mi_8x8);
2145   }
2146 }
2147
2148 static void update_state_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2149                             PICK_MODE_CONTEXT *ctx, int mi_row, int mi_col,
2150                             int bsize) {
2151   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2152   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2153   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2154   MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
2155   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
2156   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
2157   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->sb_type];
2158   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->sb_type];
2159   const int x_mis = VPXMIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
2160   const int y_mis = VPXMIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
2161
2162   *(xd->mi[0]) = ctx->mic;
2163   *(x->mbmi_ext) = ctx->mbmi_ext;
2164
2165   if (seg->enabled && cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ) {
2166     // For in frame complexity AQ or variance AQ, copy segment_id from
2167     // segmentation_map.
2168     if (cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ) {
2169       const uint8_t *const map =
2170           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
2171       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
2172     } else {
2173       // Setting segmentation map for cyclic_refresh.
2174       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, mi, mi_row, mi_col, bsize,
2175                                         ctx->rate, ctx->dist, x->skip, p);
2176     }
2177     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
2178   }
2179
2180   if (is_inter_block(mi)) {
2181     vp9_update_mv_count(td);
2182     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
2183       const int pred_ctx = get_pred_context_switchable_interp(xd);
2184       ++td->counts->switchable_interp[pred_ctx][mi->interp_filter];
2185     }
2186
2187     if (mi->sb_type < BLOCK_8X8) {
2188       mi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
2189       mi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
2190     }
2191   }
2192
2193   if (cm->use_prev_frame_mvs || !cm->error_resilient_mode ||
2194       (cpi->svc.use_base_mv && cpi->svc.number_spatial_layers > 1 &&
2195        cpi->svc.spatial_layer_id != cpi->svc.number_spatial_layers - 1)) {
2196     MV_REF *const frame_mvs =
2197         cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
2198     int w, h;
2199
2200     for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
2201       MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
2202       for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
2203         MV_REF *const mv = frame_mv + w;
2204         mv->ref_frame[0] = mi->ref_frame[0];
2205         mv->ref_frame[1] = mi->ref_frame[1];
2206         mv->mv[0].as_int = mi->mv[0].as_int;
2207         mv->mv[1].as_int = mi->mv[1].as_int;
2208       }
2209     }
2210   }
2211
2212   x->skip = ctx->skip;
2213   x->skip_txfm[0] = mi->segment_id ? 0 : ctx->skip_txfm[0];
2214 }
2215
2216 static void encode_b_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2217                         const TileInfo *const tile, TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
2218                         int mi_col, int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
2219                         PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2220   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2221   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
2222   update_state_rt(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize);
2223
2224   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
2225   update_stats(&cpi->common, td);
2226
2227   (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
2228   (*tp)++;
2229 }
2230
2231 static void encode_sb_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2232                          const TileInfo *const tile, TOKENEXTRA **tp,
2233                          int mi_row, int mi_col, int output_enabled,
2234                          BLOCK_SIZE bsize, PC_TREE *pc_tree) {
2235   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2236   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2237   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2238
2239   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
2240   int ctx;
2241   PARTITION_TYPE partition;
2242   BLOCK_SIZE subsize;
2243
2244   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
2245
2246   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2247     const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
2248     MODE_INFO **mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
2249     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2250     subsize = mi_8x8[0]->sb_type;
2251   } else {
2252     ctx = 0;
2253     subsize = BLOCK_4X4;
2254   }
2255
2256   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
2257   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
2258     td->counts->partition[ctx][partition]++;
2259
2260   switch (partition) {
2261     case PARTITION_NONE:
2262       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2263                   &pc_tree->none);
2264       break;
2265     case PARTITION_VERT:
2266       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2267                   &pc_tree->vertical[0]);
2268       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
2269         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
2270                     subsize, &pc_tree->vertical[1]);
2271       }
2272       break;
2273     case PARTITION_HORZ:
2274       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2275                   &pc_tree->horizontal[0]);
2276       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
2277         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
2278                     subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
2279       }
2280       break;
2281     case PARTITION_SPLIT:
2282       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2283       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2284                    pc_tree->split[0]);
2285       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
2286                    subsize, pc_tree->split[1]);
2287       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
2288                    subsize, pc_tree->split[2]);
2289       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs,
2290                    output_enabled, subsize, pc_tree->split[3]);
2291       break;
2292     default: assert(0 && "Invalid partition type."); break;
2293   }
2294
2295   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
2296     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
2297 }
2298
2299 static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2300                              TileDataEnc *tile_data, MODE_INFO **mi_8x8,
2301                              TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
2302                              BLOCK_SIZE bsize, int *rate, int64_t *dist,
2303                              int do_recon, PC_TREE *pc_tree) {
2304   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2305   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2306   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2307   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2308   const int mis = cm->mi_stride;
2309   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
2310   const int mi_step = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2311   const int bss = (1 << bsl) / 4;
2312   int i, pl;
2313   PARTITION_TYPE partition = PARTITION_NONE;
2314   BLOCK_SIZE subsize;
2315   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2316   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2317   RD_COST last_part_rdc, none_rdc, chosen_rdc;
2318   BLOCK_SIZE sub_subsize = BLOCK_4X4;
2319   int splits_below = 0;
2320   BLOCK_SIZE bs_type = mi_8x8[0]->sb_type;
2321   int do_partition_search = 1;
2322   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
2323
2324   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
2325
2326   assert(num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2327          num_4x4_blocks_high_lookup[bsize]);
2328
2329   vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2330   vp9_rd_cost_reset(&none_rdc);
2331   vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
2332
2333   partition = partition_lookup[bsl][bs_type];
2334   subsize = get_subsize(bsize, partition);
2335
2336   pc_tree->partitioning = partition;
2337   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2338
2339   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ) {
2340     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2341     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
2342   }
2343
2344   if (do_partition_search &&
2345       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
2346       cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame) {
2347     // Check if any of the sub blocks are further split.
2348     if (partition == PARTITION_SPLIT && subsize > BLOCK_8X8) {
2349       sub_subsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
2350       splits_below = 1;
2351       for (i = 0; i < 4; i++) {
2352         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
2353         MODE_INFO *this_mi = mi_8x8[jj * bss * mis + ii * bss];
2354         if (this_mi && this_mi->sb_type >= sub_subsize) {
2355           splits_below = 0;
2356         }
2357       }
2358     }
2359
2360     // If partition is not none try none unless each of the 4 splits are split
2361     // even further..
2362     if (partition != PARTITION_NONE && !splits_below &&
2363         mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
2364         mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
2365       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2366       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &none_rdc, bsize, ctx,
2367                        INT64_MAX);
2368
2369       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2370
2371       if (none_rdc.rate < INT_MAX) {
2372         none_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2373         none_rdc.rdcost =
2374             RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, none_rdc.rate, none_rdc.dist);
2375       }
2376
2377       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2378       mi_8x8[0]->sb_type = bs_type;
2379       pc_tree->partitioning = partition;
2380     }
2381   }
2382
2383   switch (partition) {
2384     case PARTITION_NONE:
2385       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc, bsize,
2386                        ctx, INT64_MAX);
2387       break;
2388     case PARTITION_HORZ:
2389       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2390                        subsize, &pc_tree->horizontal[0], INT64_MAX);
2391       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX && bsize >= BLOCK_8X8 &&
2392           mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows) {
2393         RD_COST tmp_rdc;
2394         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
2395         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
2396         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2397         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2398         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + (mi_step >> 1), mi_col,
2399                          &tmp_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1], INT64_MAX);
2400         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2401           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2402           break;
2403         }
2404         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2405         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2406         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
2407       }
2408       break;
2409     case PARTITION_VERT:
2410       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2411                        subsize, &pc_tree->vertical[0], INT64_MAX);
2412       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX && bsize >= BLOCK_8X8 &&
2413           mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
2414         RD_COST tmp_rdc;
2415         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->vertical[0];
2416         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
2417         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2418         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2419         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + (mi_step >> 1),
2420                          &tmp_rdc, subsize,
2421                          &pc_tree->vertical[bsize > BLOCK_8X8], INT64_MAX);
2422         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2423           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2424           break;
2425         }
2426         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2427         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2428         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
2429       }
2430       break;
2431     case PARTITION_SPLIT:
2432       if (bsize == BLOCK_8X8) {
2433         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2434                          subsize, pc_tree->leaf_split[0], INT64_MAX);
2435         break;
2436       }
2437       last_part_rdc.rate = 0;
2438       last_part_rdc.dist = 0;
2439       last_part_rdc.rdcost = 0;
2440       for (i = 0; i < 4; i++) {
2441         int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
2442         int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
2443         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
2444         RD_COST tmp_rdc;
2445         if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
2446           continue;
2447
2448         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
2449         rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi_8x8 + jj * bss * mis + ii * bss,
2450                          tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize,
2451                          &tmp_rdc.rate, &tmp_rdc.dist, i != 3,
2452                          pc_tree->split[i]);
2453         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2454           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2455           break;
2456         }
2457         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2458         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2459       }
2460       break;
2461     default: assert(0); break;
2462   }
2463
2464   pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2465   if (last_part_rdc.rate < INT_MAX) {
2466     last_part_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][partition];
2467     last_part_rdc.rdcost =
2468         RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, last_part_rdc.rate, last_part_rdc.dist);
2469   }
2470
2471   if (do_partition_search && cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame &&
2472       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
2473       partition != PARTITION_SPLIT && bsize > BLOCK_8X8 &&
2474       (mi_row + mi_step < cm->mi_rows ||
2475        mi_row + (mi_step >> 1) == cm->mi_rows) &&
2476       (mi_col + mi_step < cm->mi_cols ||
2477        mi_col + (mi_step >> 1) == cm->mi_cols)) {
2478     BLOCK_SIZE split_subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2479     chosen_rdc.rate = 0;
2480     chosen_rdc.dist = 0;
2481     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2482     pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
2483
2484     // Split partition.
2485     for (i = 0; i < 4; i++) {
2486       int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
2487       int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
2488       RD_COST tmp_rdc;
2489       ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2490       PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2491
2492       if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
2493         continue;
2494
2495       save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2496       pc_tree->split[i]->partitioning = PARTITION_NONE;
2497       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2498                        &tmp_rdc, split_subsize, &pc_tree->split[i]->none,
2499                        INT64_MAX);
2500
2501       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2502
2503       if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2504         vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
2505         break;
2506       }
2507
2508       chosen_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2509       chosen_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2510
2511       if (i != 3)
2512         encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, 0,
2513                   split_subsize, pc_tree->split[i]);
2514
2515       pl = partition_plane_context(xd, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2516                                    split_subsize);
2517       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2518     }
2519     pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2520     if (chosen_rdc.rate < INT_MAX) {
2521       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2522       chosen_rdc.rdcost =
2523           RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, chosen_rdc.rate, chosen_rdc.dist);
2524     }
2525   }
2526
2527   // If last_part is better set the partitioning to that.
2528   if (last_part_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
2529     mi_8x8[0]->sb_type = bsize;
2530     if (bsize >= BLOCK_8X8) pc_tree->partitioning = partition;
2531     chosen_rdc = last_part_rdc;
2532   }
2533   // If none was better set the partitioning to that.
2534   if (none_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
2535     if (bsize >= BLOCK_8X8) pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2536     chosen_rdc = none_rdc;
2537   }
2538
2539   restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2540
2541   // We must have chosen a partitioning and encoding or we'll fail later on.
2542   // No other opportunities for success.
2543   if (bsize == BLOCK_64X64)
2544     assert(chosen_rdc.rate < INT_MAX && chosen_rdc.dist < INT64_MAX);
2545
2546   if (do_recon) {
2547     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2548     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
2549               pc_tree);
2550   }
2551
2552   *rate = chosen_rdc.rate;
2553   *dist = chosen_rdc.dist;
2554 }
2555
2556 static const BLOCK_SIZE min_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
2557   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,  BLOCK_4X4, BLOCK_4X4,
2558   BLOCK_4X4,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,  BLOCK_8X8, BLOCK_16X16,
2559   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16
2560 };
2561
2562 static const BLOCK_SIZE max_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
2563   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_32X32,
2564   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
2565   BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64
2566 };
2567
2568 // Look at all the mode_info entries for blocks that are part of this
2569 // partition and find the min and max values for sb_type.
2570 // At the moment this is designed to work on a 64x64 SB but could be
2571 // adjusted to use a size parameter.
2572 //
2573 // The min and max are assumed to have been initialized prior to calling this
2574 // function so repeat calls can accumulate a min and max of more than one sb64.
2575 static void get_sb_partition_size_range(MACROBLOCKD *xd, MODE_INFO **mi_8x8,
2576                                         BLOCK_SIZE *min_block_size,
2577                                         BLOCK_SIZE *max_block_size,
2578                                         int bs_hist[BLOCK_SIZES]) {
2579   int sb_width_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
2580   int sb_height_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
2581   int i, j;
2582   int index = 0;
2583
2584   // Check the sb_type for each block that belongs to this region.
2585   for (i = 0; i < sb_height_in_blocks; ++i) {
2586     for (j = 0; j < sb_width_in_blocks; ++j) {
2587       MODE_INFO *mi = mi_8x8[index + j];
2588       BLOCK_SIZE sb_type = mi ? mi->sb_type : 0;
2589       bs_hist[sb_type]++;
2590       *min_block_size = VPXMIN(*min_block_size, sb_type);
2591       *max_block_size = VPXMAX(*max_block_size, sb_type);
2592     }
2593     index += xd->mi_stride;
2594   }
2595 }
2596
2597 // Next square block size less or equal than current block size.
2598 static const BLOCK_SIZE next_square_size[BLOCK_SIZES] = {
2599   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,
2600   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_32X32,
2601   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_64X64
2602 };
2603
2604 // Look at neighboring blocks and set a min and max partition size based on
2605 // what they chose.
2606 static void rd_auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2607                                     MACROBLOCKD *const xd, int mi_row,
2608                                     int mi_col, BLOCK_SIZE *min_block_size,
2609                                     BLOCK_SIZE *max_block_size) {
2610   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2611   MODE_INFO **mi = xd->mi;
2612   const int left_in_image = !!xd->left_mi;
2613   const int above_in_image = !!xd->above_mi;
2614   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2615   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2616   int bh, bw;
2617   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_4X4;
2618   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_64X64;
2619   int bs_hist[BLOCK_SIZES] = { 0 };
2620
2621   // Trap case where we do not have a prediction.
2622   if (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2623     // Default "min to max" and "max to min"
2624     min_size = BLOCK_64X64;
2625     max_size = BLOCK_4X4;
2626
2627     // NOTE: each call to get_sb_partition_size_range() uses the previous
2628     // passed in values for min and max as a starting point.
2629     // Find the min and max partition used in previous frame at this location
2630     if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2631       MODE_INFO **prev_mi =
2632           &cm->prev_mi_grid_visible[mi_row * xd->mi_stride + mi_col];
2633       get_sb_partition_size_range(xd, prev_mi, &min_size, &max_size, bs_hist);
2634     }
2635     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64
2636     if (left_in_image) {
2637       MODE_INFO **left_sb64_mi = &mi[-MI_BLOCK_SIZE];
2638       get_sb_partition_size_range(xd, left_sb64_mi, &min_size, &max_size,
2639                                   bs_hist);
2640     }
2641     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
2642     if (above_in_image) {
2643       MODE_INFO **above_sb64_mi = &mi[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE];
2644       get_sb_partition_size_range(xd, above_sb64_mi, &min_size, &max_size,
2645                                   bs_hist);
2646     }
2647
2648     // Adjust observed min and max for "relaxed" auto partition case.
2649     if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size == RELAXED_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
2650       min_size = min_partition_size[min_size];
2651       max_size = max_partition_size[max_size];
2652     }
2653   }
2654
2655   // Check border cases where max and min from neighbors may not be legal.
2656   max_size = find_partition_size(max_size, row8x8_remaining, col8x8_remaining,
2657                                  &bh, &bw);
2658   // Test for blocks at the edge of the active image.
2659   // This may be the actual edge of the image or where there are formatting
2660   // bars.
2661   if (vp9_active_edge_sb(cpi, mi_row, mi_col)) {
2662     min_size = BLOCK_4X4;
2663   } else {
2664     min_size =
2665         VPXMIN(cpi->sf.rd_auto_partition_min_limit, VPXMIN(min_size, max_size));
2666   }
2667
2668   // When use_square_partition_only is true, make sure at least one square
2669   // partition is allowed by selecting the next smaller square size as
2670   // *min_block_size.
2671   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
2672       next_square_size[max_size] < min_size) {
2673     min_size = next_square_size[max_size];
2674   }
2675
2676   *min_block_size = min_size;
2677   *max_block_size = max_size;
2678 }
2679
2680 // TODO(jingning) refactor functions setting partition search range
2681 static void set_partition_range(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd, int mi_row,
2682                                 int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
2683                                 BLOCK_SIZE *min_bs, BLOCK_SIZE *max_bs) {
2684   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2685   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2686   int idx, idy;
2687
2688   MODE_INFO *mi;
2689   const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
2690   MODE_INFO **prev_mi = &cm->prev_mi_grid_visible[idx_str];
2691   BLOCK_SIZE bs, min_size, max_size;
2692
2693   min_size = BLOCK_64X64;
2694   max_size = BLOCK_4X4;
2695
2696   if (prev_mi) {
2697     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2698       for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2699         mi = prev_mi[idy * cm->mi_stride + idx];
2700         bs = mi ? mi->sb_type : bsize;
2701         min_size = VPXMIN(min_size, bs);
2702         max_size = VPXMAX(max_size, bs);
2703       }
2704     }
2705   }
2706
2707   if (xd->left_mi) {
2708     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2709       mi = xd->mi[idy * cm->mi_stride - 1];
2710       bs = mi ? mi->sb_type : bsize;
2711       min_size = VPXMIN(min_size, bs);
2712       max_size = VPXMAX(max_size, bs);
2713     }
2714   }
2715
2716   if (xd->above_mi) {
2717     for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2718       mi = xd->mi[idx - cm->mi_stride];
2719       bs = mi ? mi->sb_type : bsize;
2720       min_size = VPXMIN(min_size, bs);
2721       max_size = VPXMAX(max_size, bs);
2722     }
2723   }
2724
2725   if (min_size == max_size) {
2726     min_size = min_partition_size[min_size];
2727     max_size = max_partition_size[max_size];
2728   }
2729
2730   *min_bs = min_size;
2731   *max_bs = max_size;
2732 }
2733
2734 static INLINE void store_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2735   memcpy(ctx->pred_mv, x->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2736 }
2737
2738 static INLINE void load_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2739   memcpy(x->pred_mv, ctx->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2740 }
2741
2742 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2743 const int num_16x16_blocks_wide_lookup[BLOCK_SIZES] = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
2744                                                         1, 2, 2, 2, 4, 4 };
2745 const int num_16x16_blocks_high_lookup[BLOCK_SIZES] = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
2746                                                         2, 1, 2, 4, 2, 4 };
2747 const int qindex_skip_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] = {
2748   0, 10, 10, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 90, 100, 100, 120
2749 };
2750 const int qindex_split_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] = {
2751   0, 3, 3, 7, 15, 15, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 120
2752 };
2753 const int complexity_16x16_blocks_threshold[BLOCK_SIZES] = {
2754   1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 4, 4, 6
2755 };
2756
2757 typedef enum {
2758   MV_ZERO = 0,
2759   MV_LEFT = 1,
2760   MV_UP = 2,
2761   MV_RIGHT = 3,
2762   MV_DOWN = 4,
2763   MV_INVALID
2764 } MOTION_DIRECTION;
2765
2766 static INLINE MOTION_DIRECTION get_motion_direction_fp(uint8_t fp_byte) {
2767   if (fp_byte & FPMB_MOTION_ZERO_MASK) {
2768     return MV_ZERO;
2769   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_LEFT_MASK) {
2770     return MV_LEFT;
2771   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_RIGHT_MASK) {
2772     return MV_RIGHT;
2773   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_UP_MASK) {
2774     return MV_UP;
2775   } else {
2776     return MV_DOWN;
2777   }
2778 }
2779
2780 static INLINE int get_motion_inconsistency(MOTION_DIRECTION this_mv,
2781                                            MOTION_DIRECTION that_mv) {
2782   if (this_mv == that_mv) {
2783     return 0;
2784   } else {
2785     return abs(this_mv - that_mv) == 2 ? 2 : 1;
2786   }
2787 }
2788 #endif
2789
2790 // Calculate the score used in machine-learning based partition search early
2791 // termination.
2792 static double compute_score(VP9_COMMON *const cm, MACROBLOCKD *const xd,
2793                             PICK_MODE_CONTEXT *ctx, int mi_row, int mi_col,
2794                             BLOCK_SIZE bsize) {
2795   const double *clf;
2796   const double *mean;
2797   const double *sd;
2798   const int mag_mv =
2799       abs(ctx->mic.mv[0].as_mv.col) + abs(ctx->mic.mv[0].as_mv.row);
2800   const int left_in_image = !!xd->left_mi;
2801   const int above_in_image = !!xd->above_mi;
2802   MODE_INFO **prev_mi =
2803       &cm->prev_mi_grid_visible[mi_col + cm->mi_stride * mi_row];
2804   int above_par = 0;  // above_partitioning
2805   int left_par = 0;   // left_partitioning
2806   int last_par = 0;   // last_partitioning
2807   BLOCK_SIZE context_size;
2808   double score;
2809   int offset = 0;
2810
2811   assert(b_width_log2_lookup[bsize] == b_height_log2_lookup[bsize]);
2812
2813   if (above_in_image) {
2814     context_size = xd->above_mi->sb_type;
2815     if (context_size < bsize)
2816       above_par = 2;
2817     else if (context_size == bsize)
2818       above_par = 1;
2819   }
2820
2821   if (left_in_image) {
2822     context_size = xd->left_mi->sb_type;
2823     if (context_size < bsize)
2824       left_par = 2;
2825     else if (context_size == bsize)
2826       left_par = 1;
2827   }
2828
2829   if (prev_mi) {
2830     context_size = prev_mi[0]->sb_type;
2831     if (context_size < bsize)
2832       last_par = 2;
2833     else if (context_size == bsize)
2834       last_par = 1;
2835   }
2836
2837   if (bsize == BLOCK_64X64)
2838     offset = 0;
2839   else if (bsize == BLOCK_32X32)
2840     offset = 8;
2841   else if (bsize == BLOCK_16X16)
2842     offset = 16;
2843
2844   // early termination score calculation
2845   clf = &classifiers[offset];
2846   mean = &train_mean[offset];
2847   sd = &train_stdm[offset];
2848   score = clf[0] * (((double)ctx->rate - mean[0]) / sd[0]) +
2849           clf[1] * (((double)ctx->dist - mean[1]) / sd[1]) +
2850           clf[2] * (((double)mag_mv / 2 - mean[2]) * sd[2]) +
2851           clf[3] * (((double)(left_par + above_par) / 2 - mean[3]) * sd[3]) +
2852           clf[4] * (((double)ctx->sum_y_eobs - mean[4]) / sd[4]) +
2853           clf[5] * (((double)cm->base_qindex - mean[5]) * sd[5]) +
2854           clf[6] * (((double)last_par - mean[6]) * sd[6]) + clf[7];
2855   return score;
2856 }
2857
2858 // TODO(jingning,jimbankoski,rbultje): properly skip partition types that are
2859 // unlikely to be selected depending on previous rate-distortion optimization
2860 // results, for encoding speed-up.
2861 static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2862                               TileDataEnc *tile_data, TOKENEXTRA **tp,
2863                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
2864                               RD_COST *rd_cost, int64_t best_rd,
2865                               PC_TREE *pc_tree) {
2866   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2867   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2868   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2869   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2870   const int mi_step = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2871   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2872   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2873   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
2874   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
2875   int i;
2876   const int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2877   BLOCK_SIZE subsize;
2878   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
2879   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
2880   int do_rect = 1;
2881   INTERP_FILTER pred_interp_filter;
2882
2883   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
2884   const int force_horz_split = (mi_row + mi_step >= cm->mi_rows);
2885   const int force_vert_split = (mi_col + mi_step >= cm->mi_cols);
2886   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
2887   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
2888
2889   BLOCK_SIZE min_size = x->min_partition_size;
2890   BLOCK_SIZE max_size = x->max_partition_size;
2891
2892 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2893   unsigned int src_diff_var = UINT_MAX;
2894   int none_complexity = 0;
2895 #endif
2896
2897   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
2898   int partition_horz_allowed =
2899       !force_vert_split && yss <= xss && bsize >= BLOCK_8X8;
2900   int partition_vert_allowed =
2901       !force_horz_split && xss <= yss && bsize >= BLOCK_8X8;
2902
2903   int64_t dist_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_thr.dist;
2904   int rate_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_thr.rate;
2905
2906   (void)*tp_orig;
2907
2908   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2909          num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
2910
2911   // Adjust dist breakout threshold according to the partition size.
2912   dist_breakout_thr >>=
2913       8 - (b_width_log2_lookup[bsize] + b_height_log2_lookup[bsize]);
2914   rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
2915
2916   vp9_rd_cost_init(&this_rdc);
2917   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
2918   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
2919   best_rdc.rdcost = best_rd;
2920
2921   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2922
2923   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ &&
2924       cpi->oxcf.aq_mode != LOOKAHEAD_AQ)
2925     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
2926
2927   if (cpi->sf.cb_partition_search && bsize == BLOCK_16X16) {
2928     int cb_partition_search_ctrl =
2929         ((pc_tree->index == 0 || pc_tree->index == 3) +
2930          get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) &
2931         0x1;
2932
2933     if (cb_partition_search_ctrl && bsize > min_size && bsize < max_size)
2934       set_partition_range(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize, &min_size, &max_size);
2935   }
2936
2937   // Determine partition types in search according to the speed features.
2938   // The threshold set here has to be of square block size.
2939   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2940     partition_none_allowed &= (bsize <= max_size && bsize >= min_size);
2941     partition_horz_allowed &=
2942         ((bsize <= max_size && bsize > min_size) || force_horz_split);
2943     partition_vert_allowed &=
2944         ((bsize <= max_size && bsize > min_size) || force_vert_split);
2945     do_split &= bsize > min_size;
2946   }
2947
2948   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
2949       bsize > cpi->sf.use_square_only_threshold) {
2950     if (cpi->use_svc) {
2951       if (!vp9_active_h_edge(cpi, mi_row, mi_step) || x->e_mbd.lossless)
2952         partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2953       if (!vp9_active_v_edge(cpi, mi_row, mi_step) || x->e_mbd.lossless)
2954         partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2955     } else {
2956       partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2957       partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2958     }
2959   }
2960
2961   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2962
2963 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2964   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
2965     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2966     src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &x->plane[0].src, mi_row,
2967                                                   mi_col, bsize);
2968   }
2969 #endif
2970
2971 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2972   // Decide whether we shall split directly and skip searching NONE by using
2973   // the first pass block statistics
2974   if (cpi->use_fp_mb_stats && bsize >= BLOCK_32X32 && do_split &&
2975       partition_none_allowed && src_diff_var > 4 &&
2976       cm->base_qindex < qindex_split_threshold_lookup[bsize]) {
2977     int mb_row = mi_row >> 1;
2978     int mb_col = mi_col >> 1;
2979     int mb_row_end =
2980         VPXMIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
2981     int mb_col_end =
2982         VPXMIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
2983     int r, c;
2984
2985     // compute a complexity measure, basically measure inconsistency of motion
2986     // vectors obtained from the first pass in the current block
2987     for (r = mb_row; r < mb_row_end; r++) {
2988       for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
2989         const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
2990
2991         MOTION_DIRECTION this_mv;
2992         MOTION_DIRECTION right_mv;
2993         MOTION_DIRECTION bottom_mv;
2994
2995         this_mv =
2996             get_motion_direction_fp(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index]);
2997
2998         // to its right
2999         if (c != mb_col_end - 1) {
3000           right_mv = get_motion_direction_fp(
3001               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + 1]);
3002           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, right_mv);
3003         }
3004
3005         // to its bottom
3006         if (r != mb_row_end - 1) {
3007           bottom_mv = get_motion_direction_fp(
3008               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + cm->mb_cols]);
3009           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, bottom_mv);
3010         }
3011
3012         // do not count its left and top neighbors to avoid double counting
3013       }
3014     }
3015
3016     if (none_complexity > complexity_16x16_blocks_threshold[bsize]) {
3017       partition_none_allowed = 0;
3018     }
3019   }
3020 #endif
3021
3022   // PARTITION_NONE
3023   if (partition_none_allowed) {
3024     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &this_rdc, bsize, ctx,
3025                      best_rdc.rdcost);
3026     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
3027       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
3028         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
3029         this_rdc.rdcost =
3030             RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, this_rdc.rate, this_rdc.dist);
3031       }
3032
3033       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3034         MODE_INFO *mi = xd->mi[0];
3035
3036         best_rdc = this_rdc;
3037         if (bsize >= BLOCK_8X8) pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
3038
3039         if (!cpi->sf.ml_partition_search_early_termination) {
3040           // If all y, u, v transform blocks in this partition are skippable,
3041           // and the dist & rate are within the thresholds, the partition search
3042           // is terminated for current branch of the partition search tree.
3043           if (!x->e_mbd.lossless && ctx->skippable &&
3044               ((best_rdc.dist < (dist_breakout_thr >> 2)) ||
3045                (best_rdc.dist < dist_breakout_thr &&
3046                 best_rdc.rate < rate_breakout_thr))) {
3047             do_split = 0;
3048             do_rect = 0;
3049           }
3050         } else {
3051           // Currently, the machine-learning based partition search early
3052           // termination is only used while bsize is 16x16, 32x32 or 64x64,
3053           // VPXMIN(cm->width, cm->height) >= 480, and speed = 0.
3054           if (!x->e_mbd.lossless &&
3055               !segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP) &&
3056               ctx->mic.mode >= INTRA_MODES && bsize >= BLOCK_16X16) {
3057             if (compute_score(cm, xd, ctx, mi_row, mi_col, bsize) < 0.0) {
3058               do_split = 0;
3059               do_rect = 0;
3060             }
3061           }
3062         }
3063
3064 #if CONFIG_FP_MB_STATS
3065         // Check if every 16x16 first pass block statistics has zero
3066         // motion and the corresponding first pass residue is small enough.
3067         // If that is the case, check the difference variance between the
3068         // current frame and the last frame. If the variance is small enough,
3069         // stop further splitting in RD optimization
3070         if (cpi->use_fp_mb_stats && do_split != 0 &&
3071             cm->base_qindex > qindex_skip_threshold_lookup[bsize]) {
3072           int mb_row = mi_row >> 1;
3073           int mb_col = mi_col >> 1;
3074           int mb_row_end =
3075               VPXMIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
3076           int mb_col_end =
3077               VPXMIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
3078           int r, c;
3079
3080           int skip = 1;
3081           for (r = mb_row; r < mb_row_end; r++) {
3082             for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
3083               const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
3084               if (!(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
3085                     FPMB_MOTION_ZERO_MASK) ||
3086                   !(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
3087                     FPMB_ERROR_SMALL_MASK)) {
3088                 skip = 0;
3089                 break;
3090               }
3091             }
3092             if (skip == 0) {
3093               break;
3094             }
3095           }
3096
3097           if (skip) {
3098             if (src_diff_var == UINT_MAX) {
3099               set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
3100               src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(
3101                   cpi, &x->plane[0].src, mi_row, mi_col, bsize);
3102             }
3103             if (src_diff_var < 8) {
3104               do_split = 0;
3105               do_rect = 0;
3106             }
3107           }
3108         }
3109 #endif
3110       }
3111     }
3112     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
3113   }
3114
3115   // store estimated motion vector
3116   if (cpi->sf.adaptive_motion_search) store_pred_mv(x, ctx);
3117
3118   // If the interp_filter is marked as SWITCHABLE_FILTERS, it was for an
3119   // intra block and used for context purposes.
3120   if (ctx->mic.interp_filter == SWITCHABLE_FILTERS) {
3121     pred_interp_filter = EIGHTTAP;
3122   } else {
3123     pred_interp_filter = ctx->mic.interp_filter;
3124   }
3125
3126   // PARTITION_SPLIT
3127   // TODO(jingning): use the motion vectors given by the above search as
3128   // the starting point of motion search in the following partition type check.
3129   if (do_split) {
3130     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3131     if (bsize == BLOCK_8X8) {
3132       i = 4;
3133       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && partition_none_allowed)
3134         pc_tree->leaf_split[0]->pred_interp_filter = pred_interp_filter;
3135       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3136                        pc_tree->leaf_split[0], best_rdc.rdcost);
3137
3138       if (sum_rdc.rate == INT_MAX) sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
3139     } else {
3140       for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
3141         const int x_idx = (i & 1) * mi_step;
3142         const int y_idx = (i >> 1) * mi_step;
3143
3144         if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
3145           continue;
3146
3147         if (cpi->sf.adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3148
3149         pc_tree->split[i]->index = i;
3150         rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row + y_idx,
3151                           mi_col + x_idx, subsize, &this_rdc,
3152                           best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
3153
3154         if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3155           sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
3156           break;
3157         } else {
3158           sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3159           sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3160           sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
3161         }
3162       }
3163     }
3164
3165     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && i == 4) {
3166       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
3167       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3168
3169       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3170         best_rdc = sum_rdc;
3171         pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
3172
3173         // Rate and distortion based partition search termination clause.
3174         if (!cpi->sf.ml_partition_search_early_termination &&
3175             !x->e_mbd.lossless && ((best_rdc.dist < (dist_breakout_thr >> 2)) ||
3176                                    (best_rdc.dist < dist_breakout_thr &&
3177                                     best_rdc.rate < rate_breakout_thr))) {
3178           do_rect = 0;
3179         }
3180       }
3181     } else {
3182       // skip rectangular partition test when larger block size
3183       // gives better rd cost
3184       if ((cpi->sf.less_rectangular_check) &&
3185           ((bsize > cpi->sf.use_square_only_threshold) ||
3186            (best_rdc.dist < dist_breakout_thr)))
3187         do_rect &= !partition_none_allowed;
3188     }
3189     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
3190   }
3191
3192   // PARTITION_HORZ
3193   if (partition_horz_allowed &&
3194       (do_rect || vp9_active_h_edge(cpi, mi_row, mi_step))) {
3195     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
3196     if (cpi->sf.adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3197     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
3198         partition_none_allowed)
3199       pc_tree->horizontal[0].pred_interp_filter = pred_interp_filter;
3200     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3201                      &pc_tree->horizontal[0], best_rdc.rdcost);
3202
3203     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + mi_step < cm->mi_rows &&
3204         bsize > BLOCK_8X8) {
3205       PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
3206       update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
3207       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
3208
3209       if (cpi->sf.adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3210       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
3211           partition_none_allowed)
3212         pc_tree->horizontal[1].pred_interp_filter = pred_interp_filter;
3213       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + mi_step, mi_col, &this_rdc,
3214                        subsize, &pc_tree->horizontal[1],
3215                        best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
3216       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3217         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
3218       } else {
3219         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3220         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3221         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
3222       }
3223     }
3224
3225     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3226       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
3227       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3228       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3229         best_rdc = sum_rdc;
3230         pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
3231
3232         if ((cpi->sf.less_rectangular_check) &&
3233             (bsize > cpi->sf.use_square_only_threshold))
3234           do_rect = 0;
3235       }
3236     }
3237     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
3238   }
3239
3240   // PARTITION_VERT
3241   if (partition_vert_allowed &&
3242       (do_rect || vp9_active_v_edge(cpi, mi_col, mi_step))) {
3243     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
3244
3245     if (cpi->sf.adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3246     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
3247         partition_none_allowed)
3248       pc_tree->vertical[0].pred_interp_filter = pred_interp_filter;
3249     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3250                      &pc_tree->vertical[0], best_rdc.rdcost);
3251     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + mi_step < cm->mi_cols &&
3252         bsize > BLOCK_8X8) {
3253       update_state(cpi, td, &pc_tree->vertical[0], mi_row, mi_col, subsize, 0);
3254       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize,
3255                         &pc_tree->vertical[0]);
3256
3257       if (cpi->sf.adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3258       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
3259           partition_none_allowed)
3260         pc_tree->vertical[1].pred_interp_filter = pred_interp_filter;
3261       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + mi_step, &this_rdc,
3262                        subsize, &pc_tree->vertical[1],
3263                        best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
3264       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3265         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
3266       } else {
3267         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3268         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3269         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
3270       }
3271     }
3272
3273     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3274       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
3275       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3276       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3277         best_rdc = sum_rdc;
3278         pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
3279       }
3280     }
3281     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
3282   }
3283
3284   // TODO(jbb): This code added so that we avoid static analysis
3285   // warning related to the fact that best_rd isn't used after this
3286   // point.  This code should be refactored so that the duplicate
3287   // checks occur in some sub function and thus are used...
3288   (void)best_rd;
3289   *rd_cost = best_rdc;
3290
3291   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX &&
3292       pc_tree->index != 3) {
3293     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
3294     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
3295               pc_tree);
3296   }
3297
3298   if (bsize == BLOCK_64X64) {
3299     assert(tp_orig < *tp);
3300     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
3301     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
3302   } else {
3303     assert(tp_orig == *tp);
3304   }
3305 }
3306
3307 static void encode_rd_sb_row(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3308                              TileDataEnc *tile_data, int mi_row,
3309                              TOKENEXTRA **tp) {
3310   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3311   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3312   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3313   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3314   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3315   const int mi_col_start = tile_info->mi_col_start;
3316   const int mi_col_end = tile_info->mi_col_end;
3317   int mi_col;
3318   const int sb_row = mi_row >> MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
3319   const int num_sb_cols =
3320       get_num_cols(tile_data->tile_info, MI_BLOCK_SIZE_LOG2);
3321   int sb_col_in_tile;
3322
3323   // Initialize the left context for the new SB row
3324   memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
3325   memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
3326
3327   // Code each SB in the row
3328   for (mi_col = mi_col_start, sb_col_in_tile = 0; mi_col < mi_col_end;
3329        mi_col += MI_BLOCK_SIZE, sb_col_in_tile++) {
3330     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
3331     int dummy_rate;
3332     int64_t dummy_dist;
3333     RD_COST dummy_rdc;
3334     int i;
3335     int seg_skip = 0;
3336
3337     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
3338     MODE_INFO **mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
3339
3340     (*(cpi->row_mt_sync_read_ptr))(&tile_data->row_mt_sync, sb_row,
3341                                    sb_col_in_tile);
3342
3343     if (sf->adaptive_pred_interp_filter) {
3344       for (i = 0; i < 64; ++i) td->leaf_tree[i].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
3345
3346       for (i = 0; i < 64; ++i) {
3347         td->pc_tree[i].vertical[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
3348         td->pc_tree[i].vertical[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
3349         td->pc_tree[i].horizontal[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
3350         td->pc_tree[i].horizontal[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
3351       }
3352     }
3353
3354     vp9_zero(x->pred_mv);
3355     td->pc_root->index = 0;
3356
3357     if (seg->enabled) {
3358       const uint8_t *const map =
3359           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
3360       int segment_id = get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
3361       seg_skip = segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
3362     }
3363
3364     x->source_variance = UINT_MAX;
3365     if (sf->partition_search_type == FIXED_PARTITION || seg_skip) {
3366       const BLOCK_SIZE bsize =
3367           seg_skip ? BLOCK_64X64 : sf->always_this_block_size;
3368       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
3369       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
3370       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3371                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
3372     } else if (cpi->partition_search_skippable_frame) {
3373       BLOCK_SIZE bsize;
3374       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
3375       bsize = get_rd_var_based_fixed_partition(cpi, x, mi_row, mi_col);
3376       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
3377       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3378                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
3379     } else if (sf->partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION &&
3380                cm->frame_type != KEY_FRAME) {
3381       choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
3382       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3383                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
3384     } else {
3385       // If required set upper and lower partition size limits
3386       if (sf->auto_min_max_partition_size) {
3387         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
3388         rd_auto_partition_range(cpi, tile_info, xd, mi_row, mi_col,
3389                                 &x->min_partition_size, &x->max_partition_size);
3390       }
3391       rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3392                         &dummy_rdc, INT64_MAX, td->pc_root);
3393     }
3394     (*(cpi->row_mt_sync_write_ptr))(&tile_data->row_mt_sync, sb_row,
3395                                     sb_col_in_tile, num_sb_cols);
3396   }
3397 }
3398
3399 static void init_encode_frame_mb_context(VP9_COMP *cpi) {
3400   MACROBLOCK *const x = &cpi->td.mb;
3401   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3402   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3403   const int aligned_mi_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols);
3404
3405   // Copy data over into macro block data structures.
3406   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, 0, 0);
3407
3408   vp9_setup_block_planes(&x->e_mbd, cm->subsampling_x, cm->subsampling_y);
3409
3410   // Note: this memset assumes above_context[0], [1] and [2]
3411   // are allocated as part of the same buffer.
3412   memset(xd->above_context[0], 0,
3413          sizeof(*xd->above_context[0]) * 2 * aligned_mi_cols * MAX_MB_PLANE);
3414   memset(xd->above_seg_context, 0,
3415          sizeof(*xd->above_seg_context) * aligned_mi_cols);
3416 }
3417
3418 static int check_dual_ref_flags(VP9_COMP *cpi) {
3419   const int ref_flags = cpi->ref_frame_flags;
3420
3421   if (segfeature_active(&cpi->common.seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
3422     return 0;
3423   } else {
3424     return (!!(ref_flags & VP9_GOLD_FLAG) + !!(ref_flags & VP9_LAST_FLAG) +
3425             !!(ref_flags & VP9_ALT_FLAG)) >= 2;
3426   }
3427 }
3428
3429 static void reset_skip_tx_size(VP9_COMMON *cm, TX_SIZE max_tx_size) {
3430   int mi_row, mi_col;
3431   const int mis = cm->mi_stride;
3432   MODE_INFO **mi_ptr = cm->mi_grid_visible;
3433
3434   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; ++mi_row, mi_ptr += mis) {
3435     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; ++mi_col) {
3436       if (mi_ptr[mi_col]->tx_size > max_tx_size)
3437         mi_ptr[mi_col]->tx_size = max_tx_size;
3438     }
3439   }
3440 }
3441
3442 static MV_REFERENCE_FRAME get_frame_type(const VP9_COMP *cpi) {
3443   if (frame_is_intra_only(&cpi->common))
3444     return INTRA_FRAME;
3445   else if (cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && cpi->refresh_golden_frame)
3446     return ALTREF_FRAME;
3447   else if (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)
3448     return GOLDEN_FRAME;
3449   else
3450     return LAST_FRAME;
3451 }
3452
3453 static TX_MODE select_tx_mode(const VP9_COMP *cpi, MACROBLOCKD *const xd) {
3454   if (xd->lossless) return ONLY_4X4;
3455   if (cpi->common.frame_type == KEY_FRAME && cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
3456     return ALLOW_16X16;
3457   if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL)
3458     return ALLOW_32X32;
3459   else if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_FULL_RD ||
3460            cpi->sf.tx_size_search_method == USE_TX_8X8)
3461     return TX_MODE_SELECT;
3462   else
3463     return cpi->common.tx_mode;
3464 }
3465
3466 static void hybrid_intra_mode_search(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *const x,
3467                                      RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
3468                                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
3469   if (bsize < BLOCK_16X16)
3470     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, INT64_MAX);
3471   else
3472     vp9_pick_intra_mode(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
3473 }
3474
3475 static void nonrd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, TileDataEnc *tile_data,
3476                                 MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
3477                                 RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
3478                                 PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
3479   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3480   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3481   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3482   MODE_INFO *mi;
3483   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
3484   BLOCK_SIZE bs = VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8);  // processing unit block size
3485   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bs];
3486   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bs];
3487   int plane;
3488
3489   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
3490   mi = xd->mi[0];
3491   mi->sb_type = bsize;
3492
3493   for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane) {
3494     struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[plane];
3495     memcpy(a + num_4x4_blocks_wide * plane, pd->above_context,
3496            (sizeof(a[0]) * num_4x4_blocks_wide) >> pd->subsampling_x);
3497     memcpy(l + num_4x4_blocks_high * plane, pd->left_context,
3498            (sizeof(l[0]) * num_4x4_blocks_high) >> pd->subsampling_y);
3499   }
3500
3501   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled)
3502     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(mi->segment_id))
3503       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
3504
3505   if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
3506     hybrid_intra_mode_search(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
3507   else if (segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
3508     set_mode_info_seg_skip(x, cm->tx_mode, rd_cost, bsize);
3509   else if (bsize >= BLOCK_8X8)
3510     vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile_data, mi_row, mi_col, rd_cost, bsize, ctx);
3511   else
3512     vp9_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, x, mi_row, mi_col, rd_cost, bsize, ctx);
3513
3514   duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
3515
3516   for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane) {
3517     struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[plane];
3518     memcpy(pd->above_context, a + num_4x4_blocks_wide * plane,
3519            (sizeof(a[0]) * num_4x4_blocks_wide) >> pd->subsampling_x);
3520     memcpy(pd->left_context, l + num_4x4_blocks_high * plane,
3521            (sizeof(l[0]) * num_4x4_blocks_high) >> pd->subsampling_y);
3522   }
3523
3524   if (rd_cost->rate == INT_MAX) vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
3525
3526   ctx->rate = rd_cost->rate;
3527   ctx->dist = rd_cost->dist;
3528 }
3529
3530 static void fill_mode_info_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCK *x, int mi_row,
3531                               int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, PC_TREE *pc_tree) {
3532   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
3533   int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3534   PARTITION_TYPE partition = pc_tree->partitioning;
3535   BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, partition);
3536
3537   assert(bsize >= BLOCK_8X8);
3538
3539   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
3540
3541   switch (partition) {
3542     case PARTITION_NONE:
3543       set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
3544       *(xd->mi[0]) = pc_tree->none.mic;
3545       *(x->mbmi_ext) = pc_tree->none.mbmi_ext;
3546       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
3547       break;
3548     case PARTITION_VERT:
3549       set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
3550       *(xd->mi[0]) = pc_tree->vertical[0].mic;
3551       *(x->mbmi_ext) = pc_tree->vertical[0].mbmi_ext;
3552       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
3553
3554       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
3555         set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col + hbs);
3556         *(xd->mi[0]) = pc_tree->vertical[1].mic;
3557         *(x->mbmi_ext) = pc_tree->vertical[1].mbmi_ext;
3558         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs, subsize);
3559       }
3560       break;
3561     case PARTITION_HORZ:
3562       set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
3563       *(xd->mi[0]) = pc_tree->horizontal[0].mic;
3564       *(x->mbmi_ext) = pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext;
3565       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
3566       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3567         set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row + hbs, mi_col);
3568         *(xd->mi[0]) = pc_tree->horizontal[1].mic;
3569         *(x->mbmi_ext) = pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext;
3570         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col, subsize);
3571       }
3572       break;
3573     case PARTITION_SPLIT: {
3574       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, subsize, pc_tree->split[0]);
3575       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col + hbs, subsize,
3576                         pc_tree->split[1]);
3577       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col, subsize,
3578                         pc_tree->split[2]);
3579       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
3580                         pc_tree->split[3]);
3581       break;
3582     }
3583     default: break;
3584   }
3585 }
3586
3587 // Reset the prediction pixel ready flag recursively.
3588 static void pred_pixel_ready_reset(PC_TREE *pc_tree, BLOCK_SIZE bsize) {
3589   pc_tree->none.pred_pixel_ready = 0;
3590   pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 0;
3591   pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 0;
3592   pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 0;
3593   pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 0;
3594
3595   if (bsize > BLOCK_8X8) {
3596     BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3597     int i;
3598     for (i = 0; i < 4; ++i) pred_pixel_ready_reset(pc_tree->split[i], subsize);
3599   }
3600 }
3601
3602 static void nonrd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3603                                  TileDataEnc *tile_data, TOKENEXTRA **tp,
3604                                  int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
3605                                  RD_COST *rd_cost, int do_recon,
3606                                  int64_t best_rd, PC_TREE *pc_tree) {
3607   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3608   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3609   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3610   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3611   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3612   const int ms = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
3613   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
3614   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
3615   int i;
3616   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
3617   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
3618   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
3619   int do_rect = 1;
3620   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
3621   const int force_horz_split = (mi_row + ms >= cm->mi_rows);
3622   const int force_vert_split = (mi_col + ms >= cm->mi_cols);
3623   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
3624   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
3625
3626   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
3627   int partition_horz_allowed =
3628       !force_vert_split && yss <= xss && bsize >= BLOCK_8X8;
3629   int partition_vert_allowed =
3630       !force_horz_split && xss <= yss && bsize >= BLOCK_8X8;
3631   (void)*tp_orig;
3632
3633   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
3634          num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
3635
3636   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
3637   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
3638   best_rdc.rdcost = best_rd;
3639
3640   // Determine partition types in search according to the speed features.
3641   // The threshold set here has to be of square block size.
3642   if (sf->auto_min_max_partition_size) {
3643     partition_none_allowed &=
3644         (bsize <= x->max_partition_size && bsize >= x->min_partition_size);
3645     partition_horz_allowed &=
3646         ((bsize <= x->max_partition_size && bsize > x->min_partition_size) ||
3647          force_horz_split);
3648     partition_vert_allowed &=
3649         ((bsize <= x->max_partition_size && bsize > x->min_partition_size) ||
3650          force_vert_split);
3651     do_split &= bsize > x->min_partition_size;
3652   }
3653   if (sf->use_square_partition_only) {
3654     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
3655     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
3656   }
3657
3658   ctx->pred_pixel_ready =
3659       !(partition_vert_allowed || partition_horz_allowed || do_split);
3660
3661   // PARTITION_NONE
3662   if (partition_none_allowed) {
3663     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &this_rdc, bsize,
3664                         ctx);
3665     ctx->mic = *xd->mi[0];
3666     ctx->mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3667     ctx->skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3668     ctx->skip = x->skip;
3669
3670     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
3671       int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3672       this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
3673       this_rdc.rdcost =
3674           RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, this_rdc.rate, this_rdc.dist);
3675       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3676         int64_t dist_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_thr.dist;
3677         int64_t rate_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_thr.rate;
3678
3679         dist_breakout_thr >>=
3680             8 - (b_width_log2_lookup[bsize] + b_height_log2_lookup[bsize]);
3681
3682         rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
3683
3684         best_rdc = this_rdc;
3685         if (bsize >= BLOCK_8X8) pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
3686
3687         if (!x->e_mbd.lossless && this_rdc.rate < rate_breakout_thr &&
3688             this_rdc.dist < dist_breakout_thr) {
3689           do_split = 0;
3690           do_rect = 0;
3691         }
3692       }
3693     }
3694   }
3695
3696   // store estimated motion vector
3697   store_pred_mv(x, ctx);
3698
3699   // PARTITION_SPLIT
3700   if (do_split) {
3701     int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3702     sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
3703     sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3704     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3705     for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
3706       const int x_idx = (i & 1) * ms;
3707       const int y_idx = (i >> 1) * ms;
3708
3709       if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
3710         continue;
3711       load_pred_mv(x, ctx);
3712       nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row + y_idx,
3713                            mi_col + x_idx, subsize, &this_rdc, 0,
3714                            best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
3715
3716       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3717         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3718       } else {
3719         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3720         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3721         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
3722       }
3723     }
3724
3725     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3726       best_rdc = sum_rdc;
3727       pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
3728     } else {
3729       // skip rectangular partition test when larger block size
3730       // gives better rd cost
3731       if (sf->less_rectangular_check) do_rect &= !partition_none_allowed;
3732     }
3733   }
3734
3735   // PARTITION_HORZ
3736   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
3737     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
3738     if (sf->adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3739     pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3740     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3741                         &pc_tree->horizontal[0]);
3742
3743     pc_tree->horizontal[0].mic = *xd->mi[0];
3744     pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3745     pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3746     pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3747
3748     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + ms < cm->mi_rows) {
3749       load_pred_mv(x, ctx);
3750       pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3751       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + ms, mi_col, &this_rdc,
3752                           subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3753
3754       pc_tree->horizontal[1].mic = *xd->mi[0];
3755       pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3756       pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3757       pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3758
3759       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3760         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3761       } else {
3762         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3763         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
3764         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3765         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3766         sum_rdc.rdcost =
3767             RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3768       }
3769     }
3770
3771     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3772       best_rdc = sum_rdc;
3773       pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
3774     } else {
3775       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
3776     }
3777   }
3778
3779   // PARTITION_VERT
3780   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
3781     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
3782     if (sf->adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3783     pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3784     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3785                         &pc_tree->vertical[0]);
3786     pc_tree->vertical[0].mic = *xd->mi[0];
3787     pc_tree->vertical[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3788     pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3789     pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3790
3791     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + ms < cm->mi_cols) {
3792       load_pred_mv(x, ctx);
3793       pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3794       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + ms, &this_rdc,
3795                           subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3796       pc_tree->vertical[1].mic = *xd->mi[0];
3797       pc_tree->vertical[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3798       pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3799       pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3800
3801       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3802         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3803       } else {
3804         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3805         sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
3806         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3807         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3808         sum_rdc.rdcost =
3809             RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3810       }
3811     }
3812
3813     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3814       best_rdc = sum_rdc;
3815       pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
3816     } else {
3817       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
3818     }
3819   }
3820
3821   *rd_cost = best_rdc;
3822
3823   if (best_rdc.rate == INT_MAX) {
3824     vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
3825     return;
3826   }
3827
3828   // update mode info array
3829   fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, bsize, pc_tree);
3830
3831   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX && do_recon) {
3832     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
3833     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
3834                  pc_tree);
3835   }
3836
3837   if (bsize == BLOCK_64X64 && do_recon) {
3838     assert(tp_orig < *tp);
3839     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
3840     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
3841   } else {
3842     assert(tp_orig == *tp);
3843   }
3844 }
3845
3846 static void nonrd_select_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3847                                    TileDataEnc *tile_data, MODE_INFO **mi,
3848                                    TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
3849                                    BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
3850                                    RD_COST *rd_cost, PC_TREE *pc_tree) {
3851   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3852   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3853   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3854   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3855   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3856   const int mis = cm->mi_stride;
3857   PARTITION_TYPE partition;
3858   BLOCK_SIZE subsize;
3859   RD_COST this_rdc;
3860
3861   vp9_rd_cost_reset(&this_rdc);
3862   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
3863
3864   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0]->sb_type : BLOCK_4X4;
3865   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
3866
3867   if (bsize == BLOCK_32X32 && subsize == BLOCK_32X32) {
3868     x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
3869     x->min_partition_size = BLOCK_16X16;
3870     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize, rd_cost,
3871                          0, INT64_MAX, pc_tree);
3872   } else if (bsize == BLOCK_32X32 && partition != PARTITION_NONE &&
3873              subsize >= BLOCK_16X16) {
3874     x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
3875     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3876     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize, rd_cost,
3877                          0, INT64_MAX, pc_tree);
3878   } else if (bsize == BLOCK_16X16 && partition != PARTITION_NONE) {
3879     x->max_partition_size = BLOCK_16X16;
3880     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3881     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize, rd_cost,
3882                          0, INT64_MAX, pc_tree);
3883   } else {
3884     switch (partition) {
3885       case PARTITION_NONE:
3886         pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
3887         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost, subsize,
3888                             &pc_tree->none);
3889         pc_tree->none.mic = *xd->mi[0];
3890         pc_tree->none.mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3891         pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3892         pc_tree->none.skip = x->skip;
3893         break;
3894       case PARTITION_VERT:
3895         pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3896         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost, subsize,
3897                             &pc_tree->vertical[0]);
3898         pc_tree->vertical[0].mic = *xd->mi[0];
3899         pc_tree->vertical[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3900         pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3901         pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3902         if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
3903           pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3904           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs,
3905                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3906           pc_tree->vertical[1].mic = *xd->mi[0];
3907           pc_tree->vertical[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3908           pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3909           pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3910           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3911               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3912             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3913             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3914           }
3915         }
3916         break;
3917       case PARTITION_HORZ:
3918         pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3919         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost, subsize,
3920                             &pc_tree->horizontal[0]);
3921         pc_tree->horizontal[0].mic = *xd->mi[0];
3922         pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3923         pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3924         pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3925         if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3926           pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3927           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col,
3928                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3929           pc_tree->horizontal[1].mic = *xd->mi[0];
3930           pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3931           pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3932           pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3933           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3934               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3935             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3936             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3937           }
3938         }
3939         break;
3940       case PARTITION_SPLIT:
3941         subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3942         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3943                                subsize, output_enabled, rd_cost,
3944                                pc_tree->split[0]);
3945         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp, mi_row,
3946                                mi_col + hbs, subsize, output_enabled, &this_rdc,
3947                                pc_tree->split[1]);
3948         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3949             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3950           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3951           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3952         }
3953         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
3954                                mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
3955                                &this_rdc, pc_tree->split[2]);
3956         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3957             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3958           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3959           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3960         }
3961         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
3962                                mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
3963                                output_enabled, &this_rdc, pc_tree->split[3]);
3964         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3965             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3966           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3967           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3968         }
3969         break;
3970       default: assert(0 && "Invalid partition type."); break;
3971     }
3972   }
3973
3974   if (bsize == BLOCK_64X64 && output_enabled)
3975     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, 1, bsize, pc_tree);
3976 }
3977
3978 static void nonrd_use_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3979                                 TileDataEnc *tile_data, MODE_INFO **mi,
3980                                 TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
3981                                 BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
3982                                 RD_COST *dummy_cost, PC_TREE *pc_tree) {
3983   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3984   TileInfo *tile_info = &tile_data->tile_info;
3985   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3986   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3987   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3988   const int mis = cm->mi_stride;
3989   PARTITION_TYPE partition;
3990   BLOCK_SIZE subsize;
3991
3992   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
3993
3994   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0]->sb_type : BLOCK_4X4;
3995   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
3996
3997   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4) {
3998     int ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3999     td->counts->partition[ctx][partition]++;
4000   }
4001
4002   switch (partition) {
4003     case PARTITION_NONE:
4004       pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
4005       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
4006                           subsize, &pc_tree->none);
4007       pc_tree->none.mic = *xd->mi[0];
4008       pc_tree->none.mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
4009       pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
4010       pc_tree->none.skip = x->skip;
4011       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
4012                   subsize, &pc_tree->none);
4013       break;
4014     case PARTITION_VERT:
4015       pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
4016       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
4017                           subsize, &pc_tree->vertical[0]);
4018       pc_tree->vertical[0].mic = *xd->mi[0];
4019       pc_tree->vertical[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
4020       pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
4021       pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
4022       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
4023                   subsize, &pc_tree->vertical[0]);
4024       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
4025         pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
4026         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs, dummy_cost,
4027                             subsize, &pc_tree->vertical[1]);
4028         pc_tree->vertical[1].mic = *xd->mi[0];
4029         pc_tree->vertical[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
4030         pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
4031         pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
4032         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col + hbs,
4033                     output_enabled, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
4034       }
4035       break;
4036     case PARTITION_HORZ:
4037       pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
4038       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
4039                           subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
4040       pc_tree->horizontal[0].mic = *xd->mi[0];
4041       pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
4042       pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
4043       pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
4044       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
4045                   subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
4046
4047       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
4048         pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
4049         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col, dummy_cost,
4050                             subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
4051         pc_tree->horizontal[1].mic = *xd->mi[0];
4052         pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
4053         pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
4054         pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
4055         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row + hbs, mi_col,
4056                     output_enabled, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
4057       }
4058       break;
4059     case PARTITION_SPLIT:
4060       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
4061       if (bsize == BLOCK_8X8) {
4062         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
4063                             subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
4064         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
4065                     subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
4066       } else {
4067         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col, subsize,
4068                             output_enabled, dummy_cost, pc_tree->split[0]);
4069         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp, mi_row,
4070                             mi_col + hbs, subsize, output_enabled, dummy_cost,
4071                             pc_tree->split[1]);
4072         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
4073                             mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
4074                             dummy_cost, pc_tree->split[2]);
4075         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
4076                             mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
4077                             dummy_cost, pc_tree->split[3]);
4078       }
4079       break;
4080     default: assert(0 && "Invalid partition type."); break;
4081   }
4082
4083   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
4084     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
4085 }
4086
4087 static void encode_nonrd_sb_row(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
4088                                 TileDataEnc *tile_data, int mi_row,
4089                                 TOKENEXTRA **tp) {
4090   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
4091   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4092   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
4093   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4094   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4095   const int mi_col_start = tile_info->mi_col_start;
4096   const int mi_col_end = tile_info->mi_col_end;
4097   int mi_col;
4098   const int sb_row = mi_row >> MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
4099   const int num_sb_cols =
4100       get_num_cols(tile_data->tile_info, MI_BLOCK_SIZE_LOG2);
4101   int sb_col_in_tile;
4102
4103   // Initialize the left context for the new SB row
4104   memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
4105   memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
4106
4107   // Code each SB in the row
4108   for (mi_col = mi_col_start, sb_col_in_tile = 0; mi_col < mi_col_end;
4109        mi_col += MI_BLOCK_SIZE, ++sb_col_in_tile) {
4110     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
4111     RD_COST dummy_rdc;
4112     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
4113     MODE_INFO **mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
4114     PARTITION_SEARCH_TYPE partition_search_type = sf->partition_search_type;
4115     BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
4116     int seg_skip = 0;
4117
4118     (*(cpi->row_mt_sync_read_ptr))(&tile_data->row_mt_sync, sb_row,
4119                                    sb_col_in_tile);
4120
4121     x->source_variance = UINT_MAX;
4122     vp9_zero(x->pred_mv);
4123     vp9_rd_cost_init(&dummy_rdc);
4124     x->color_sensitivity[0] = 0;
4125     x->color_sensitivity[1] = 0;
4126     x->sb_is_skin = 0;
4127     x->skip_low_source_sad = 0;
4128     x->lowvar_highsumdiff = 0;
4129     x->content_state_sb = 0;
4130
4131     if (seg->enabled) {
4132       const uint8_t *const map =
4133           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
4134       int segment_id = get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
4135       seg_skip = segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
4136       if (seg_skip) {
4137         partition_search_type = FIXED_PARTITION;
4138       }
4139     }
4140
4141     if (cpi->compute_source_sad_onepass && cpi->sf.use_source_sad) {
4142       int shift = cpi->Source->y_stride * (mi_row << 3) + (mi_col << 3);
4143       int sb_offset2 = ((cm->mi_cols + 7) >> 3) * (mi_row >> 3) + (mi_col >> 3);
4144       avg_source_sad(cpi, x, shift, sb_offset2);
4145     }
4146
4147     // Set the partition type of the 64X64 block
4148     switch (partition_search_type) {
4149       case VAR_BASED_PARTITION:
4150         // TODO(jingning, marpan): The mode decision and encoding process
4151         // support both intra and inter sub8x8 block coding for RTC mode.
4152         // Tune the thresholds accordingly to use sub8x8 block coding for
4153         // coding performance improvement.
4154         choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
4155         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
4156                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
4157         break;
4158       case SOURCE_VAR_BASED_PARTITION:
4159         set_source_var_based_partition(cpi, tile_info, x, mi, mi_row, mi_col);
4160         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
4161                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
4162         break;
4163       case FIXED_PARTITION:
4164         if (!seg_skip) bsize = sf->always_this_block_size;
4165         set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
4166         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
4167                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
4168         break;
4169       case REFERENCE_PARTITION:
4170         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
4171         // Use nonrd_pick_partition on scene-cut for VBR mode.
4172         // nonrd_pick_partition does not support 4x4 partition, so avoid it
4173         // on key frame for now.
4174         if ((cpi->oxcf.rc_mode == VPX_VBR && cpi->rc.high_source_sad &&
4175              cm->frame_type != KEY_FRAME)) {
4176           // Use lower max_partition_size for low resoultions.
4177           if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288)
4178             x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
4179           else
4180             x->max_partition_size = BLOCK_64X64;
4181           x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
4182           nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col,
4183                                BLOCK_64X64, &dummy_rdc, 1, INT64_MAX,
4184                                td->pc_root);
4185         } else {
4186           choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
4187           // TODO(marpan): Seems like nonrd_select_partition does not support
4188           // 4x4 partition. Since 4x4 is used on key frame, use this switch
4189           // for now.
4190           if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
4191             nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
4192                                 BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
4193           else
4194             nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
4195                                    BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
4196         }
4197
4198         break;
4199       default: assert(0); break;
4200     }
4201
4202     (*(cpi->row_mt_sync_write_ptr))(&tile_data->row_mt_sync, sb_row,
4203                                     sb_col_in_tile, num_sb_cols);
4204   }
4205 }
4206 // end RTC play code
4207
4208 static int set_var_thresh_from_histogram(VP9_COMP *cpi) {
4209   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
4210   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4211
4212   const uint8_t *src = cpi->Source->y_buffer;
4213   const uint8_t *last_src = cpi->Last_Source->y_buffer;
4214   const int src_stride = cpi->Source->y_stride;
4215   const int last_stride = cpi->Last_Source->y_stride;
4216
4217   // Pick cutoff threshold
4218   const int cutoff = (VPXMIN(cm->width, cm->height) >= 720)
4219                          ? (cm->MBs * VAR_HIST_LARGE_CUT_OFF / 100)
4220                          : (cm->MBs * VAR_HIST_SMALL_CUT_OFF / 100);
4221   DECLARE_ALIGNED(16, int, hist[VAR_HIST_BINS]);
4222   diff *var16 = cpi->source_diff_var;
4223
4224   int sum = 0;
4225   int i, j;
4226
4227   memset(hist, 0, VAR_HIST_BINS * sizeof(hist[0]));
4228
4229   for (i = 0; i < cm->mb_rows; i++) {
4230     for (j = 0; j < cm->mb_cols; j++) {
4231 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4232       if (cm->use_highbitdepth) {
4233         switch (cm->bit_depth) {
4234           case VPX_BITS_8:
4235             vpx_highbd_8_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
4236                                      &var16->sse, &var16->sum);
4237             break;
4238           case VPX_BITS_10:
4239             vpx_highbd_10_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
4240                                       &var16->sse, &var16->sum);
4241             break;
4242           case VPX_BITS_12:
4243             vpx_highbd_12_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
4244                                       &var16->sse, &var16->sum);
4245             break;
4246           default:
4247             assert(0 &&
4248                    "cm->bit_depth should be VPX_BITS_8, VPX_BITS_10"
4249                    " or VPX_BITS_12");
4250             return -1;
4251         }
4252       } else {
4253         vpx_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride, &var16->sse,
4254                         &var16->sum);
4255       }
4256 #else
4257       vpx_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride, &var16->sse,
4258                       &var16->sum);
4259 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4260       var16->var = var16->sse - (((uint32_t)var16->sum * var16->sum) >> 8);
4261
4262       if (var16->var >= VAR_HIST_MAX_BG_VAR)
4263         hist[VAR_HIST_BINS - 1]++;
4264       else
4265         hist[var16->var / VAR_HIST_FACTOR]++;
4266
4267       src += 16;
4268       last_src += 16;
4269       var16++;
4270     }
4271
4272     src = src - cm->mb_cols * 16 + 16 * src_stride;
4273     last_src = last_src - cm->mb_cols * 16 + 16 * last_stride;
4274   }
4275
4276   cpi->source_var_thresh = 0;
4277
4278   if (hist[VAR_HIST_BINS - 1] < cutoff) {
4279     for (i = 0; i < VAR_HIST_BINS - 1; i++) {
4280       sum += hist[i];
4281
4282       if (sum > cutoff) {
4283         cpi->source_var_thresh = (i + 1) * VAR_HIST_FACTOR;
4284         return 0;
4285       }
4286     }
4287   }
4288
4289   return sf->search_type_check_frequency;
4290 }
4291
4292 static void source_var_based_partition_search_method(VP9_COMP *cpi) {
4293   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4294   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
4295
4296   if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
4297     // For key frame, use SEARCH_PARTITION.
4298     sf->partition_search_type = SEARCH_PARTITION;
4299   } else if (cm->intra_only) {
4300     sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
4301   } else {
4302     if (cm->last_width != cm->width || cm->last_height != cm->height) {
4303       if (cpi->source_diff_var) vpx_free(cpi->source_diff_var);
4304
4305       CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->source_diff_var,
4306                       vpx_calloc(cm->MBs, sizeof(diff)));
4307     }
4308
4309     if (!cpi->frames_till_next_var_check)
4310       cpi->frames_till_next_var_check = set_var_thresh_from_histogram(cpi);
4311
4312     if (cpi->frames_till_next_var_check > 0) {
4313       sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
4314       cpi->frames_till_next_var_check--;
4315     }
4316   }
4317 }
4318
4319 static int get_skip_encode_frame(const VP9_COMMON *cm, ThreadData *const td) {
4320   unsigned int intra_count = 0, inter_count = 0;
4321   int j;
4322
4323   for (j = 0; j < INTRA_INTER_CONTEXTS; ++j) {
4324     intra_count += td->counts->intra_inter[j][0];
4325     inter_count += td->counts->intra_inter[j][1];
4326   }
4327
4328   return (intra_count << 2) < inter_count && cm->frame_type != KEY_FRAME &&
4329          cm->show_frame;
4330 }
4331
4332 void vp9_init_tile_data(VP9_COMP *cpi) {
4333   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4334   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
4335   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
4336   int tile_col, tile_row;
4337   TOKENEXTRA *pre_tok = cpi->tile_tok[0][0];
4338   TOKENLIST *tplist = cpi->tplist[0][0];
4339   int tile_tok = 0;
4340   int tplist_count = 0;
4341
4342   if (cpi->tile_data == NULL || cpi->allocated_tiles < tile_cols * tile_rows) {
4343     if (cpi->tile_data != NULL) vpx_free(cpi->tile_data);
4344     CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->tile_data, vpx_malloc(tile_cols * tile_rows *
4345                                                    sizeof(*cpi->tile_data)));
4346     cpi->allocated_tiles = tile_cols * tile_rows;
4347
4348     for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
4349       for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
4350         TileDataEnc *tile_data =
4351             &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
4352         int i, j;
4353         for (i = 0; i < BLOCK_SIZES; ++i) {
4354           for (j = 0; j < MAX_MODES; ++j) {
4355             tile_data->thresh_freq_fact[i][j] = RD_THRESH_INIT_FACT;
4356             tile_data->mode_map[i][j] = j;
4357           }
4358         }
4359 #if CONFIG_MULTITHREAD
4360         tile_data->enc_row_mt_mutex = NULL;
4361         tile_data->row_base_thresh_freq_fact = NULL;
4362 #endif
4363       }
4364   }
4365
4366   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row) {
4367     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
4368       TileDataEnc *this_tile = &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
4369       TileInfo *tile_info = &this_tile->tile_info;
4370       vp9_tile_init(tile_info, cm, tile_row, tile_col);
4371
4372       cpi->tile_tok[tile_row][tile_col] = pre_tok + tile_tok;
4373       pre_tok = cpi->tile_tok[tile_row][tile_col];
4374       tile_tok = allocated_tokens(*tile_info);
4375
4376       cpi->tplist[tile_row][tile_col] = tplist + tplist_count;
4377       tplist = cpi->tplist[tile_row][tile_col];
4378       tplist_count = get_num_vert_units(*tile_info, MI_BLOCK_SIZE_LOG2);
4379     }
4380   }
4381 }
4382
4383 void vp9_encode_sb_row(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, int tile_row,
4384                        int tile_col, int mi_row) {
4385   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4386   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
4387   TileDataEnc *this_tile = &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
4388   const TileInfo *const tile_info = &this_tile->tile_info;
4389   TOKENEXTRA *tok = NULL;
4390   int tile_sb_row;
4391   int tile_mb_cols = (tile_info->mi_col_end - tile_info->mi_col_start + 1) >> 1;
4392
4393   tile_sb_row = mi_cols_aligned_to_sb(mi_row - tile_info->mi_row_start) >>
4394                 MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
4395   get_start_tok(cpi, tile_row, tile_col, mi_row, &tok);
4396   cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].start = tok;
4397
4398   if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
4399     encode_nonrd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
4400   else
4401     encode_rd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
4402
4403   cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].stop = tok;
4404   cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].count =
4405       (unsigned int)(cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].stop -
4406                      cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].start);
4407   assert(tok - cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].start <=
4408          get_token_alloc(MI_BLOCK_SIZE >> 1, tile_mb_cols));
4409
4410   (void)tile_mb_cols;
4411 }
4412
4413 void vp9_encode_tile(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, int tile_row,
4414                      int tile_col) {
4415   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4416   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
4417   TileDataEnc *this_tile = &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
4418   const TileInfo *const tile_info = &this_tile->tile_info;
4419   const int mi_row_start = tile_info->mi_row_start;
4420   const int mi_row_end = tile_info->mi_row_end;
4421   int mi_row;
4422
4423   for (mi_row = mi_row_start; mi_row < mi_row_end; mi_row += MI_BLOCK_SIZE)
4424     vp9_encode_sb_row(cpi, td, tile_row, tile_col, mi_row);
4425 }
4426
4427 static void encode_tiles(VP9_COMP *cpi) {
4428   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4429   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
4430   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
4431   int tile_col, tile_row;
4432
4433   vp9_init_tile_data(cpi);
4434
4435   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
4436     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col)
4437       vp9_encode_tile(cpi, &cpi->td, tile_row, tile_col);
4438 }
4439
4440 #if CONFIG_FP_MB_STATS
4441 static int input_fpmb_stats(FIRSTPASS_MB_STATS *firstpass_mb_stats,
4442                             VP9_COMMON *cm, uint8_t **this_frame_mb_stats) {
4443   uint8_t *mb_stats_in = firstpass_mb_stats->mb_stats_start +
4444                          cm->current_video_frame * cm->MBs * sizeof(uint8_t);
4445
4446   if (mb_stats_in > firstpass_mb_stats->mb_stats_end) return EOF;
4447
4448   *this_frame_mb_stats = mb_stats_in;
4449
4450   return 1;
4451 }
4452 #endif
4453
4454 static void encode_frame_internal(VP9_COMP *cpi) {
4455   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
4456   ThreadData *const td = &cpi->td;
4457   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4458   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4459   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4460
4461   xd->mi = cm->mi_grid_visible;
4462   xd->mi[0] = cm->mi;
4463
4464   vp9_zero(*td->counts);
4465   vp9_zero(cpi->td.rd_counts);
4466
4467   xd->lossless = cm->base_qindex == 0 && cm->y_dc_delta_q == 0 &&
4468                  cm->uv_dc_delta_q == 0 && cm->uv_ac_delta_q == 0;
4469
4470 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4471   if (cm->use_highbitdepth)
4472     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_highbd_fwht4x4 : vpx_highbd_fdct4x4;
4473   else
4474     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vpx_fdct4x4;
4475   x->highbd_itxm_add =
4476       xd->lossless ? vp9_highbd_iwht4x4_add : vp9_highbd_idct4x4_add;
4477 #else
4478   x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vpx_fdct4x4;
4479 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4480   x->itxm_add = xd->lossless ? vp9_iwht4x4_add : vp9_idct4x4_add;
4481
4482   if (xd->lossless) x->optimize = 0;
4483
4484   cm->tx_mode = select_tx_mode(cpi, xd);
4485
4486   vp9_frame_init_quantizer(cpi);
4487
4488   vp9_initialize_rd_consts(cpi);
4489   vp9_initialize_me_consts(cpi, x, cm->base_qindex);
4490   init_encode_frame_mb_context(cpi);
4491   cm->use_prev_frame_mvs =
4492       !cm->error_resilient_mode && cm->width == cm->last_width &&
4493       cm->height == cm->last_height && !cm->intra_only && cm->last_show_frame;
4494   // Special case: set prev_mi to NULL when the previous mode info
4495   // context cannot be used.
4496   cm->prev_mi =
4497       cm->use_prev_frame_mvs ? cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 : NULL;
4498
4499   x->quant_fp = cpi->sf.use_quant_fp;
4500   vp9_zero(x->skip_txfm);
4501   if (sf->use_nonrd_pick_mode) {
4502     // Initialize internal buffer pointers for rtc coding, where non-RD
4503     // mode decision is used and hence no buffer pointer swap needed.
4504     int i;
4505     struct macroblock_plane *const p = x->plane;
4506     struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
4507     PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &cpi->td.pc_root->none;
4508
4509     for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
4510       p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
4511       p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
4512       pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
4513       p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
4514     }
4515     vp9_zero(x->zcoeff_blk);
4516
4517     if (cm->frame_type != KEY_FRAME && cpi->rc.frames_since_golden == 0 &&
4518         !(cpi->oxcf.lag_in_frames > 0 && cpi->oxcf.rc_mode == VPX_VBR) &&
4519         !cpi->use_svc)
4520       cpi->ref_frame_flags &= (~VP9_GOLD_FLAG);
4521
4522     if (sf->partition_search_type == SOURCE_VAR_BASED_PARTITION)
4523       source_var_based_partition_search_method(cpi);
4524   }
4525
4526   {
4527     struct vpx_usec_timer emr_timer;
4528     vpx_usec_timer_start(&emr_timer);
4529
4530 #if CONFIG_FP_MB_STATS
4531     if (cpi->use_fp_mb_stats) {
4532       input_fpmb_stats(&cpi->twopass.firstpass_mb_stats, cm,
4533                        &cpi->twopass.this_frame_mb_stats);
4534     }
4535 #endif
4536
4537     if (!cpi->row_mt) {
4538       cpi->row_mt_sync_read_ptr = vp9_row_mt_sync_read_dummy;
4539       cpi->row_mt_sync_write_ptr = vp9_row_mt_sync_write_dummy;
4540       // If allowed, encoding tiles in parallel with one thread handling one
4541       // tile when row based multi-threading is disabled.
4542       if (VPXMIN(cpi->oxcf.max_threads, 1 << cm->log2_tile_cols) > 1)
4543         vp9_encode_tiles_mt(cpi);
4544       else
4545         encode_tiles(cpi);
4546     } else {
4547       cpi->row_mt_sync_read_ptr = vp9_row_mt_sync_read;
4548       cpi->row_mt_sync_write_ptr = vp9_row_mt_sync_write;
4549       vp9_encode_tiles_row_mt(cpi);
4550     }
4551
4552     vpx_usec_timer_mark(&emr_timer);
4553     cpi->time_encode_sb_row += vpx_usec_timer_elapsed(&emr_timer);
4554   }
4555
4556   sf->skip_encode_frame =
4557       sf->skip_encode_sb ? get_skip_encode_frame(cm, td) : 0;
4558
4559 #if 0
4560   // Keep record of the total distortion this time around for future use
4561   cpi->last_frame_distortion = cpi->frame_distortion;
4562 #endif
4563 }
4564
4565 static INTERP_FILTER get_interp_filter(
4566     const int64_t threshes[SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS], int is_alt_ref) {
4567   if (!is_alt_ref && threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP] &&
4568       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP_SHARP] &&
4569       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
4570     return EIGHTTAP_SMOOTH;
4571   } else if (threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[EIGHTTAP] &&
4572              threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
4573     return EIGHTTAP_SHARP;
4574   } else if (threshes[EIGHTTAP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
4575     return EIGHTTAP;
4576   } else {
4577     return SWITCHABLE;
4578   }
4579 }
4580
4581 static int compute_frame_aq_offset(struct VP9_COMP *cpi) {
4582   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4583   MODE_INFO **mi_8x8_ptr = cm->mi_grid_visible;
4584   struct segmentation *const seg = &cm->seg;
4585
4586   int mi_row, mi_col;
4587   int sum_delta = 0;
4588   int map_index = 0;
4589   int qdelta_index;
4590   int segment_id;
4591
4592   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; mi_row++) {
4593     MODE_INFO **mi_8x8 = mi_8x8_ptr;
4594     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; mi_col++, mi_8x8++) {
4595       segment_id = mi_8x8[0]->segment_id;
4596       qdelta_index = get_segdata(seg, segment_id, SEG_LVL_ALT_Q);
4597       sum_delta += qdelta_index;
4598       map_index++;
4599     }
4600     mi_8x8_ptr += cm->mi_stride;
4601   }
4602
4603   return sum_delta / (cm->mi_rows * cm->mi_cols);
4604 }
4605
4606 void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
4607   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4608
4609   // In the longer term the encoder should be generalized to match the
4610   // decoder such that we allow compound where one of the 3 buffers has a
4611   // different sign bias and that buffer is then the fixed ref. However, this
4612   // requires further work in the rd loop. For now the only supported encoder
4613   // side behavior is where the ALT ref buffer has opposite sign bias to
4614   // the other two.
4615   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
4616     if ((cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
4617          cm->ref_frame_sign_bias[GOLDEN_FRAME]) ||
4618         (cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
4619          cm->ref_frame_sign_bias[LAST_FRAME])) {
4620       cpi->allow_comp_inter_inter = 0;
4621     } else {
4622       cpi->allow_comp_inter_inter = 1;
4623       cm->comp_fixed_ref = ALTREF_FRAME;
4624       cm->comp_var_ref[0] = LAST_FRAME;
4625       cm->comp_var_ref[1] = GOLDEN_FRAME;
4626     }
4627   }
4628
4629   if (cpi->sf.frame_parameter_update) {
4630     int i;
4631     RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
4632     FRAME_COUNTS *counts = cpi->td.counts;
4633     RD_COUNTS *const rdc = &cpi->td.rd_counts;
4634
4635     // This code does a single RD pass over the whole frame assuming
4636     // either compound, single or hybrid prediction as per whatever has
4637     // worked best for that type of frame in the past.
4638     // It also predicts whether another coding mode would have worked
4639     // better than this coding mode. If that is the case, it remembers
4640     // that for subsequent frames.
4641     // It also does the same analysis for transform size selection.
4642     const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
4643     int64_t *const mode_thrs = rd_opt->prediction_type_threshes[frame_type];
4644     int64_t *const filter_thrs = rd_opt->filter_threshes[frame_type];
4645     const int is_alt_ref = frame_type == ALTREF_FRAME;
4646
4647     /* prediction (compound, single or hybrid) mode selection */
4648     if (is_alt_ref || !cpi->allow_comp_inter_inter)
4649       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4650     else if (mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] &&
4651              mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT] &&
4652              check_dual_ref_flags(cpi) && cpi->static_mb_pct == 100)
4653       cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
4654     else if (mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] > mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT])
4655       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4656     else
4657       cm->reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
4658
4659     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE)
4660       cm->interp_filter = get_interp_filter(filter_thrs, is_alt_ref);
4661
4662     encode_frame_internal(cpi);
4663
4664     for (i = 0; i < REFERENCE_MODES; ++i)
4665       mode_thrs[i] = (mode_thrs[i] + rdc->comp_pred_diff[i] / cm->MBs) / 2;
4666
4667     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
4668       filter_thrs[i] = (filter_thrs[i] + rdc->filter_diff[i] / cm->MBs) / 2;
4669
4670     if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
4671       int single_count_zero = 0;
4672       int comp_count_zero = 0;
4673
4674       for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++) {
4675         single_count_zero += counts->comp_inter[i][0];
4676         comp_count_zero += counts->comp_inter[i][1];
4677       }
4678
4679       if (comp_count_zero == 0) {
4680         cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4681         vp9_zero(counts->comp_inter);
4682       } else if (single_count_zero == 0) {
4683         cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
4684         vp9_zero(counts->comp_inter);
4685       }
4686     }
4687
4688     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
4689       int count4x4 = 0;
4690       int count8x8_lp = 0, count8x8_8x8p = 0;
4691       int count16x16_16x16p = 0, count16x16_lp = 0;
4692       int count32x32 = 0;
4693
4694       for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; ++i) {
4695         count4x4 += counts->tx.p32x32[i][TX_4X4];
4696         count4x4 += counts->tx.p16x16[i][TX_4X4];
4697         count4x4 += counts->tx.p8x8[i][TX_4X4];
4698
4699         count8x8_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_8X8];
4700         count8x8_lp += counts->tx.p16x16[i][TX_8X8];
4701         count8x8_8x8p += counts->tx.p8x8[i][TX_8X8];
4702
4703         count16x16_16x16p += counts->tx.p16x16[i][TX_16X16];
4704         count16x16_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_16X16];
4705         count32x32 += counts->tx.p32x32[i][TX_32X32];
4706       }
4707       if (count4x4 == 0 && count16x16_lp == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
4708           count32x32 == 0) {
4709         cm->tx_mode = ALLOW_8X8;
4710         reset_skip_tx_size(cm, TX_8X8);
4711       } else if (count8x8_8x8p == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
4712                  count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count32x32 == 0) {
4713         cm->tx_mode = ONLY_4X4;
4714         reset_skip_tx_size(cm, TX_4X4);
4715       } else if (count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count4x4 == 0) {
4716         cm->tx_mode = ALLOW_32X32;
4717       } else if (count32x32 == 0 && count8x8_lp == 0 && count4x4 == 0) {
4718         cm->tx_mode = ALLOW_16X16;
4719         reset_skip_tx_size(cm, TX_16X16);
4720       }
4721     }
4722   } else {
4723     cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4724     encode_frame_internal(cpi);
4725   }
4726
4727   // If segmented AQ is enabled compute the average AQ weighting.
4728   if (cm->seg.enabled && (cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ) &&
4729       (cm->seg.update_map || cm->seg.update_data)) {
4730     cm->seg.aq_av_offset = compute_frame_aq_offset(cpi);
4731   }
4732 }
4733
4734 static void sum_intra_stats(FRAME_COUNTS *counts, const MODE_INFO *mi) {
4735   const PREDICTION_MODE y_mode = mi->mode;
4736   const PREDICTION_MODE uv_mode = mi->uv_mode;
4737   const BLOCK_SIZE bsize = mi->sb_type;
4738
4739   if (bsize < BLOCK_8X8) {
4740     int idx, idy;
4741     const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
4742     const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
4743     for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h)
4744       for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w)
4745         ++counts->y_mode[0][mi->bmi[idy * 2 + idx].as_mode];
4746   } else {
4747     ++counts->y_mode[size_group_lookup[bsize]][y_mode];
4748   }
4749
4750   ++counts->uv_mode[y_mode][uv_mode];
4751 }
4752
4753 static void update_zeromv_cnt(VP9_COMP *const cpi, const MODE_INFO *const mi,
4754                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
4755   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4756   MV mv = mi->mv[0].as_mv;
4757   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
4758   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
4759   const int xmis = VPXMIN(cm->mi_cols - mi_col, bw);
4760   const int ymis = VPXMIN(cm->mi_rows - mi_row, bh);
4761   const int block_index = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
4762   int x, y;
4763   for (y = 0; y < ymis; y++)
4764     for (x = 0; x < xmis; x++) {
4765       int map_offset = block_index + y * cm->mi_cols + x;
4766       if (is_inter_block(mi) && mi->segment_id <= CR_SEGMENT_ID_BOOST2) {
4767         if (abs(mv.row) < 8 && abs(mv.col) < 8) {
4768           if (cpi->consec_zero_mv[map_offset] < 255)
4769             cpi->consec_zero_mv[map_offset]++;
4770         } else {
4771           cpi->consec_zero_mv[map_offset] = 0;
4772         }
4773       }
4774     }
4775 }
4776
4777 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, TOKENEXTRA **t,
4778                               int output_enabled, int mi_row, int mi_col,
4779                               BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
4780   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4781   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4782   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4783   MODE_INFO *mi = xd->mi[0];
4784   const int seg_skip =
4785       segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP);
4786   x->skip_recode = !x->select_tx_size && mi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
4787                    cpi->oxcf.aq_mode != COMPLEXITY_AQ &&
4788                    cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ &&
4789                    cpi->sf.allow_skip_recode;
4790
4791   if (!x->skip_recode && !cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
4792     memset(x->skip_txfm, 0, sizeof(x->skip_txfm));
4793
4794   x->skip_optimize = ctx->is_coded;
4795   ctx->is_coded = 1;
4796   x->use_lp32x32fdct = cpi->sf.use_lp32x32fdct;
4797   x->skip_encode = (!output_enabled && cpi->sf.skip_encode_frame &&
4798                     x->q_index < QIDX_SKIP_THRESH);
4799
4800   if (x->skip_encode) return;
4801
4802   if (!is_inter_block(mi)) {
4803     int plane;
4804 #if CONFIG_BETTER_HW_COMPATIBILITY && CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4805     if ((xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) &&
4806         (xd->above_mi == NULL || xd->left_mi == NULL) &&
4807         need_top_left[mi->uv_mode])
4808       assert(0);
4809 #endif  // CONFIG_BETTER_HW_COMPATIBILITY && CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4810     mi->skip = 1;
4811     for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane)
4812       vp9_encode_intra_block_plane(x, VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8), plane, 1);
4813     if (output_enabled) sum_intra_stats(td->counts, mi);
4814     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, seg_skip,
4815                     VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4816   } else {
4817     int ref;
4818     const int is_compound = has_second_ref(mi);
4819     set_ref_ptrs(cm, xd, mi->ref_frame[0], mi->ref_frame[1]);
4820     for (ref = 0; ref < 1 + is_compound; ++ref) {
4821       YV12_BUFFER_CONFIG *cfg = get_ref_frame_buffer(cpi, mi->ref_frame[ref]);
4822       assert(cfg != NULL);
4823       vp9_setup_pre_planes(xd, ref, cfg, mi_row, mi_col,
4824                            &xd->block_refs[ref]->sf);
4825     }
4826     if (!(cpi->sf.reuse_inter_pred_sby && ctx->pred_pixel_ready) || seg_skip)
4827       vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col,
4828                                      VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4829
4830     vp9_build_inter_predictors_sbuv(xd, mi_row, mi_col,
4831                                     VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4832
4833     vp9_encode_sb(x, VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4834     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, seg_skip,
4835                     VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4836   }
4837
4838   if (seg_skip) {
4839     assert(mi->skip);
4840   }
4841
4842   if (output_enabled) {
4843     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT && mi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
4844         !(is_inter_block(mi) && mi->skip)) {
4845       ++get_tx_counts(max_txsize_lookup[bsize], get_tx_size_context(xd),
4846                       &td->counts->tx)[mi->tx_size];
4847     } else {
4848       // The new intra coding scheme requires no change of transform size
4849       if (is_inter_block(mi)) {
4850         mi->tx_size = VPXMIN(tx_mode_to_biggest_tx_size[cm->tx_mode],
4851                              max_txsize_lookup[bsize]);
4852       } else {
4853         mi->tx_size = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi->tx_size : TX_4X4;
4854       }
4855     }
4856
4857     ++td->counts->tx.tx_totals[mi->tx_size];
4858     ++td->counts->tx.tx_totals[get_uv_tx_size(mi, &xd->plane[1])];
4859     if (cm->seg.enabled && cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
4860       vp9_cyclic_refresh_update_sb_postencode(cpi, mi, mi_row, mi_col, bsize);
4861     if (cpi->oxcf.pass == 0 && cpi->svc.temporal_layer_id == 0)
4862       update_zeromv_cnt(cpi, mi, mi_row, mi_col, bsize);
4863   }
4864 }