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 static int64_t scale_part_thresh_sumdiff(int64_t threshold_base, int speed,
 493                                          int width, int height,
 494                                          int content_state) {
 495   if (speed >= 8) {
 496     if (width <= 640 && height <= 480)
 497       return (5 * threshold_base) >> 2;
 498     else if ((content_state == kLowSadLowSumdiff) ||
 499              (content_state == kHighSadLowSumdiff) ||
 500              (content_state == kLowVarHighSumdiff))
 501       return (5 * threshold_base) >> 2;
 502   } else if (speed == 7) {
 503     if ((content_state == kLowSadLowSumdiff) ||
 504         (content_state == kHighSadLowSumdiff) ||
 505         (content_state == kLowVarHighSumdiff)) {
 506       return (5 * threshold_base) >> 2;
 507     }
 508   }
 509   return threshold_base;
 510 }
 511
 512 // Set the variance split thresholds for following the block sizes:
 513 // 0 - threshold_64x64, 1 - threshold_32x32, 2 - threshold_16x16,
 514 // 3 - vbp_threshold_8x8. vbp_threshold_8x8 (to split to 4x4 partition) is
 515 // currently only used on key frame.
 516 static void set_vbp_thresholds(VP9_COMP *cpi, int64_t thresholds[], int q,
 517                                int content_state) {
 518   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 519   const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 520   const int threshold_multiplier = is_key_frame ? 20 : 1;
 521   int64_t threshold_base =
 522       (int64_t)(threshold_multiplier * cpi->y_dequant[q][1]);
 523
 524   if (is_key_frame) {
 525     thresholds[0] = threshold_base;
 526     thresholds[1] = threshold_base >> 2;
 527     thresholds[2] = threshold_base >> 2;
 528     thresholds[3] = threshold_base << 2;
 529   } else {
 530     // Increase base variance threshold based on estimated noise level.
 531     if (cpi->noise_estimate.enabled && cm->width >= 640 && cm->height >= 480) {
 532       NOISE_LEVEL noise_level =
 533           vp9_noise_estimate_extract_level(&cpi->noise_estimate);
 534       if (noise_level == kHigh)
 535         threshold_base = 3 * threshold_base;
 536       else if (noise_level == kMedium)
 537         threshold_base = threshold_base << 1;
 538       else if (noise_level < kLow)
 539         threshold_base = (7 * threshold_base) >> 3;
 540     }
 541 #if CONFIG_VP9_TEMPORAL_DENOISING
 542     if (cpi->oxcf.noise_sensitivity > 0 && denoise_svc(cpi) &&
 543         cpi->oxcf.speed > 5 && cpi->denoiser.denoising_level >= kDenLow)
 544       threshold_base =
 545           vp9_scale_part_thresh(threshold_base, cpi->denoiser.denoising_level,
 546                                 content_state, cpi->svc.temporal_layer_id);
 547     else
 548       threshold_base =
 549           scale_part_thresh_sumdiff(threshold_base, cpi->oxcf.speed, cm->width,
 550                                     cm->height, content_state);
 551 #else
 552     // Increase base variance threshold based on content_state/sum_diff level.
 553     threshold_base = scale_part_thresh_sumdiff(
 554         threshold_base, cpi->oxcf.speed, cm->width, cm->height, content_state);
 555 #endif
 556     thresholds[0] = threshold_base;
 557     thresholds[2] = threshold_base << cpi->oxcf.speed;
 558     if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288) {
 559       thresholds[0] = threshold_base >> 3;
 560       thresholds[1] = threshold_base >> 1;
 561       thresholds[2] = threshold_base << 3;
 562     } else if (cm->width < 1280 && cm->height < 720) {
 563       thresholds[1] = (5 * threshold_base) >> 2;
 564     } else if (cm->width < 1920 && cm->height < 1080) {
 565       thresholds[1] = threshold_base << 1;
 566     } else {
 567       thresholds[1] = (5 * threshold_base) >> 1;
 568     }
 569   }
 570 }
 571
 572 void vp9_set_variance_partition_thresholds(VP9_COMP *cpi, int q,
 573                                            int content_state) {
 574   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 575   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
 576   const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 577   if (sf->partition_search_type != VAR_BASED_PARTITION &&
 578       sf->partition_search_type != REFERENCE_PARTITION) {
 579     return;
 580   } else {
 581     set_vbp_thresholds(cpi, cpi->vbp_thresholds, q, content_state);
 582     // The thresholds below are not changed locally.
 583     if (is_key_frame) {
 584       cpi->vbp_threshold_sad = 0;
 585       cpi->vbp_threshold_copy = 0;
 586       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_8X8;
 587     } else {
 588       if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288)
 589         cpi->vbp_threshold_sad = 10;
 590       else
 591         cpi->vbp_threshold_sad = (cpi->y_dequant[q][1] << 1) > 1000
 592                                      ? (cpi->y_dequant[q][1] << 1)
 593                                      : 1000;
 594       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_16X16;
 595       if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288)
 596         cpi->vbp_threshold_copy = 4000;
 597       else if (cm->width <= 640 && cm->height <= 360)
 598         cpi->vbp_threshold_copy = 8000;
 599       else
 600         cpi->vbp_threshold_copy = (cpi->y_dequant[q][1] << 3) > 8000
 601                                       ? (cpi->y_dequant[q][1] << 3)
 602                                       : 8000;
 603     }
 604     cpi->vbp_threshold_minmax = 15 + (q >> 3);
 605   }
 606 }
 607
 608 // Compute the minmax over the 8x8 subblocks.
 609 static int compute_minmax_8x8(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 610                               int dp, int x16_idx, int y16_idx,
 611 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 612                               int highbd_flag,
 613 #endif
 614                               int pixels_wide, int pixels_high) {
 615   int k;
 616   int minmax_max = 0;
 617   int minmax_min = 255;
 618   // Loop over the 4 8x8 subblocks.
 619   for (k = 0; k < 4; k++) {
 620     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 621     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 622     int min = 0;
 623     int max = 0;
 624     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 625 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 626       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 627         vpx_highbd_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp,
 628                               d + y8_idx * dp + x8_idx, dp, &min, &max);
 629       } else {
 630         vpx_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp, d + y8_idx * dp + x8_idx,
 631                        dp, &min, &max);
 632       }
 633 #else
 634       vpx_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp, d + y8_idx * dp + x8_idx, dp,
 635                      &min, &max);
 636 #endif
 637       if ((max - min) > minmax_max) minmax_max = (max - min);
 638       if ((max - min) < minmax_min) minmax_min = (max - min);
 639     }
 640   }
 641   return (minmax_max - minmax_min);
 642 }
 643
 644 static void fill_variance_4x4avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 645                                  int dp, int x8_idx, int y8_idx, v8x8 *vst,
 646 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 647                                  int highbd_flag,
 648 #endif
 649                                  int pixels_wide, int pixels_high,
 650                                  int is_key_frame) {
 651   int k;
 652   for (k = 0; k < 4; k++) {
 653     int x4_idx = x8_idx + ((k & 1) << 2);
 654     int y4_idx = y8_idx + ((k >> 1) << 2);
 655     unsigned int sse = 0;
 656     int sum = 0;
 657     if (x4_idx < pixels_wide && y4_idx < pixels_high) {
 658       int s_avg;
 659       int d_avg = 128;
 660 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 661       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 662         s_avg = vpx_highbd_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 663         if (!is_key_frame)
 664           d_avg = vpx_highbd_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 665       } else {
 666         s_avg = vpx_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 667         if (!is_key_frame) d_avg = vpx_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 668       }
 669 #else
 670       s_avg = vpx_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 671       if (!is_key_frame) d_avg = vpx_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 672 #endif
 673       sum = s_avg - d_avg;
 674       sse = sum * sum;
 675     }
 676     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 677   }
 678 }
 679
 680 static void fill_variance_8x8avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 681                                  int dp, int x16_idx, int y16_idx, v16x16 *vst,
 682 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 683                                  int highbd_flag,
 684 #endif
 685                                  int pixels_wide, int pixels_high,
 686                                  int is_key_frame) {
 687   int k;
 688   for (k = 0; k < 4; k++) {
 689     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 690     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 691     unsigned int sse = 0;
 692     int sum = 0;
 693     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 694       int s_avg;
 695       int d_avg = 128;
 696 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 697       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 698         s_avg = vpx_highbd_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 699         if (!is_key_frame)
 700           d_avg = vpx_highbd_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 701       } else {
 702         s_avg = vpx_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 703         if (!is_key_frame) d_avg = vpx_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 704       }
 705 #else
 706       s_avg = vpx_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 707       if (!is_key_frame) d_avg = vpx_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 708 #endif
 709       sum = s_avg - d_avg;
 710       sse = sum * sum;
 711     }
 712     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 713   }
 714 }
 715
 716 // Check if most of the superblock is skin content, and if so, force split to
 717 // 32x32, and set x->sb_is_skin for use in mode selection.
 718 static int skin_sb_split(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, const int low_res,
 719                          int mi_row, int mi_col, int *force_split) {
 720   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 721 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 722   if (cm->use_highbitdepth) return 0;
 723 #endif
 724   // Avoid checking superblocks on/near boundary and avoid low resolutions.
 725   // Note superblock may still pick 64X64 if y_sad is very small
 726   // (i.e., y_sad < cpi->vbp_threshold_sad) below. For now leave this as is.
 727   if (!low_res && (mi_col >= 8 && mi_col + 8 < cm->mi_cols && mi_row >= 8 &&
 728                    mi_row + 8 < cm->mi_rows)) {
 729     int num_16x16_skin = 0;
 730     int num_16x16_nonskin = 0;
 731     uint8_t *ysignal = x->plane[0].src.buf;
 732     uint8_t *usignal = x->plane[1].src.buf;
 733     uint8_t *vsignal = x->plane[2].src.buf;
 734     int sp = x->plane[0].src.stride;
 735     int spuv = x->plane[1].src.stride;
 736     const int block_index = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
 737     const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64];
 738     const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_64X64];
 739     const int xmis = VPXMIN(cm->mi_cols - mi_col, bw);
 740     const int ymis = VPXMIN(cm->mi_rows - mi_row, bh);
 741     // Loop through the 16x16 sub-blocks.
 742     int i, j;
 743     for (i = 0; i < ymis; i += 2) {
 744       for (j = 0; j < xmis; j += 2) {
 745         int bl_index = block_index + i * cm->mi_cols + j;
 746         int bl_index1 = bl_index + 1;
 747         int bl_index2 = bl_index + cm->mi_cols;
 748         int bl_index3 = bl_index2 + 1;
 749         int consec_zeromv =
 750             VPXMIN(cpi->consec_zero_mv[bl_index],
 751                    VPXMIN(cpi->consec_zero_mv[bl_index1],
 752                           VPXMIN(cpi->consec_zero_mv[bl_index2],
 753                                  cpi->consec_zero_mv[bl_index3])));
 754         int is_skin = vp9_compute_skin_block(
 755             ysignal, usignal, vsignal, sp, spuv, BLOCK_16X16, consec_zeromv, 0);
 756         num_16x16_skin += is_skin;
 757         num_16x16_nonskin += (1 - is_skin);
 758         if (num_16x16_nonskin > 3) {
 759           // Exit loop if at least 4 of the 16x16 blocks are not skin.
 760           i = ymis;
 761           break;
 762         }
 763         ysignal += 16;
 764         usignal += 8;
 765         vsignal += 8;
 766       }
 767       ysignal += (sp << 4) - 64;
 768       usignal += (spuv << 3) - 32;
 769       vsignal += (spuv << 3) - 32;
 770     }
 771     if (num_16x16_skin > 12) {
 772       *force_split = 1;
 773       return 1;
 774     }
 775   }
 776   return 0;
 777 }
 778
 779 static void set_low_temp_var_flag(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, MACROBLOCKD *xd,
 780                                   v64x64 *vt, int64_t thresholds[],
 781                                   MV_REFERENCE_FRAME ref_frame_partition,
 782                                   int mi_col, int mi_row) {
 783   int i, j;
 784   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 785   const int mv_thr = cm->width > 640 ? 8 : 4;
 786   // Check temporal variance for bsize >= 16x16, if LAST_FRAME was selected and
 787   // int_pro mv is small. If the temporal variance is small set the flag
 788   // variance_low for the block. The variance threshold can be adjusted, the
 789   // higher the more aggressive.
 790   if (ref_frame_partition == LAST_FRAME &&
 791       (cpi->sf.short_circuit_low_temp_var == 1 ||
 792        (xd->mi[0]->mv[0].as_mv.col < mv_thr &&
 793         xd->mi[0]->mv[0].as_mv.col > -mv_thr &&
 794         xd->mi[0]->mv[0].as_mv.row < mv_thr &&
 795         xd->mi[0]->mv[0].as_mv.row > -mv_thr))) {
 796     if (xd->mi[0]->sb_type == BLOCK_64X64) {
 797       if ((vt->part_variances).none.variance < (thresholds[0] >> 1))
 798         x->variance_low[0] = 1;
 799     } else if (xd->mi[0]->sb_type == BLOCK_64X32) {
 800       for (i = 0; i < 2; i++) {
 801         if (vt->part_variances.horz[i].variance < (thresholds[0] >> 2))
 802           x->variance_low[i + 1] = 1;
 803       }
 804     } else if (xd->mi[0]->sb_type == BLOCK_32X64) {
 805       for (i = 0; i < 2; i++) {
 806         if (vt->part_variances.vert[i].variance < (thresholds[0] >> 2))
 807           x->variance_low[i + 3] = 1;
 808       }
 809     } else {
 810       for (i = 0; i < 4; i++) {
 811         const int idx[4][2] = { { 0, 0 }, { 0, 4 }, { 4, 0 }, { 4, 4 } };
 812         const int idx_str =
 813             cm->mi_stride * (mi_row + idx[i][0]) + mi_col + idx[i][1];
 814         MODE_INFO **this_mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
 815
 816         if (cm->mi_cols <= mi_col + idx[i][1] ||
 817             cm->mi_rows <= mi_row + idx[i][0])
 818           continue;
 819
 820         if ((*this_mi)->sb_type == BLOCK_32X32) {
 821           int64_t threshold_32x32 = (cpi->sf.short_circuit_low_temp_var == 1 ||
 822                                      cpi->sf.short_circuit_low_temp_var == 3)
 823                                         ? ((5 * thresholds[1]) >> 3)
 824                                         : (thresholds[1] >> 1);
 825           if (vt->split[i].part_variances.none.variance < threshold_32x32)
 826             x->variance_low[i + 5] = 1;
 827         } else if (cpi->sf.short_circuit_low_temp_var >= 2) {
 828           // For 32x16 and 16x32 blocks, the flag is set on each 16x16 block
 829           // inside.
 830           if ((*this_mi)->sb_type == BLOCK_16X16 ||
 831               (*this_mi)->sb_type == BLOCK_32X16 ||
 832               (*this_mi)->sb_type == BLOCK_16X32) {
 833             for (j = 0; j < 4; j++) {
 834               if (vt->split[i].split[j].part_variances.none.variance <
 835                   (thresholds[2] >> 8))
 836                 x->variance_low[(i << 2) + j + 9] = 1;
 837             }
 838           }
 839         }
 840       }
 841     }
 842   }
 843 }
 844
 845 static void copy_partitioning_helper(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
 846                                      MACROBLOCKD *xd, BLOCK_SIZE bsize,
 847                                      int mi_row, int mi_col) {
 848   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 849   BLOCK_SIZE *prev_part = cpi->prev_partition;
 850   int start_pos = mi_row * cm->mi_stride + mi_col;
 851
 852   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
 853   const int bs = (1 << bsl) / 4;
 854   BLOCK_SIZE subsize;
 855   PARTITION_TYPE partition;
 856
 857   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
 858
 859   partition = partition_lookup[bsl][prev_part[start_pos]];
 860   subsize = get_subsize(bsize, partition);
 861
 862   if (subsize < BLOCK_8X8) {
 863     set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 864   } else {
 865     switch (partition) {
 866       case PARTITION_NONE:
 867         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 868         break;
 869       case PARTITION_HORZ:
 870         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 871         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row + bs, mi_col, subsize);
 872         break;
 873       case PARTITION_VERT:
 874         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 875         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col + bs, subsize);
 876         break;
 877       case PARTITION_SPLIT:
 878         copy_partitioning_helper(cpi, x, xd, subsize, mi_row, mi_col);
 879         copy_partitioning_helper(cpi, x, xd, subsize, mi_row + bs, mi_col);
 880         copy_partitioning_helper(cpi, x, xd, subsize, mi_row, mi_col + bs);
 881         copy_partitioning_helper(cpi, x, xd, subsize, mi_row + bs, mi_col + bs);
 882         break;
 883       default: assert(0);
 884     }
 885   }
 886 }
 887
 888 static int copy_partitioning(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, MACROBLOCKD *xd,
 889                              int mi_row, int mi_col, int segment_id,
 890                              int sb_offset) {
 891   int svc_copy_allowed = 1;
 892   int frames_since_key_thresh = 1;
 893   if (cpi->use_svc) {
 894     // For SVC, don't allow copy if base spatial layer is key frame, or if
 895     // frame is not a temporal enhancement layer frame.
 896     int layer = LAYER_IDS_TO_IDX(0, cpi->svc.temporal_layer_id,
 897                                  cpi->svc.number_temporal_layers);
 898     const LAYER_CONTEXT *lc = &cpi->svc.layer_context[layer];
 899     if (lc->is_key_frame ||
 900         (cpi->svc.temporal_layer_id != cpi->svc.number_temporal_layers - 1 &&
 901          cpi->svc.number_temporal_layers > 1))
 902       svc_copy_allowed = 0;
 903     frames_since_key_thresh = cpi->svc.number_spatial_layers << 1;
 904   }
 905   if (cpi->rc.frames_since_key > frames_since_key_thresh && svc_copy_allowed &&
 906       !cpi->resize_pending && segment_id == CR_SEGMENT_ID_BASE &&
 907       cpi->prev_segment_id[sb_offset] == CR_SEGMENT_ID_BASE &&
 908       cpi->copied_frame_cnt[sb_offset] < cpi->max_copied_frame) {
 909     if (cpi->prev_partition != NULL) {
 910       copy_partitioning_helper(cpi, x, xd, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
 911       cpi->copied_frame_cnt[sb_offset] += 1;
 912       memcpy(x->variance_low, &(cpi->prev_variance_low[sb_offset * 25]),
 913              sizeof(x->variance_low));
 914       return 1;
 915     }
 916   }
 917
 918   return 0;
 919 }
 920
 921 static void update_prev_partition(VP9_COMP *cpi, BLOCK_SIZE bsize, int mi_row,
 922                                   int mi_col) {
 923   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 924   BLOCK_SIZE *prev_part = cpi->prev_partition;
 925   int start_pos = mi_row * cm->mi_stride + mi_col;
 926   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
 927   const int bs = (1 << bsl) / 4;
 928   BLOCK_SIZE subsize;
 929   PARTITION_TYPE partition;
 930   const MODE_INFO *mi = NULL;
 931
 932   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
 933
 934   mi = cm->mi_grid_visible[start_pos];
 935   partition = partition_lookup[bsl][mi->sb_type];
 936   subsize = get_subsize(bsize, partition);
 937   if (subsize < BLOCK_8X8) {
 938     prev_part[start_pos] = bsize;
 939   } else {
 940     switch (partition) {
 941       case PARTITION_NONE: prev_part[start_pos] = bsize; break;
 942       case PARTITION_HORZ:
 943         prev_part[start_pos] = subsize;
 944         if (mi_row + bs < cm->mi_rows)
 945           prev_part[start_pos + bs * cm->mi_stride] = subsize;
 946         break;
 947       case PARTITION_VERT:
 948         prev_part[start_pos] = subsize;
 949         if (mi_col + bs < cm->mi_cols) prev_part[start_pos + bs] = subsize;
 950         break;
 951       case PARTITION_SPLIT:
 952         update_prev_partition(cpi, subsize, mi_row, mi_col);
 953         update_prev_partition(cpi, subsize, mi_row + bs, mi_col);
 954         update_prev_partition(cpi, subsize, mi_row, mi_col + bs);
 955         update_prev_partition(cpi, subsize, mi_row + bs, mi_col + bs);
 956         break;
 957       default: assert(0);
 958     }
 959   }
 960 }
 961
 962 static void chroma_check(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, int bsize,
 963                          unsigned int y_sad, int is_key_frame) {
 964   int i;
 965   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
 966
 967   if (is_key_frame) return;
 968
 969   // For speed >= 8, avoid the chroma check if y_sad is above threshold.
 970   if (cpi->oxcf.speed >= 8) {
 971     if (y_sad > cpi->vbp_thresholds[1] &&
 972         (!cpi->noise_estimate.enabled ||
 973          vp9_noise_estimate_extract_level(&cpi->noise_estimate) < kMedium))
 974       return;
 975   }
 976
 977   for (i = 1; i <= 2; ++i) {
 978     unsigned int uv_sad = UINT_MAX;
 979     struct macroblock_plane *p = &x->plane[i];
 980     struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[i];
 981     const BLOCK_SIZE bs = get_plane_block_size(bsize, pd);
 982
 983     if (bs != BLOCK_INVALID)
 984       uv_sad = cpi->fn_ptr[bs].sdf(p->src.buf, p->src.stride, pd->dst.buf,
 985                                    pd->dst.stride);
 986
 987     // TODO(marpan): Investigate if we should lower this threshold if
 988     // superblock is detected as skin.
 989     x->color_sensitivity[i - 1] = uv_sad > (y_sad >> 2);
 990   }
 991 }
 992
 993 static void avg_source_sad(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, int shift,
 994                            int sb_offset) {
 995   unsigned int tmp_sse;
 996   uint64_t tmp_sad;
 997   unsigned int tmp_variance;
 998   const BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
 999   uint8_t *src_y = cpi->Source->y_buffer;
1000   int src_ystride = cpi->Source->y_stride;
1001   uint8_t *last_src_y = cpi->Last_Source->y_buffer;
1002   int last_src_ystride = cpi->Last_Source->y_stride;
1003   uint64_t avg_source_sad_threshold = 10000;
1004   uint64_t avg_source_sad_threshold2 = 12000;
1005 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1006   if (cpi->common.use_highbitdepth) return;
1007 #endif
1008   src_y += shift;
1009   last_src_y += shift;
1010   tmp_sad =
1011       cpi->fn_ptr[bsize].sdf(src_y, src_ystride, last_src_y, last_src_ystride);
1012   tmp_variance = vpx_variance64x64(src_y, src_ystride, last_src_y,
1013                                    last_src_ystride, &tmp_sse);
1014   // Note: tmp_sse - tmp_variance = ((sum * sum) >> 12)
1015   if (tmp_sad < avg_source_sad_threshold)
1016     x->content_state_sb = ((tmp_sse - tmp_variance) < 25) ? kLowSadLowSumdiff
1017                                                           : kLowSadHighSumdiff;
1018   else
1019     x->content_state_sb = ((tmp_sse - tmp_variance) < 25) ? kHighSadLowSumdiff
1020                                                           : kHighSadHighSumdiff;
1021
1022   // Detect large lighting change.
1023   if (tmp_variance < (tmp_sse >> 3) && (tmp_sse - tmp_variance) > 10000)
1024     x->content_state_sb = kLowVarHighSumdiff;
1025
1026   if (tmp_sad > (avg_source_sad_threshold << 1))
1027     x->content_state_sb = kVeryHighSad;
1028
1029   if (cpi->content_state_sb_fd != NULL) {
1030     if (tmp_sad < avg_source_sad_threshold2) {
1031       // Cap the increment to 255.
1032       if (cpi->content_state_sb_fd[sb_offset] < 255)
1033         cpi->content_state_sb_fd[sb_offset]++;
1034     } else {
1035       cpi->content_state_sb_fd[sb_offset] = 0;
1036     }
1037   }
1038   return;
1039 }
1040
1041 // This function chooses partitioning based on the variance between source and
1042 // reconstructed last, where variance is computed for down-sampled inputs.
1043 static int choose_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1044                                MACROBLOCK *x, int mi_row, int mi_col) {
1045   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1046   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
1047   int i, j, k, m;
1048   v64x64 vt;
1049   v16x16 vt2[16];
1050   int force_split[21];
1051   int avg_32x32;
1052   int max_var_32x32 = 0;
1053   int min_var_32x32 = INT_MAX;
1054   int var_32x32;
1055   int avg_16x16[4];
1056   int maxvar_16x16[4];
1057   int minvar_16x16[4];
1058   int64_t threshold_4x4avg;
1059   NOISE_LEVEL noise_level = kLow;
1060   int content_state = 0;
1061   uint8_t *s;
1062   const uint8_t *d;
1063   int sp;
1064   int dp;
1065   unsigned int y_sad = UINT_MAX;
1066   BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
1067   // Ref frame used in partitioning.
1068   MV_REFERENCE_FRAME ref_frame_partition = LAST_FRAME;
1069   int pixels_wide = 64, pixels_high = 64;
1070   int64_t thresholds[4] = { cpi->vbp_thresholds[0], cpi->vbp_thresholds[1],
1071                             cpi->vbp_thresholds[2], cpi->vbp_thresholds[3] };
1072
1073   // For the variance computation under SVC mode, we treat the frame as key if
1074   // the reference (base layer frame) is key frame (i.e., is_key_frame == 1).
1075   const int is_key_frame =
1076       (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
1077        (is_one_pass_cbr_svc(cpi) &&
1078         cpi->svc.layer_context[cpi->svc.temporal_layer_id].is_key_frame));
1079   // Always use 4x4 partition for key frame.
1080   const int use_4x4_partition = cm->frame_type == KEY_FRAME;
1081   const int low_res = (cm->width <= 352 && cm->height <= 288);
1082   int variance4x4downsample[16];
1083   int segment_id;
1084   int sb_offset = (cm->mi_stride >> 3) * (mi_row >> 3) + (mi_col >> 3);
1085
1086   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
1087   segment_id = xd->mi[0]->segment_id;
1088
1089   if (cpi->sf.use_source_sad && !is_key_frame) {
1090     int sb_offset2 = ((cm->mi_cols + 7) >> 3) * (mi_row >> 3) + (mi_col >> 3);
1091     content_state = x->content_state_sb;
1092     x->skip_low_source_sad = (content_state == kLowSadLowSumdiff ||
1093                               content_state == kLowSadHighSumdiff)
1094                                  ? 1
1095                                  : 0;
1096     x->lowvar_highsumdiff = (content_state == kLowVarHighSumdiff) ? 1 : 0;
1097     if (cpi->content_state_sb_fd != NULL)
1098       x->last_sb_high_content = cpi->content_state_sb_fd[sb_offset2];
1099     // If source_sad is low copy the partition without computing the y_sad.
1100     if (x->skip_low_source_sad && cpi->sf.copy_partition_flag &&
1101         copy_partitioning(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, segment_id, sb_offset)) {
1102       return 0;
1103     }
1104   }
1105
1106   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled &&
1107       cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
1108     int q = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id, cm->base_qindex);
1109     set_vbp_thresholds(cpi, thresholds, q, content_state);
1110   } else {
1111     set_vbp_thresholds(cpi, thresholds, cm->base_qindex, content_state);
1112   }
1113
1114   // For non keyframes, disable 4x4 average for low resolution when speed = 8
1115   threshold_4x4avg = (cpi->oxcf.speed < 8) ? thresholds[1] << 1 : INT64_MAX;
1116
1117   memset(x->variance_low, 0, sizeof(x->variance_low));
1118
1119   if (xd->mb_to_right_edge < 0) pixels_wide += (xd->mb_to_right_edge >> 3);
1120   if (xd->mb_to_bottom_edge < 0) pixels_high += (xd->mb_to_bottom_edge >> 3);
1121
1122   s = x->plane[0].src.buf;
1123   sp = x->plane[0].src.stride;
1124
1125   // Index for force_split: 0 for 64x64, 1-4 for 32x32 blocks,
1126   // 5-20 for the 16x16 blocks.
1127   force_split[0] = 0;
1128
1129   if (!is_key_frame) {
1130     // In the case of spatial/temporal scalable coding, the assumption here is
1131     // that the temporal reference frame will always be of type LAST_FRAME.
1132     // TODO(marpan): If that assumption is broken, we need to revisit this code.
1133     MODE_INFO *mi = xd->mi[0];
1134     YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
1135
1136     const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12_g = NULL;
1137     unsigned int y_sad_g, y_sad_thr, y_sad_last;
1138     bsize = BLOCK_32X32 + (mi_col + 4 < cm->mi_cols) * 2 +
1139             (mi_row + 4 < cm->mi_rows);
1140
1141     assert(yv12 != NULL);
1142
1143     if (!(is_one_pass_cbr_svc(cpi) && cpi->svc.spatial_layer_id)) {
1144       // For now, GOLDEN will not be used for non-zero spatial layers, since
1145       // it may not be a temporal reference.
1146       yv12_g = get_ref_frame_buffer(cpi, GOLDEN_FRAME);
1147     }
1148
1149     // Only compute y_sad_g (sad for golden reference) for speed < 8.
1150     if (cpi->oxcf.speed < 8 && yv12_g && yv12_g != yv12 &&
1151         (cpi->ref_frame_flags & VP9_GOLD_FLAG)) {
1152       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
1153                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
1154       y_sad_g = cpi->fn_ptr[bsize].sdf(
1155           x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride, xd->plane[0].pre[0].buf,
1156           xd->plane[0].pre[0].stride);
1157     } else {
1158       y_sad_g = UINT_MAX;
1159     }
1160
1161     if (cpi->oxcf.lag_in_frames > 0 && cpi->oxcf.rc_mode == VPX_VBR &&
1162         cpi->rc.is_src_frame_alt_ref) {
1163       yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, ALTREF_FRAME);
1164       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
1165                            &cm->frame_refs[ALTREF_FRAME - 1].sf);
1166       mi->ref_frame[0] = ALTREF_FRAME;
1167       y_sad_g = UINT_MAX;
1168     } else {
1169       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
1170                            &cm->frame_refs[LAST_FRAME - 1].sf);
1171       mi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
1172     }
1173     mi->ref_frame[1] = NONE;
1174     mi->sb_type = BLOCK_64X64;
1175     mi->mv[0].as_int = 0;
1176     mi->interp_filter = BILINEAR;
1177
1178     if (cpi->oxcf.speed >= 8 && !low_res)
1179       y_sad = cpi->fn_ptr[bsize].sdf(
1180           x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride, xd->plane[0].pre[0].buf,
1181           xd->plane[0].pre[0].stride);
1182     else
1183       y_sad = vp9_int_pro_motion_estimation(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col);
1184
1185     y_sad_last = y_sad;
1186     // Pick ref frame for partitioning, bias last frame when y_sad_g and y_sad
1187     // are close if short_circuit_low_temp_var is on.
1188     y_sad_thr = cpi->sf.short_circuit_low_temp_var ? (y_sad * 7) >> 3 : y_sad;
1189     if (y_sad_g < y_sad_thr) {
1190       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
1191                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
1192       mi->ref_frame[0] = GOLDEN_FRAME;
1193       mi->mv[0].as_int = 0;
1194       y_sad = y_sad_g;
1195       ref_frame_partition = GOLDEN_FRAME;
1196     } else {
1197       x->pred_mv[LAST_FRAME] = mi->mv[0].as_mv;
1198       ref_frame_partition = LAST_FRAME;
1199     }
1200
1201     set_ref_ptrs(cm, xd, mi->ref_frame[0], mi->ref_frame[1]);
1202     vp9_build_inter_predictors_sb(xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
1203
1204     if (cpi->use_skin_detection)
1205       x->sb_is_skin =
1206           skin_sb_split(cpi, x, low_res, mi_row, mi_col, force_split);
1207
1208     d = xd->plane[0].dst.buf;
1209     dp = xd->plane[0].dst.stride;
1210
1211     // If the y_sad is very small, take 64x64 as partition and exit.
1212     // Don't check on boosted segment for now, as 64x64 is suppressed there.
1213     if (segment_id == CR_SEGMENT_ID_BASE && y_sad < cpi->vbp_threshold_sad) {
1214       const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64];
1215       const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_64X64];
1216       if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
1217           mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows) {
1218         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
1219         x->variance_low[0] = 1;
1220         chroma_check(cpi, x, bsize, y_sad, is_key_frame);
1221         return 0;
1222       }
1223     }
1224
1225     // If the y_sad is small enough, copy the partition of the superblock in the
1226     // last frame to current frame only if the last frame is not a keyframe.
1227     // Stop the copy every cpi->max_copied_frame to refresh the partition.
1228     // TODO(jianj) : tune the threshold.
1229     if (cpi->sf.copy_partition_flag && y_sad_last < cpi->vbp_threshold_copy &&
1230         copy_partitioning(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, segment_id, sb_offset)) {
1231       chroma_check(cpi, x, bsize, y_sad, is_key_frame);
1232       return 0;
1233     }
1234   } else {
1235     d = VP9_VAR_OFFS;
1236     dp = 0;
1237 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1238     if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
1239       switch (xd->bd) {
1240         case 10: d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10); break;
1241         case 12: d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12); break;
1242         case 8:
1243         default: d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8); break;
1244       }
1245     }
1246 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1247   }
1248
1249   // Fill in the entire tree of 8x8 (or 4x4 under some conditions) variances
1250   // for splits.
1251   for (i = 0; i < 4; i++) {
1252     const int x32_idx = ((i & 1) << 5);
1253     const int y32_idx = ((i >> 1) << 5);
1254     const int i2 = i << 2;
1255     force_split[i + 1] = 0;
1256     avg_16x16[i] = 0;
1257     maxvar_16x16[i] = 0;
1258     minvar_16x16[i] = INT_MAX;
1259     for (j = 0; j < 4; j++) {
1260       const int x16_idx = x32_idx + ((j & 1) << 4);
1261       const int y16_idx = y32_idx + ((j >> 1) << 4);
1262       const int split_index = 5 + i2 + j;
1263       v16x16 *vst = &vt.split[i].split[j];
1264       force_split[split_index] = 0;
1265       variance4x4downsample[i2 + j] = 0;
1266       if (!is_key_frame) {
1267         fill_variance_8x8avg(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx, vst,
1268 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1269                              xd->cur_buf->flags,
1270 #endif
1271                              pixels_wide, pixels_high, is_key_frame);
1272         fill_variance_tree(&vt.split[i].split[j], BLOCK_16X16);
1273         get_variance(&vt.split[i].split[j].part_variances.none);
1274         avg_16x16[i] += vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance;
1275         if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance < minvar_16x16[i])
1276           minvar_16x16[i] = vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance;
1277         if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance > maxvar_16x16[i])
1278           maxvar_16x16[i] = vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance;
1279         if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance > thresholds[2]) {
1280           // 16X16 variance is above threshold for split, so force split to 8x8
1281           // for this 16x16 block (this also forces splits for upper levels).
1282           force_split[split_index] = 1;
1283           force_split[i + 1] = 1;
1284           force_split[0] = 1;
1285         } else if (cpi->oxcf.speed < 8 &&
1286                    vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
1287                        thresholds[1] &&
1288                    !cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
1289           // We have some nominal amount of 16x16 variance (based on average),
1290           // compute the minmax over the 8x8 sub-blocks, and if above threshold,
1291           // force split to 8x8 block for this 16x16 block.
1292           int minmax = compute_minmax_8x8(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx,
1293 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1294                                           xd->cur_buf->flags,
1295 #endif
1296                                           pixels_wide, pixels_high);
1297           if (minmax > cpi->vbp_threshold_minmax) {
1298             force_split[split_index] = 1;
1299             force_split[i + 1] = 1;
1300             force_split[0] = 1;
1301           }
1302         }
1303       }
1304       if (is_key_frame || (low_res &&
1305                            vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
1306                                threshold_4x4avg)) {
1307         force_split[split_index] = 0;
1308         // Go down to 4x4 down-sampling for variance.
1309         variance4x4downsample[i2 + j] = 1;
1310         for (k = 0; k < 4; k++) {
1311           int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
1312           int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
1313           v8x8 *vst2 = is_key_frame ? &vst->split[k] : &vt2[i2 + j].split[k];
1314           fill_variance_4x4avg(s, sp, d, dp, x8_idx, y8_idx, vst2,
1315 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1316                                xd->cur_buf->flags,
1317 #endif
1318                                pixels_wide, pixels_high, is_key_frame);
1319         }
1320       }
1321     }
1322   }
1323   if (cpi->noise_estimate.enabled)
1324     noise_level = vp9_noise_estimate_extract_level(&cpi->noise_estimate);
1325   // Fill the rest of the variance tree by summing split partition values.
1326   avg_32x32 = 0;
1327   for (i = 0; i < 4; i++) {
1328     const int i2 = i << 2;
1329     for (j = 0; j < 4; j++) {
1330       if (variance4x4downsample[i2 + j] == 1) {
1331         v16x16 *vtemp = (!is_key_frame) ? &vt2[i2 + j] : &vt.split[i].split[j];
1332         for (m = 0; m < 4; m++) fill_variance_tree(&vtemp->split[m], BLOCK_8X8);
1333         fill_variance_tree(vtemp, BLOCK_16X16);
1334         // If variance of this 16x16 block is above the threshold, force block
1335         // to split. This also forces a split on the upper levels.
1336         get_variance(&vtemp->part_variances.none);
1337         if (vtemp->part_variances.none.variance > thresholds[2]) {
1338           force_split[5 + i2 + j] = 1;
1339           force_split[i + 1] = 1;
1340           force_split[0] = 1;
1341         }
1342       }
1343     }
1344     fill_variance_tree(&vt.split[i], BLOCK_32X32);
1345     // If variance of this 32x32 block is above the threshold, or if its above
1346     // (some threshold of) the average variance over the sub-16x16 blocks, then
1347     // force this block to split. This also forces a split on the upper
1348     // (64x64) level.
1349     if (!force_split[i + 1]) {
1350       get_variance(&vt.split[i].part_variances.none);
1351       var_32x32 = vt.split[i].part_variances.none.variance;
1352       max_var_32x32 = VPXMAX(var_32x32, max_var_32x32);
1353       min_var_32x32 = VPXMIN(var_32x32, min_var_32x32);
1354       if (vt.split[i].part_variances.none.variance > thresholds[1] ||
1355           (!is_key_frame &&
1356            vt.split[i].part_variances.none.variance > (thresholds[1] >> 1) &&
1357            vt.split[i].part_variances.none.variance > (avg_16x16[i] >> 1))) {
1358         force_split[i + 1] = 1;
1359         force_split[0] = 1;
1360       } else if (!is_key_frame && noise_level < kLow && cm->height <= 360 &&
1361                  (maxvar_16x16[i] - minvar_16x16[i]) > (thresholds[1] >> 1) &&
1362                  maxvar_16x16[i] > thresholds[1]) {
1363         force_split[i + 1] = 1;
1364         force_split[0] = 1;
1365       }
1366       avg_32x32 += var_32x32;
1367     }
1368   }
1369   if (!force_split[0]) {
1370     fill_variance_tree(&vt, BLOCK_64X64);
1371     get_variance(&vt.part_variances.none);
1372     // If variance of this 64x64 block is above (some threshold of) the average
1373     // variance over the sub-32x32 blocks, then force this block to split.
1374     // Only checking this for noise level >= medium for now.
1375     if (!is_key_frame && noise_level >= kMedium &&
1376         vt.part_variances.none.variance > (9 * avg_32x32) >> 5)
1377       force_split[0] = 1;
1378     // Else if the maximum 32x32 variance minus the miniumum 32x32 variance in
1379     // a 64x64 block is greater than threshold and the maximum 32x32 variance is
1380     // above a miniumum threshold, then force the split of a 64x64 block
1381     // Only check this for low noise.
1382     else if (!is_key_frame && noise_level < kMedium &&
1383              (max_var_32x32 - min_var_32x32) > 3 * (thresholds[0] >> 3) &&
1384              max_var_32x32 > thresholds[0] >> 1)
1385       force_split[0] = 1;
1386   }
1387
1388   // Now go through the entire structure, splitting every block size until
1389   // we get to one that's got a variance lower than our threshold.
1390   if (mi_col + 8 > cm->mi_cols || mi_row + 8 > cm->mi_rows ||
1391       !set_vt_partitioning(cpi, x, xd, &vt, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col,
1392                            thresholds[0], BLOCK_16X16, force_split[0])) {
1393     for (i = 0; i < 4; ++i) {
1394       const int x32_idx = ((i & 1) << 2);
1395       const int y32_idx = ((i >> 1) << 2);
1396       const int i2 = i << 2;
1397       if (!set_vt_partitioning(cpi, x, xd, &vt.split[i], BLOCK_32X32,
1398                                (mi_row + y32_idx), (mi_col + x32_idx),
1399                                thresholds[1], BLOCK_16X16,
1400                                force_split[i + 1])) {
1401         for (j = 0; j < 4; ++j) {
1402           const int x16_idx = ((j & 1) << 1);
1403           const int y16_idx = ((j >> 1) << 1);
1404           // For inter frames: if variance4x4downsample[] == 1 for this 16x16
1405           // block, then the variance is based on 4x4 down-sampling, so use vt2
1406           // in set_vt_partioning(), otherwise use vt.
1407           v16x16 *vtemp = (!is_key_frame && variance4x4downsample[i2 + j] == 1)
1408                               ? &vt2[i2 + j]
1409                               : &vt.split[i].split[j];
1410           if (!set_vt_partitioning(
1411                   cpi, x, xd, vtemp, BLOCK_16X16, mi_row + y32_idx + y16_idx,
1412                   mi_col + x32_idx + x16_idx, thresholds[2], cpi->vbp_bsize_min,
1413                   force_split[5 + i2 + j])) {
1414             for (k = 0; k < 4; ++k) {
1415               const int x8_idx = (k & 1);
1416               const int y8_idx = (k >> 1);
1417               if (use_4x4_partition) {
1418                 if (!set_vt_partitioning(cpi, x, xd, &vtemp->split[k],
1419                                          BLOCK_8X8,
1420                                          mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx,
1421                                          mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx,
1422                                          thresholds[3], BLOCK_8X8, 0)) {
1423                   set_block_size(
1424                       cpi, x, xd, (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
1425                       (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx), BLOCK_4X4);
1426                 }
1427               } else {
1428                 set_block_size(
1429                     cpi, x, xd, (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
1430                     (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx), BLOCK_8X8);
1431               }
1432             }
1433           }
1434         }
1435       }
1436     }
1437   }
1438
1439   if (cm->frame_type != KEY_FRAME && cpi->sf.copy_partition_flag) {
1440     update_prev_partition(cpi, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
1441     cpi->prev_segment_id[sb_offset] = segment_id;
1442     memcpy(&(cpi->prev_variance_low[sb_offset * 25]), x->variance_low,
1443            sizeof(x->variance_low));
1444     // Reset the counter for copy partitioning
1445     if (cpi->copied_frame_cnt[sb_offset] == cpi->max_copied_frame)
1446       cpi->copied_frame_cnt[sb_offset] = 0;
1447   }
1448
1449   if (cpi->sf.short_circuit_low_temp_var) {
1450     set_low_temp_var_flag(cpi, x, xd, &vt, thresholds, ref_frame_partition,
1451                           mi_col, mi_row);
1452   }
1453
1454   chroma_check(cpi, x, bsize, y_sad, is_key_frame);
1455   return 0;
1456 }
1457
1458 static void update_state(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1459                          int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
1460                          int output_enabled) {
1461   int i, x_idx, y;
1462   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1463   RD_COUNTS *const rdc = &td->rd_counts;
1464   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1465   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1466   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
1467   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
1468   MODE_INFO *mi = &ctx->mic;
1469   MODE_INFO *const xdmi = xd->mi[0];
1470   MODE_INFO *mi_addr = xd->mi[0];
1471   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
1472   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->sb_type];
1473   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->sb_type];
1474   const int x_mis = VPXMIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
1475   const int y_mis = VPXMIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
1476   MV_REF *const frame_mvs = cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
1477   int w, h;
1478
1479   const int mis = cm->mi_stride;
1480   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1481   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1482   int max_plane;
1483
1484   assert(mi->sb_type == bsize);
1485
1486   *mi_addr = *mi;
1487   *x->mbmi_ext = ctx->mbmi_ext;
1488
1489   // If segmentation in use
1490   if (seg->enabled) {
1491     // For in frame complexity AQ copy the segment id from the segment map.
1492     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
1493       const uint8_t *const map =
1494           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
1495       mi_addr->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1496     }
1497     // Else for cyclic refresh mode update the segment map, set the segment id
1498     // and then update the quantizer.
1499     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1500       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, xd->mi[0], mi_row, mi_col, bsize,
1501                                         ctx->rate, ctx->dist, x->skip, p);
1502     }
1503   }
1504
1505   max_plane = is_inter_block(xdmi) ? MAX_MB_PLANE : 1;
1506   for (i = 0; i < max_plane; ++i) {
1507     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][1];
1508     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][1];
1509     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][1];
1510     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][1];
1511   }
1512
1513   for (i = max_plane; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1514     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][2];
1515     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][2];
1516     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][2];
1517     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][2];
1518   }
1519
1520   // Restore the coding context of the MB to that that was in place
1521   // when the mode was picked for it
1522   for (y = 0; y < mi_height; y++)
1523     for (x_idx = 0; x_idx < mi_width; x_idx++)
1524       if ((xd->mb_to_right_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_width > x_idx &&
1525           (xd->mb_to_bottom_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_height > y) {
1526         xd->mi[x_idx + y * mis] = mi_addr;
1527       }
1528
1529   if (cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ) vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1530
1531   if (is_inter_block(xdmi) && xdmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
1532     xdmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
1533     xdmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
1534   }
1535
1536   x->skip = ctx->skip;
1537   memcpy(x->zcoeff_blk[xdmi->tx_size], ctx->zcoeff_blk,
1538          sizeof(ctx->zcoeff_blk[0]) * ctx->num_4x4_blk);
1539
1540   if (!output_enabled) return;
1541
1542 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
1543   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1544     static const int kf_mode_index[] = {
1545       THR_DC /*DC_PRED*/,          THR_V_PRED /*V_PRED*/,
1546       THR_H_PRED /*H_PRED*/,       THR_D45_PRED /*D45_PRED*/,
1547       THR_D135_PRED /*D135_PRED*/, THR_D117_PRED /*D117_PRED*/,
1548       THR_D153_PRED /*D153_PRED*/, THR_D207_PRED /*D207_PRED*/,
1549       THR_D63_PRED /*D63_PRED*/,   THR_TM /*TM_PRED*/,
1550     };
1551     ++cpi->mode_chosen_counts[kf_mode_index[xdmi->mode]];
1552   } else {
1553     // Note how often each mode chosen as best
1554     ++cpi->mode_chosen_counts[ctx->best_mode_index];
1555   }
1556 #endif
1557   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1558     if (is_inter_block(xdmi)) {
1559       vp9_update_mv_count(td);
1560
1561       if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1562         const int ctx = get_pred_context_switchable_interp(xd);
1563         ++td->counts->switchable_interp[ctx][xdmi->interp_filter];
1564       }
1565     }
1566
1567     rdc->comp_pred_diff[SINGLE_REFERENCE] += ctx->single_pred_diff;
1568     rdc->comp_pred_diff[COMPOUND_REFERENCE] += ctx->comp_pred_diff;
1569     rdc->comp_pred_diff[REFERENCE_MODE_SELECT] += ctx->hybrid_pred_diff;
1570
1571     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
1572       rdc->filter_diff[i] += ctx->best_filter_diff[i];
1573   }
1574
1575   for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
1576     MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
1577     for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
1578       MV_REF *const mv = frame_mv + w;
1579       mv->ref_frame[0] = mi->ref_frame[0];
1580       mv->ref_frame[1] = mi->ref_frame[1];
1581       mv->mv[0].as_int = mi->mv[0].as_int;
1582       mv->mv[1].as_int = mi->mv[1].as_int;
1583     }
1584   }
1585 }
1586
1587 void vp9_setup_src_planes(MACROBLOCK *x, const YV12_BUFFER_CONFIG *src,
1588                           int mi_row, int mi_col) {
1589   uint8_t *const buffers[3] = { src->y_buffer, src->u_buffer, src->v_buffer };
1590   const int strides[3] = { src->y_stride, src->uv_stride, src->uv_stride };
1591   int i;
1592
1593   // Set current frame pointer.
1594   x->e_mbd.cur_buf = src;
1595
1596   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; i++)
1597     setup_pred_plane(&x->plane[i].src, buffers[i], strides[i], mi_row, mi_col,
1598                      NULL, x->e_mbd.plane[i].subsampling_x,
1599                      x->e_mbd.plane[i].subsampling_y);
1600 }
1601
1602 static void set_mode_info_seg_skip(MACROBLOCK *x, TX_MODE tx_mode,
1603                                    RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize) {
1604   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1605   MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
1606   INTERP_FILTER filter_ref;
1607
1608   filter_ref = get_pred_context_switchable_interp(xd);
1609   if (filter_ref == SWITCHABLE_FILTERS) filter_ref = EIGHTTAP;
1610
1611   mi->sb_type = bsize;
1612   mi->mode = ZEROMV;
1613   mi->tx_size =
1614       VPXMIN(max_txsize_lookup[bsize], tx_mode_to_biggest_tx_size[tx_mode]);
1615   mi->skip = 1;
1616   mi->uv_mode = DC_PRED;
1617   mi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
1618   mi->ref_frame[1] = NONE;
1619   mi->mv[0].as_int = 0;
1620   mi->interp_filter = filter_ref;
1621
1622   xd->mi[0]->bmi[0].as_mv[0].as_int = 0;
1623   x->skip = 1;
1624
1625   vp9_rd_cost_init(rd_cost);
1626 }
1627
1628 static int set_segment_rdmult(VP9_COMP *const cpi, MACROBLOCK *const x,
1629                               int8_t segment_id) {
1630   int segment_qindex;
1631   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1632   vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1633   vpx_clear_system_state();
1634   segment_qindex = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id, cm->base_qindex);
1635   return vp9_compute_rd_mult(cpi, segment_qindex + cm->y_dc_delta_q);
1636 }
1637
1638 static void rd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, TileDataEnc *tile_data,
1639                              MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1640                              RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
1641                              PICK_MODE_CONTEXT *ctx, int64_t best_rd) {
1642   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1643   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
1644   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1645   MODE_INFO *mi;
1646   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
1647   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
1648   const AQ_MODE aq_mode = cpi->oxcf.aq_mode;
1649   int i, orig_rdmult;
1650
1651   vpx_clear_system_state();
1652
1653   // Use the lower precision, but faster, 32x32 fdct for mode selection.
1654   x->use_lp32x32fdct = 1;
1655
1656   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
1657   mi = xd->mi[0];
1658   mi->sb_type = bsize;
1659
1660   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1661     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
1662     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
1663     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
1664     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
1665   }
1666   ctx->is_coded = 0;
1667   ctx->skippable = 0;
1668   ctx->pred_pixel_ready = 0;
1669   x->skip_recode = 0;
1670
1671   // Set to zero to make sure we do not use the previous encoded frame stats
1672   mi->skip = 0;
1673
1674 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1675   if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
1676     x->source_variance = vp9_high_get_sby_perpixel_variance(
1677         cpi, &x->plane[0].src, bsize, xd->bd);
1678   } else {
1679     x->source_variance =
1680         vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
1681   }
1682 #else
1683   x->source_variance =
1684       vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
1685 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1686
1687   // Save rdmult before it might be changed, so it can be restored later.
1688   orig_rdmult = x->rdmult;
1689
1690   if ((cpi->sf.tx_domain_thresh > 0.0) || (cpi->sf.quant_opt_thresh > 0.0)) {
1691     double logvar = vp9_log_block_var(cpi, x, bsize);
1692     // Check block complexity as part of descision on using pixel or transform
1693     // domain distortion in rd tests.
1694     x->block_tx_domain = cpi->sf.allow_txfm_domain_distortion &&
1695                          (logvar >= cpi->sf.tx_domain_thresh);
1696
1697     // Check block complexity as part of descision on using quantized
1698     // coefficient optimisation inside the rd loop.
1699     x->block_qcoeff_opt =
1700         cpi->sf.allow_quant_coeff_opt && (logvar <= cpi->sf.quant_opt_thresh);
1701   } else {
1702     x->block_tx_domain = cpi->sf.allow_txfm_domain_distortion;
1703     x->block_qcoeff_opt = cpi->sf.allow_quant_coeff_opt;
1704   }
1705
1706   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
1707     const int energy =
1708         bsize <= BLOCK_16X16 ? x->mb_energy : vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1709
1710     if (cm->frame_type == KEY_FRAME || cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1711         cpi->force_update_segmentation ||
1712         (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
1713       mi->segment_id = vp9_vaq_segment_id(energy);
1714     } else {
1715       const uint8_t *const map =
1716           cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
1717       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1718     }
1719     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mi->segment_id);
1720   } else if (aq_mode == LOOKAHEAD_AQ) {
1721     const uint8_t *const map = cpi->segmentation_map;
1722
1723     // I do not change rdmult here consciously.
1724     mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1725   } else if (aq_mode == EQUATOR360_AQ) {
1726     if (cm->frame_type == KEY_FRAME || cpi->force_update_segmentation) {
1727       mi->segment_id = vp9_360aq_segment_id(mi_row, cm->mi_rows);
1728     } else {
1729       const uint8_t *const map =
1730           cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
1731       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1732     }
1733     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mi->segment_id);
1734   } else if (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
1735     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mi->segment_id);
1736   } else if (aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1737     const uint8_t *const map =
1738         cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
1739     // If segment is boosted, use rdmult for that segment.
1740     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(
1741             get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col)))
1742       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
1743   }
1744
1745   // Find best coding mode & reconstruct the MB so it is available
1746   // as a predictor for MBs that follow in the SB
1747   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1748     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1749   } else {
1750     if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1751       if (segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
1752         vp9_rd_pick_inter_mode_sb_seg_skip(cpi, tile_data, x, rd_cost, bsize,
1753                                            ctx, best_rd);
1754       else
1755         vp9_rd_pick_inter_mode_sb(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
1756                                   bsize, ctx, best_rd);
1757     } else {
1758       vp9_rd_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
1759                                     bsize, ctx, best_rd);
1760     }
1761   }
1762
1763   // Examine the resulting rate and for AQ mode 2 make a segment choice.
1764   if ((rd_cost->rate != INT_MAX) && (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) &&
1765       (bsize >= BLOCK_16X16) &&
1766       (cm->frame_type == KEY_FRAME || cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1767        (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref))) {
1768     vp9_caq_select_segment(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, rd_cost->rate);
1769   }
1770
1771   x->rdmult = orig_rdmult;
1772
1773   // TODO(jingning) The rate-distortion optimization flow needs to be
1774   // refactored to provide proper exit/return handle.
1775   if (rd_cost->rate == INT_MAX) rd_cost->rdcost = INT64_MAX;
1776
1777   ctx->rate = rd_cost->rate;
1778   ctx->dist = rd_cost->dist;
1779 }
1780
1781 static void update_stats(VP9_COMMON *cm, ThreadData *td) {
1782   const MACROBLOCK *x = &td->mb;
1783   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1784   const MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
1785   const MB_MODE_INFO_EXT *const mbmi_ext = x->mbmi_ext;
1786   const BLOCK_SIZE bsize = mi->sb_type;
1787
1788   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1789     FRAME_COUNTS *const counts = td->counts;
1790     const int inter_block = is_inter_block(mi);
1791     const int seg_ref_active =
1792         segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_REF_FRAME);
1793     if (!seg_ref_active) {
1794       counts->intra_inter[get_intra_inter_context(xd)][inter_block]++;
1795       // If the segment reference feature is enabled we have only a single
1796       // reference frame allowed for the segment so exclude it from
1797       // the reference frame counts used to work out probabilities.
1798       if (inter_block) {
1799         const MV_REFERENCE_FRAME ref0 = mi->ref_frame[0];
1800         if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT)
1801           counts->comp_inter[vp9_get_reference_mode_context(cm, xd)]
1802                             [has_second_ref(mi)]++;
1803
1804         if (has_second_ref(mi)) {
1805           counts->comp_ref[vp9_get_pred_context_comp_ref_p(cm, xd)]
1806                           [ref0 == GOLDEN_FRAME]++;
1807         } else {
1808           counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p1(xd)][0]
1809                             [ref0 != LAST_FRAME]++;
1810           if (ref0 != LAST_FRAME)
1811             counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p2(xd)][1]
1812                               [ref0 != GOLDEN_FRAME]++;
1813         }
1814       }
1815     }
1816     if (inter_block &&
1817         !segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
1818       const int mode_ctx = mbmi_ext->mode_context[mi->ref_frame[0]];
1819       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1820         const PREDICTION_MODE mode = mi->mode;
1821         ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(mode)];
1822       } else {
1823         const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1824         const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1825         int idx, idy;
1826         for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h) {
1827           for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w) {
1828             const int j = idy * 2 + idx;
1829             const PREDICTION_MODE b_mode = mi->bmi[j].as_mode;
1830             ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(b_mode)];
1831           }
1832         }
1833       }
1834     }
1835   }
1836 }
1837
1838 static void restore_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1839                             ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1840                             ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1841                             PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1842                             BLOCK_SIZE bsize) {
1843   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1844   int p;
1845   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1846   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1847   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1848   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1849   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; p++) {
1850     memcpy(xd->above_context[p] + ((mi_col * 2) >> xd->plane[p].subsampling_x),
1851            a + num_4x4_blocks_wide * p,
1852            (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1853                xd->plane[p].subsampling_x);
1854     memcpy(xd->left_context[p] +
1855                ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1856            l + num_4x4_blocks_high * p,
1857            (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1858                xd->plane[p].subsampling_y);
1859   }
1860   memcpy(xd->above_seg_context + mi_col, sa,
1861          sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1862   memcpy(xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK), sl,
1863          sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1864 }
1865
1866 static void save_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1867                          ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1868                          ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1869                          PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1870                          BLOCK_SIZE bsize) {
1871   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1872   int p;
1873   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1874   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1875   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1876   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1877
1878   // buffer the above/left context information of the block in search.
1879   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; ++p) {
1880     memcpy(a + num_4x4_blocks_wide * p,
1881            xd->above_context[p] + (mi_col * 2 >> xd->plane[p].subsampling_x),
1882            (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1883                xd->plane[p].subsampling_x);
1884     memcpy(l + num_4x4_blocks_high * p,
1885            xd->left_context[p] +
1886                ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1887            (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1888                xd->plane[p].subsampling_y);
1889   }
1890   memcpy(sa, xd->above_seg_context + mi_col,
1891          sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1892   memcpy(sl, xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK),
1893          sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1894 }
1895
1896 static void encode_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile, ThreadData *td,
1897                      TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1898                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1899                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1900   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1901   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
1902   update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize, output_enabled);
1903   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
1904
1905   if (output_enabled) {
1906     update_stats(&cpi->common, td);
1907
1908     (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1909     (*tp)++;
1910   }
1911 }
1912
1913 static void encode_sb(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, const TileInfo *const tile,
1914                       TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1915                       int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize, PC_TREE *pc_tree) {
1916   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1917   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1918   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1919
1920   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
1921   int ctx;
1922   PARTITION_TYPE partition;
1923   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
1924
1925   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
1926
1927   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1928     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1929     subsize = get_subsize(bsize, pc_tree->partitioning);
1930   } else {
1931     ctx = 0;
1932     subsize = BLOCK_4X4;
1933   }
1934
1935   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1936   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
1937     td->counts->partition[ctx][partition]++;
1938
1939   switch (partition) {
1940     case PARTITION_NONE:
1941       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1942                &pc_tree->none);
1943       break;
1944     case PARTITION_VERT:
1945       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1946                &pc_tree->vertical[0]);
1947       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
1948         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1949                  subsize, &pc_tree->vertical[1]);
1950       }
1951       break;
1952     case PARTITION_HORZ:
1953       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1954                &pc_tree->horizontal[0]);
1955       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
1956         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1957                  subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
1958       }
1959       break;
1960     case PARTITION_SPLIT:
1961       if (bsize == BLOCK_8X8) {
1962         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1963                  pc_tree->leaf_split[0]);
1964       } else {
1965         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1966                   pc_tree->split[0]);
1967         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1968                   subsize, pc_tree->split[1]);
1969         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1970                   subsize, pc_tree->split[2]);
1971         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
1972                   subsize, pc_tree->split[3]);
1973       }
1974       break;
1975     default: assert(0 && "Invalid partition type."); break;
1976   }
1977
1978   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1979     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1980 }
1981
1982 // Check to see if the given partition size is allowed for a specified number
1983 // of 8x8 block rows and columns remaining in the image.
1984 // If not then return the largest allowed partition size
1985 static BLOCK_SIZE find_partition_size(BLOCK_SIZE bsize, int rows_left,
1986                                       int cols_left, int *bh, int *bw) {
1987   if (rows_left <= 0 || cols_left <= 0) {
1988     return VPXMIN(bsize, BLOCK_8X8);
1989   } else {
1990     for (; bsize > 0; bsize -= 3) {
1991       *bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1992       *bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1993       if ((*bh <= rows_left) && (*bw <= cols_left)) {
1994         break;
1995       }
1996     }
1997   }
1998   return bsize;
1999 }
2000
2001 static void set_partial_b64x64_partition(MODE_INFO *mi, int mis, int bh_in,
2002                                          int bw_in, int row8x8_remaining,
2003                                          int col8x8_remaining, BLOCK_SIZE bsize,
2004                                          MODE_INFO **mi_8x8) {
2005   int bh = bh_in;
2006   int r, c;
2007   for (r = 0; r < MI_BLOCK_SIZE; r += bh) {
2008     int bw = bw_in;
2009     for (c = 0; c < MI_BLOCK_SIZE; c += bw) {
2010       const int index = r * mis + c;
2011       mi_8x8[index] = mi + index;
2012       mi_8x8[index]->sb_type = find_partition_size(
2013           bsize, row8x8_remaining - r, col8x8_remaining - c, &bh, &bw);
2014     }
2015   }
2016 }
2017
2018 // This function attempts to set all mode info entries in a given SB64
2019 // to the same block partition size.
2020 // However, at the bottom and right borders of the image the requested size
2021 // may not be allowed in which case this code attempts to choose the largest
2022 // allowable partition.
2023 static void set_fixed_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2024                                    MODE_INFO **mi_8x8, int mi_row, int mi_col,
2025                                    BLOCK_SIZE bsize) {
2026   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2027   const int mis = cm->mi_stride;
2028   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2029   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2030   int block_row, block_col;
2031   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
2032   int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2033   int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2034
2035   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
2036
2037   // Apply the requested partition size to the SB64 if it is all "in image"
2038   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
2039       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
2040     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
2041       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
2042         int index = block_row * mis + block_col;
2043         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
2044         mi_8x8[index]->sb_type = bsize;
2045       }
2046     }
2047   } else {
2048     // Else this is a partial SB64.
2049     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw, row8x8_remaining,
2050                                  col8x8_remaining, bsize, mi_8x8);
2051   }
2052 }
2053
2054 static const struct {
2055   int row;
2056   int col;
2057 } coord_lookup[16] = {
2058   // 32x32 index = 0
2059   { 0, 0 },
2060   { 0, 2 },
2061   { 2, 0 },
2062   { 2, 2 },
2063   // 32x32 index = 1
2064   { 0, 4 },
2065   { 0, 6 },
2066   { 2, 4 },
2067   { 2, 6 },
2068   // 32x32 index = 2
2069   { 4, 0 },
2070   { 4, 2 },
2071   { 6, 0 },
2072   { 6, 2 },
2073   // 32x32 index = 3
2074   { 4, 4 },
2075   { 4, 6 },
2076   { 6, 4 },
2077   { 6, 6 },
2078 };
2079
2080 static void set_source_var_based_partition(VP9_COMP *cpi,
2081                                            const TileInfo *const tile,
2082                                            MACROBLOCK *const x,
2083                                            MODE_INFO **mi_8x8, int mi_row,
2084                                            int mi_col) {
2085   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2086   const int mis = cm->mi_stride;
2087   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2088   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2089   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
2090
2091   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
2092
2093   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
2094
2095   // In-image SB64
2096   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
2097       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
2098     int i, j;
2099     int index;
2100     diff d32[4];
2101     const int offset = (mi_row >> 1) * cm->mb_cols + (mi_col >> 1);
2102     int is_larger_better = 0;
2103     int use32x32 = 0;
2104     unsigned int thr = cpi->source_var_thresh;
2105
2106     memset(d32, 0, 4 * sizeof(diff));
2107
2108     for (i = 0; i < 4; i++) {
2109       diff *d16[4];
2110
2111       for (j = 0; j < 4; j++) {
2112         int b_mi_row = coord_lookup[i * 4 + j].row;
2113         int b_mi_col = coord_lookup[i * 4 + j].col;
2114         int boffset = b_mi_row / 2 * cm->mb_cols + b_mi_col / 2;
2115
2116         d16[j] = cpi->source_diff_var + offset + boffset;
2117
2118         index = b_mi_row * mis + b_mi_col;
2119         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
2120         mi_8x8[index]->sb_type = BLOCK_16X16;
2121
2122         // TODO(yunqingwang): If d16[j].var is very large, use 8x8 partition
2123         // size to further improve quality.
2124       }
2125
2126       is_larger_better = (d16[0]->var < thr) && (d16[1]->var < thr) &&
2127                          (d16[2]->var < thr) && (d16[3]->var < thr);
2128
2129       // Use 32x32 partition
2130       if (is_larger_better) {
2131         use32x32 += 1;
2132
2133         for (j = 0; j < 4; j++) {
2134           d32[i].sse += d16[j]->sse;
2135           d32[i].sum += d16[j]->sum;
2136         }
2137
2138         d32[i].var =
2139             (unsigned int)(d32[i].sse -
2140                            (unsigned int)(((int64_t)d32[i].sum * d32[i].sum) >>
2141                                           10));
2142
2143         index = coord_lookup[i * 4].row * mis + coord_lookup[i * 4].col;
2144         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
2145         mi_8x8[index]->sb_type = BLOCK_32X32;
2146       }
2147     }
2148
2149     if (use32x32 == 4) {
2150       thr <<= 1;
2151       is_larger_better = (d32[0].var < thr) && (d32[1].var < thr) &&
2152                          (d32[2].var < thr) && (d32[3].var < thr);
2153
2154       // Use 64x64 partition
2155       if (is_larger_better) {
2156         mi_8x8[0] = mi_upper_left;
2157         mi_8x8[0]->sb_type = BLOCK_64X64;
2158       }
2159     }
2160   } else {  // partial in-image SB64
2161     int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_16X16];
2162     int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_16X16];
2163     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw, row8x8_remaining,
2164                                  col8x8_remaining, BLOCK_16X16, mi_8x8);
2165   }
2166 }
2167
2168 static void update_state_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2169                             PICK_MODE_CONTEXT *ctx, int mi_row, int mi_col,
2170                             int bsize) {
2171   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2172   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2173   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2174   MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
2175   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
2176   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
2177   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->sb_type];
2178   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->sb_type];
2179   const int x_mis = VPXMIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
2180   const int y_mis = VPXMIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
2181
2182   *(xd->mi[0]) = ctx->mic;
2183   *(x->mbmi_ext) = ctx->mbmi_ext;
2184
2185   if (seg->enabled && cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ) {
2186     // For in frame complexity AQ or variance AQ, copy segment_id from
2187     // segmentation_map.
2188     if (cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ) {
2189       const uint8_t *const map =
2190           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
2191       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
2192     } else {
2193       // Setting segmentation map for cyclic_refresh.
2194       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, mi, mi_row, mi_col, bsize,
2195                                         ctx->rate, ctx->dist, x->skip, p);
2196     }
2197     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
2198   }
2199
2200   if (is_inter_block(mi)) {
2201     vp9_update_mv_count(td);
2202     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
2203       const int pred_ctx = get_pred_context_switchable_interp(xd);
2204       ++td->counts->switchable_interp[pred_ctx][mi->interp_filter];
2205     }
2206
2207     if (mi->sb_type < BLOCK_8X8) {
2208       mi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
2209       mi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
2210     }
2211   }
2212
2213   if (cm->use_prev_frame_mvs || !cm->error_resilient_mode ||
2214       (cpi->svc.use_base_mv && cpi->svc.number_spatial_layers > 1 &&
2215        cpi->svc.spatial_layer_id != cpi->svc.number_spatial_layers - 1)) {
2216     MV_REF *const frame_mvs =
2217         cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
2218     int w, h;
2219
2220     for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
2221       MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
2222       for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
2223         MV_REF *const mv = frame_mv + w;
2224         mv->ref_frame[0] = mi->ref_frame[0];
2225         mv->ref_frame[1] = mi->ref_frame[1];
2226         mv->mv[0].as_int = mi->mv[0].as_int;
2227         mv->mv[1].as_int = mi->mv[1].as_int;
2228       }
2229     }
2230   }
2231
2232   x->skip = ctx->skip;
2233   x->skip_txfm[0] = mi->segment_id ? 0 : ctx->skip_txfm[0];
2234 }
2235
2236 static void encode_b_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2237                         const TileInfo *const tile, TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
2238                         int mi_col, int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
2239                         PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2240   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2241   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
2242   update_state_rt(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize);
2243
2244   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
2245   update_stats(&cpi->common, td);
2246
2247   (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
2248   (*tp)++;
2249 }
2250
2251 static void encode_sb_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2252                          const TileInfo *const tile, TOKENEXTRA **tp,
2253                          int mi_row, int mi_col, int output_enabled,
2254                          BLOCK_SIZE bsize, PC_TREE *pc_tree) {
2255   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2256   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2257   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2258
2259   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
2260   int ctx;
2261   PARTITION_TYPE partition;
2262   BLOCK_SIZE subsize;
2263
2264   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
2265
2266   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2267     const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
2268     MODE_INFO **mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
2269     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2270     subsize = mi_8x8[0]->sb_type;
2271   } else {
2272     ctx = 0;
2273     subsize = BLOCK_4X4;
2274   }
2275
2276   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
2277   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
2278     td->counts->partition[ctx][partition]++;
2279
2280   switch (partition) {
2281     case PARTITION_NONE:
2282       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2283                   &pc_tree->none);
2284       break;
2285     case PARTITION_VERT:
2286       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2287                   &pc_tree->vertical[0]);
2288       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
2289         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
2290                     subsize, &pc_tree->vertical[1]);
2291       }
2292       break;
2293     case PARTITION_HORZ:
2294       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2295                   &pc_tree->horizontal[0]);
2296       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
2297         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
2298                     subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
2299       }
2300       break;
2301     case PARTITION_SPLIT:
2302       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2303       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2304                    pc_tree->split[0]);
2305       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
2306                    subsize, pc_tree->split[1]);
2307       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
2308                    subsize, pc_tree->split[2]);
2309       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs,
2310                    output_enabled, subsize, pc_tree->split[3]);
2311       break;
2312     default: assert(0 && "Invalid partition type."); break;
2313   }
2314
2315   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
2316     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
2317 }
2318
2319 static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2320                              TileDataEnc *tile_data, MODE_INFO **mi_8x8,
2321                              TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
2322                              BLOCK_SIZE bsize, int *rate, int64_t *dist,
2323                              int do_recon, PC_TREE *pc_tree) {
2324   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2325   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2326   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2327   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2328   const int mis = cm->mi_stride;
2329   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
2330   const int mi_step = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2331   const int bss = (1 << bsl) / 4;
2332   int i, pl;
2333   PARTITION_TYPE partition = PARTITION_NONE;
2334   BLOCK_SIZE subsize;
2335   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2336   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2337   RD_COST last_part_rdc, none_rdc, chosen_rdc;
2338   BLOCK_SIZE sub_subsize = BLOCK_4X4;
2339   int splits_below = 0;
2340   BLOCK_SIZE bs_type = mi_8x8[0]->sb_type;
2341   int do_partition_search = 1;
2342   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
2343
2344   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
2345
2346   assert(num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2347          num_4x4_blocks_high_lookup[bsize]);
2348
2349   vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2350   vp9_rd_cost_reset(&none_rdc);
2351   vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
2352
2353   partition = partition_lookup[bsl][bs_type];
2354   subsize = get_subsize(bsize, partition);
2355
2356   pc_tree->partitioning = partition;
2357   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2358
2359   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ) {
2360     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2361     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
2362   }
2363
2364   if (do_partition_search &&
2365       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
2366       cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame) {
2367     // Check if any of the sub blocks are further split.
2368     if (partition == PARTITION_SPLIT && subsize > BLOCK_8X8) {
2369       sub_subsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
2370       splits_below = 1;
2371       for (i = 0; i < 4; i++) {
2372         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
2373         MODE_INFO *this_mi = mi_8x8[jj * bss * mis + ii * bss];
2374         if (this_mi && this_mi->sb_type >= sub_subsize) {
2375           splits_below = 0;
2376         }
2377       }
2378     }
2379
2380     // If partition is not none try none unless each of the 4 splits are split
2381     // even further..
2382     if (partition != PARTITION_NONE && !splits_below &&
2383         mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
2384         mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
2385       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2386       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &none_rdc, bsize, ctx,
2387                        INT64_MAX);
2388
2389       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2390
2391       if (none_rdc.rate < INT_MAX) {
2392         none_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2393         none_rdc.rdcost =
2394             RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, none_rdc.rate, none_rdc.dist);
2395       }
2396
2397       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2398       mi_8x8[0]->sb_type = bs_type;
2399       pc_tree->partitioning = partition;
2400     }
2401   }
2402
2403   switch (partition) {
2404     case PARTITION_NONE:
2405       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc, bsize,
2406                        ctx, INT64_MAX);
2407       break;
2408     case PARTITION_HORZ:
2409       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2410                        subsize, &pc_tree->horizontal[0], INT64_MAX);
2411       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX && bsize >= BLOCK_8X8 &&
2412           mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows) {
2413         RD_COST tmp_rdc;
2414         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
2415         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
2416         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2417         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2418         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + (mi_step >> 1), mi_col,
2419                          &tmp_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1], INT64_MAX);
2420         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2421           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2422           break;
2423         }
2424         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2425         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2426         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
2427       }
2428       break;
2429     case PARTITION_VERT:
2430       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2431                        subsize, &pc_tree->vertical[0], INT64_MAX);
2432       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX && bsize >= BLOCK_8X8 &&
2433           mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
2434         RD_COST tmp_rdc;
2435         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->vertical[0];
2436         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
2437         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2438         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2439         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + (mi_step >> 1),
2440                          &tmp_rdc, subsize,
2441                          &pc_tree->vertical[bsize > BLOCK_8X8], INT64_MAX);
2442         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2443           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2444           break;
2445         }
2446         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2447         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2448         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
2449       }
2450       break;
2451     case PARTITION_SPLIT:
2452       if (bsize == BLOCK_8X8) {
2453         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2454                          subsize, pc_tree->leaf_split[0], INT64_MAX);
2455         break;
2456       }
2457       last_part_rdc.rate = 0;
2458       last_part_rdc.dist = 0;
2459       last_part_rdc.rdcost = 0;
2460       for (i = 0; i < 4; i++) {
2461         int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
2462         int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
2463         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
2464         RD_COST tmp_rdc;
2465         if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
2466           continue;
2467
2468         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
2469         rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi_8x8 + jj * bss * mis + ii * bss,
2470                          tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize,
2471                          &tmp_rdc.rate, &tmp_rdc.dist, i != 3,
2472                          pc_tree->split[i]);
2473         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2474           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2475           break;
2476         }
2477         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2478         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2479       }
2480       break;
2481     default: assert(0); break;
2482   }
2483
2484   pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2485   if (last_part_rdc.rate < INT_MAX) {
2486     last_part_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][partition];
2487     last_part_rdc.rdcost =
2488         RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, last_part_rdc.rate, last_part_rdc.dist);
2489   }
2490
2491   if (do_partition_search && cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame &&
2492       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
2493       partition != PARTITION_SPLIT && bsize > BLOCK_8X8 &&
2494       (mi_row + mi_step < cm->mi_rows ||
2495        mi_row + (mi_step >> 1) == cm->mi_rows) &&
2496       (mi_col + mi_step < cm->mi_cols ||
2497        mi_col + (mi_step >> 1) == cm->mi_cols)) {
2498     BLOCK_SIZE split_subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2499     chosen_rdc.rate = 0;
2500     chosen_rdc.dist = 0;
2501     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2502     pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
2503
2504     // Split partition.
2505     for (i = 0; i < 4; i++) {
2506       int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
2507       int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
2508       RD_COST tmp_rdc;
2509       ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2510       PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2511
2512       if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
2513         continue;
2514
2515       save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2516       pc_tree->split[i]->partitioning = PARTITION_NONE;
2517       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2518                        &tmp_rdc, split_subsize, &pc_tree->split[i]->none,
2519                        INT64_MAX);
2520
2521       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2522
2523       if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2524         vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
2525         break;
2526       }
2527
2528       chosen_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2529       chosen_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2530
2531       if (i != 3)
2532         encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, 0,
2533                   split_subsize, pc_tree->split[i]);
2534
2535       pl = partition_plane_context(xd, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2536                                    split_subsize);
2537       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2538     }
2539     pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2540     if (chosen_rdc.rate < INT_MAX) {
2541       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2542       chosen_rdc.rdcost =
2543           RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, chosen_rdc.rate, chosen_rdc.dist);
2544     }
2545   }
2546
2547   // If last_part is better set the partitioning to that.
2548   if (last_part_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
2549     mi_8x8[0]->sb_type = bsize;
2550     if (bsize >= BLOCK_8X8) pc_tree->partitioning = partition;
2551     chosen_rdc = last_part_rdc;
2552   }
2553   // If none was better set the partitioning to that.
2554   if (none_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
2555     if (bsize >= BLOCK_8X8) pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2556     chosen_rdc = none_rdc;
2557   }
2558
2559   restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2560
2561   // We must have chosen a partitioning and encoding or we'll fail later on.
2562   // No other opportunities for success.
2563   if (bsize == BLOCK_64X64)
2564     assert(chosen_rdc.rate < INT_MAX && chosen_rdc.dist < INT64_MAX);
2565
2566   if (do_recon) {
2567     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2568     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
2569               pc_tree);
2570   }
2571
2572   *rate = chosen_rdc.rate;
2573   *dist = chosen_rdc.dist;
2574 }
2575
2576 static const BLOCK_SIZE min_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
2577   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,  BLOCK_4X4, BLOCK_4X4,
2578   BLOCK_4X4,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,  BLOCK_8X8, BLOCK_16X16,
2579   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16
2580 };
2581
2582 static const BLOCK_SIZE max_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
2583   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_32X32,
2584   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
2585   BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64
2586 };
2587
2588 // Look at all the mode_info entries for blocks that are part of this
2589 // partition and find the min and max values for sb_type.
2590 // At the moment this is designed to work on a 64x64 SB but could be
2591 // adjusted to use a size parameter.
2592 //
2593 // The min and max are assumed to have been initialized prior to calling this
2594 // function so repeat calls can accumulate a min and max of more than one sb64.
2595 static void get_sb_partition_size_range(MACROBLOCKD *xd, MODE_INFO **mi_8x8,
2596                                         BLOCK_SIZE *min_block_size,
2597                                         BLOCK_SIZE *max_block_size,
2598                                         int bs_hist[BLOCK_SIZES]) {
2599   int sb_width_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
2600   int sb_height_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
2601   int i, j;
2602   int index = 0;
2603
2604   // Check the sb_type for each block that belongs to this region.
2605   for (i = 0; i < sb_height_in_blocks; ++i) {
2606     for (j = 0; j < sb_width_in_blocks; ++j) {
2607       MODE_INFO *mi = mi_8x8[index + j];
2608       BLOCK_SIZE sb_type = mi ? mi->sb_type : 0;
2609       bs_hist[sb_type]++;
2610       *min_block_size = VPXMIN(*min_block_size, sb_type);
2611       *max_block_size = VPXMAX(*max_block_size, sb_type);
2612     }
2613     index += xd->mi_stride;
2614   }
2615 }
2616
2617 // Next square block size less or equal than current block size.
2618 static const BLOCK_SIZE next_square_size[BLOCK_SIZES] = {
2619   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,
2620   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_32X32,
2621   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_64X64
2622 };
2623
2624 // Look at neighboring blocks and set a min and max partition size based on
2625 // what they chose.
2626 static void rd_auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2627                                     MACROBLOCKD *const xd, int mi_row,
2628                                     int mi_col, BLOCK_SIZE *min_block_size,
2629                                     BLOCK_SIZE *max_block_size) {
2630   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2631   MODE_INFO **mi = xd->mi;
2632   const int left_in_image = !!xd->left_mi;
2633   const int above_in_image = !!xd->above_mi;
2634   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2635   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2636   int bh, bw;
2637   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_4X4;
2638   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_64X64;
2639   int bs_hist[BLOCK_SIZES] = { 0 };
2640
2641   // Trap case where we do not have a prediction.
2642   if (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2643     // Default "min to max" and "max to min"
2644     min_size = BLOCK_64X64;
2645     max_size = BLOCK_4X4;
2646
2647     // NOTE: each call to get_sb_partition_size_range() uses the previous
2648     // passed in values for min and max as a starting point.
2649     // Find the min and max partition used in previous frame at this location
2650     if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2651       MODE_INFO **prev_mi =
2652           &cm->prev_mi_grid_visible[mi_row * xd->mi_stride + mi_col];
2653       get_sb_partition_size_range(xd, prev_mi, &min_size, &max_size, bs_hist);
2654     }
2655     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64
2656     if (left_in_image) {
2657       MODE_INFO **left_sb64_mi = &mi[-MI_BLOCK_SIZE];
2658       get_sb_partition_size_range(xd, left_sb64_mi, &min_size, &max_size,
2659                                   bs_hist);
2660     }
2661     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
2662     if (above_in_image) {
2663       MODE_INFO **above_sb64_mi = &mi[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE];
2664       get_sb_partition_size_range(xd, above_sb64_mi, &min_size, &max_size,
2665                                   bs_hist);
2666     }
2667
2668     // Adjust observed min and max for "relaxed" auto partition case.
2669     if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size == RELAXED_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
2670       min_size = min_partition_size[min_size];
2671       max_size = max_partition_size[max_size];
2672     }
2673   }
2674
2675   // Check border cases where max and min from neighbors may not be legal.
2676   max_size = find_partition_size(max_size, row8x8_remaining, col8x8_remaining,
2677                                  &bh, &bw);
2678   // Test for blocks at the edge of the active image.
2679   // This may be the actual edge of the image or where there are formatting
2680   // bars.
2681   if (vp9_active_edge_sb(cpi, mi_row, mi_col)) {
2682     min_size = BLOCK_4X4;
2683   } else {
2684     min_size =
2685         VPXMIN(cpi->sf.rd_auto_partition_min_limit, VPXMIN(min_size, max_size));
2686   }
2687
2688   // When use_square_partition_only is true, make sure at least one square
2689   // partition is allowed by selecting the next smaller square size as
2690   // *min_block_size.
2691   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
2692       next_square_size[max_size] < min_size) {
2693     min_size = next_square_size[max_size];
2694   }
2695
2696   *min_block_size = min_size;
2697   *max_block_size = max_size;
2698 }
2699
2700 // TODO(jingning) refactor functions setting partition search range
2701 static void set_partition_range(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd, int mi_row,
2702                                 int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
2703                                 BLOCK_SIZE *min_bs, BLOCK_SIZE *max_bs) {
2704   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2705   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2706   int idx, idy;
2707
2708   MODE_INFO *mi;
2709   const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
2710   MODE_INFO **prev_mi = &cm->prev_mi_grid_visible[idx_str];
2711   BLOCK_SIZE bs, min_size, max_size;
2712
2713   min_size = BLOCK_64X64;
2714   max_size = BLOCK_4X4;
2715
2716   if (prev_mi) {
2717     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2718       for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2719         mi = prev_mi[idy * cm->mi_stride + idx];
2720         bs = mi ? mi->sb_type : bsize;
2721         min_size = VPXMIN(min_size, bs);
2722         max_size = VPXMAX(max_size, bs);
2723       }
2724     }
2725   }
2726
2727   if (xd->left_mi) {
2728     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2729       mi = xd->mi[idy * cm->mi_stride - 1];
2730       bs = mi ? mi->sb_type : bsize;
2731       min_size = VPXMIN(min_size, bs);
2732       max_size = VPXMAX(max_size, bs);
2733     }
2734   }
2735
2736   if (xd->above_mi) {
2737     for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2738       mi = xd->mi[idx - cm->mi_stride];
2739       bs = mi ? mi->sb_type : bsize;
2740       min_size = VPXMIN(min_size, bs);
2741       max_size = VPXMAX(max_size, bs);
2742     }
2743   }
2744
2745   if (min_size == max_size) {
2746     min_size = min_partition_size[min_size];
2747     max_size = max_partition_size[max_size];
2748   }
2749
2750   *min_bs = min_size;
2751   *max_bs = max_size;
2752 }
2753
2754 static INLINE void store_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2755   memcpy(ctx->pred_mv, x->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2756 }
2757
2758 static INLINE void load_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2759   memcpy(x->pred_mv, ctx->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2760 }
2761
2762 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2763 const int num_16x16_blocks_wide_lookup[BLOCK_SIZES] = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
2764                                                         1, 2, 2, 2, 4, 4 };
2765 const int num_16x16_blocks_high_lookup[BLOCK_SIZES] = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
2766                                                         2, 1, 2, 4, 2, 4 };
2767 const int qindex_skip_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] = {
2768   0, 10, 10, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 90, 100, 100, 120
2769 };
2770 const int qindex_split_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] = {
2771   0, 3, 3, 7, 15, 15, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 120
2772 };
2773 const int complexity_16x16_blocks_threshold[BLOCK_SIZES] = {
2774   1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 4, 4, 6
2775 };
2776
2777 typedef enum {
2778   MV_ZERO = 0,
2779   MV_LEFT = 1,
2780   MV_UP = 2,
2781   MV_RIGHT = 3,
2782   MV_DOWN = 4,
2783   MV_INVALID
2784 } MOTION_DIRECTION;
2785
2786 static INLINE MOTION_DIRECTION get_motion_direction_fp(uint8_t fp_byte) {
2787   if (fp_byte & FPMB_MOTION_ZERO_MASK) {
2788     return MV_ZERO;
2789   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_LEFT_MASK) {
2790     return MV_LEFT;
2791   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_RIGHT_MASK) {
2792     return MV_RIGHT;
2793   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_UP_MASK) {
2794     return MV_UP;
2795   } else {
2796     return MV_DOWN;
2797   }
2798 }
2799
2800 static INLINE int get_motion_inconsistency(MOTION_DIRECTION this_mv,
2801                                            MOTION_DIRECTION that_mv) {
2802   if (this_mv == that_mv) {
2803     return 0;
2804   } else {
2805     return abs(this_mv - that_mv) == 2 ? 2 : 1;
2806   }
2807 }
2808 #endif
2809
2810 // Calculate the score used in machine-learning based partition search early
2811 // termination.
2812 static double compute_score(VP9_COMMON *const cm, MACROBLOCKD *const xd,
2813                             PICK_MODE_CONTEXT *ctx, int mi_row, int mi_col,
2814                             BLOCK_SIZE bsize) {
2815   const double *clf;
2816   const double *mean;
2817   const double *sd;
2818   const int mag_mv =
2819       abs(ctx->mic.mv[0].as_mv.col) + abs(ctx->mic.mv[0].as_mv.row);
2820   const int left_in_image = !!xd->left_mi;
2821   const int above_in_image = !!xd->above_mi;
2822   MODE_INFO **prev_mi =
2823       &cm->prev_mi_grid_visible[mi_col + cm->mi_stride * mi_row];
2824   int above_par = 0;  // above_partitioning
2825   int left_par = 0;   // left_partitioning
2826   int last_par = 0;   // last_partitioning
2827   BLOCK_SIZE context_size;
2828   double score;
2829   int offset = 0;
2830
2831   assert(b_width_log2_lookup[bsize] == b_height_log2_lookup[bsize]);
2832
2833   if (above_in_image) {
2834     context_size = xd->above_mi->sb_type;
2835     if (context_size < bsize)
2836       above_par = 2;
2837     else if (context_size == bsize)
2838       above_par = 1;
2839   }
2840
2841   if (left_in_image) {
2842     context_size = xd->left_mi->sb_type;
2843     if (context_size < bsize)
2844       left_par = 2;
2845     else if (context_size == bsize)
2846       left_par = 1;
2847   }
2848
2849   if (prev_mi) {
2850     context_size = prev_mi[0]->sb_type;
2851     if (context_size < bsize)
2852       last_par = 2;
2853     else if (context_size == bsize)
2854       last_par = 1;
2855   }
2856
2857   if (bsize == BLOCK_64X64)
2858     offset = 0;
2859   else if (bsize == BLOCK_32X32)
2860     offset = 8;
2861   else if (bsize == BLOCK_16X16)
2862     offset = 16;
2863
2864   // early termination score calculation
2865   clf = &classifiers[offset];
2866   mean = &train_mean[offset];
2867   sd = &train_stdm[offset];
2868   score = clf[0] * (((double)ctx->rate - mean[0]) / sd[0]) +
2869           clf[1] * (((double)ctx->dist - mean[1]) / sd[1]) +
2870           clf[2] * (((double)mag_mv / 2 - mean[2]) * sd[2]) +
2871           clf[3] * (((double)(left_par + above_par) / 2 - mean[3]) * sd[3]) +
2872           clf[4] * (((double)ctx->sum_y_eobs - mean[4]) / sd[4]) +
2873           clf[5] * (((double)cm->base_qindex - mean[5]) * sd[5]) +
2874           clf[6] * (((double)last_par - mean[6]) * sd[6]) + clf[7];
2875   return score;
2876 }
2877
2878 // TODO(jingning,jimbankoski,rbultje): properly skip partition types that are
2879 // unlikely to be selected depending on previous rate-distortion optimization
2880 // results, for encoding speed-up.
2881 static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2882                               TileDataEnc *tile_data, TOKENEXTRA **tp,
2883                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
2884                               RD_COST *rd_cost, int64_t best_rd,
2885                               PC_TREE *pc_tree) {
2886   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2887   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2888   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2889   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2890   const int mi_step = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2891   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2892   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2893   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
2894   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
2895   int i;
2896   const int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2897   BLOCK_SIZE subsize;
2898   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
2899   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
2900   int do_rect = 1;
2901   INTERP_FILTER pred_interp_filter;
2902
2903   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
2904   const int force_horz_split = (mi_row + mi_step >= cm->mi_rows);
2905   const int force_vert_split = (mi_col + mi_step >= cm->mi_cols);
2906   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
2907   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
2908
2909   BLOCK_SIZE min_size = x->min_partition_size;
2910   BLOCK_SIZE max_size = x->max_partition_size;
2911
2912 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2913   unsigned int src_diff_var = UINT_MAX;
2914   int none_complexity = 0;
2915 #endif
2916
2917   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
2918   int partition_horz_allowed =
2919       !force_vert_split && yss <= xss && bsize >= BLOCK_8X8;
2920   int partition_vert_allowed =
2921       !force_horz_split && xss <= yss && bsize >= BLOCK_8X8;
2922
2923   int64_t dist_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_thr.dist;
2924   int rate_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_thr.rate;
2925
2926   (void)*tp_orig;
2927
2928   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2929          num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
2930
2931   // Adjust dist breakout threshold according to the partition size.
2932   dist_breakout_thr >>=
2933       8 - (b_width_log2_lookup[bsize] + b_height_log2_lookup[bsize]);
2934   rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
2935
2936   vp9_rd_cost_init(&this_rdc);
2937   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
2938   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
2939   best_rdc.rdcost = best_rd;
2940
2941   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2942
2943   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ &&
2944       cpi->oxcf.aq_mode != LOOKAHEAD_AQ)
2945     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
2946
2947   if (cpi->sf.cb_partition_search && bsize == BLOCK_16X16) {
2948     int cb_partition_search_ctrl =
2949         ((pc_tree->index == 0 || pc_tree->index == 3) +
2950          get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) &
2951         0x1;
2952
2953     if (cb_partition_search_ctrl && bsize > min_size && bsize < max_size)
2954       set_partition_range(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize, &min_size, &max_size);
2955   }
2956
2957   // Determine partition types in search according to the speed features.
2958   // The threshold set here has to be of square block size.
2959   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2960     partition_none_allowed &= (bsize <= max_size && bsize >= min_size);
2961     partition_horz_allowed &=
2962         ((bsize <= max_size && bsize > min_size) || force_horz_split);
2963     partition_vert_allowed &=
2964         ((bsize <= max_size && bsize > min_size) || force_vert_split);
2965     do_split &= bsize > min_size;
2966   }
2967
2968   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
2969       bsize > cpi->sf.use_square_only_threshold) {
2970     if (cpi->use_svc) {
2971       if (!vp9_active_h_edge(cpi, mi_row, mi_step) || x->e_mbd.lossless)
2972         partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2973       if (!vp9_active_v_edge(cpi, mi_row, mi_step) || x->e_mbd.lossless)
2974         partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2975     } else {
2976       partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2977       partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2978     }
2979   }
2980
2981   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2982
2983 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2984   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
2985     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2986     src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &x->plane[0].src, mi_row,
2987                                                   mi_col, bsize);
2988   }
2989 #endif
2990
2991 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2992   // Decide whether we shall split directly and skip searching NONE by using
2993   // the first pass block statistics
2994   if (cpi->use_fp_mb_stats && bsize >= BLOCK_32X32 && do_split &&
2995       partition_none_allowed && src_diff_var > 4 &&
2996       cm->base_qindex < qindex_split_threshold_lookup[bsize]) {
2997     int mb_row = mi_row >> 1;
2998     int mb_col = mi_col >> 1;
2999     int mb_row_end =
3000         VPXMIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
3001     int mb_col_end =
3002         VPXMIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
3003     int r, c;
3004
3005     // compute a complexity measure, basically measure inconsistency of motion
3006     // vectors obtained from the first pass in the current block
3007     for (r = mb_row; r < mb_row_end; r++) {
3008       for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
3009         const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
3010
3011         MOTION_DIRECTION this_mv;
3012         MOTION_DIRECTION right_mv;
3013         MOTION_DIRECTION bottom_mv;
3014
3015         this_mv =
3016             get_motion_direction_fp(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index]);
3017
3018         // to its right
3019         if (c != mb_col_end - 1) {
3020           right_mv = get_motion_direction_fp(
3021               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + 1]);
3022           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, right_mv);
3023         }
3024
3025         // to its bottom
3026         if (r != mb_row_end - 1) {
3027           bottom_mv = get_motion_direction_fp(
3028               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + cm->mb_cols]);
3029           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, bottom_mv);
3030         }
3031
3032         // do not count its left and top neighbors to avoid double counting
3033       }
3034     }
3035
3036     if (none_complexity > complexity_16x16_blocks_threshold[bsize]) {
3037       partition_none_allowed = 0;
3038     }
3039   }
3040 #endif
3041
3042   // PARTITION_NONE
3043   if (partition_none_allowed) {
3044     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &this_rdc, bsize, ctx,
3045                      best_rdc.rdcost);
3046     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
3047       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
3048         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
3049         this_rdc.rdcost =
3050             RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, this_rdc.rate, this_rdc.dist);
3051       }
3052
3053       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3054         MODE_INFO *mi = xd->mi[0];
3055
3056         best_rdc = this_rdc;
3057         if (bsize >= BLOCK_8X8) pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
3058
3059         if (!cpi->sf.ml_partition_search_early_termination) {
3060           // If all y, u, v transform blocks in this partition are skippable,
3061           // and the dist & rate are within the thresholds, the partition search
3062           // is terminated for current branch of the partition search tree.
3063           if (!x->e_mbd.lossless && ctx->skippable &&
3064               ((best_rdc.dist < (dist_breakout_thr >> 2)) ||
3065                (best_rdc.dist < dist_breakout_thr &&
3066                 best_rdc.rate < rate_breakout_thr))) {
3067             do_split = 0;
3068             do_rect = 0;
3069           }
3070         } else {
3071           // Currently, the machine-learning based partition search early
3072           // termination is only used while bsize is 16x16, 32x32 or 64x64,
3073           // VPXMIN(cm->width, cm->height) >= 480, and speed = 0.
3074           if (!x->e_mbd.lossless &&
3075               !segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP) &&
3076               ctx->mic.mode >= INTRA_MODES && bsize >= BLOCK_16X16) {
3077             if (compute_score(cm, xd, ctx, mi_row, mi_col, bsize) < 0.0) {
3078               do_split = 0;
3079               do_rect = 0;
3080             }
3081           }
3082         }
3083
3084 #if CONFIG_FP_MB_STATS
3085         // Check if every 16x16 first pass block statistics has zero
3086         // motion and the corresponding first pass residue is small enough.
3087         // If that is the case, check the difference variance between the
3088         // current frame and the last frame. If the variance is small enough,
3089         // stop further splitting in RD optimization
3090         if (cpi->use_fp_mb_stats && do_split != 0 &&
3091             cm->base_qindex > qindex_skip_threshold_lookup[bsize]) {
3092           int mb_row = mi_row >> 1;
3093           int mb_col = mi_col >> 1;
3094           int mb_row_end =
3095               VPXMIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
3096           int mb_col_end =
3097               VPXMIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
3098           int r, c;
3099
3100           int skip = 1;
3101           for (r = mb_row; r < mb_row_end; r++) {
3102             for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
3103               const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
3104               if (!(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
3105                     FPMB_MOTION_ZERO_MASK) ||
3106                   !(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
3107                     FPMB_ERROR_SMALL_MASK)) {
3108                 skip = 0;
3109                 break;
3110               }
3111             }
3112             if (skip == 0) {
3113               break;
3114             }
3115           }
3116
3117           if (skip) {
3118             if (src_diff_var == UINT_MAX) {
3119               set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
3120               src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(
3121                   cpi, &x->plane[0].src, mi_row, mi_col, bsize);
3122             }
3123             if (src_diff_var < 8) {
3124               do_split = 0;
3125               do_rect = 0;
3126             }
3127           }
3128         }
3129 #endif
3130       }
3131     }
3132     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
3133   }
3134
3135   // store estimated motion vector
3136   if (cpi->sf.adaptive_motion_search) store_pred_mv(x, ctx);
3137
3138   // If the interp_filter is marked as SWITCHABLE_FILTERS, it was for an
3139   // intra block and used for context purposes.
3140   if (ctx->mic.interp_filter == SWITCHABLE_FILTERS) {
3141     pred_interp_filter = EIGHTTAP;
3142   } else {
3143     pred_interp_filter = ctx->mic.interp_filter;
3144   }
3145
3146   // PARTITION_SPLIT
3147   // TODO(jingning): use the motion vectors given by the above search as
3148   // the starting point of motion search in the following partition type check.
3149   if (do_split) {
3150     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3151     if (bsize == BLOCK_8X8) {
3152       i = 4;
3153       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && partition_none_allowed)
3154         pc_tree->leaf_split[0]->pred_interp_filter = pred_interp_filter;
3155       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3156                        pc_tree->leaf_split[0], best_rdc.rdcost);
3157
3158       if (sum_rdc.rate == INT_MAX) sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
3159     } else {
3160       for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
3161         const int x_idx = (i & 1) * mi_step;
3162         const int y_idx = (i >> 1) * mi_step;
3163
3164         if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
3165           continue;
3166
3167         if (cpi->sf.adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3168
3169         pc_tree->split[i]->index = i;
3170         rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row + y_idx,
3171                           mi_col + x_idx, subsize, &this_rdc,
3172                           best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
3173
3174         if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3175           sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
3176           break;
3177         } else {
3178           sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3179           sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3180           sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
3181         }
3182       }
3183     }
3184
3185     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && i == 4) {
3186       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
3187       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3188
3189       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3190         best_rdc = sum_rdc;
3191         pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
3192
3193         // Rate and distortion based partition search termination clause.
3194         if (!cpi->sf.ml_partition_search_early_termination &&
3195             !x->e_mbd.lossless && ((best_rdc.dist < (dist_breakout_thr >> 2)) ||
3196                                    (best_rdc.dist < dist_breakout_thr &&
3197                                     best_rdc.rate < rate_breakout_thr))) {
3198           do_rect = 0;
3199         }
3200       }
3201     } else {
3202       // skip rectangular partition test when larger block size
3203       // gives better rd cost
3204       if ((cpi->sf.less_rectangular_check) &&
3205           ((bsize > cpi->sf.use_square_only_threshold) ||
3206            (best_rdc.dist < dist_breakout_thr)))
3207         do_rect &= !partition_none_allowed;
3208     }
3209     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
3210   }
3211
3212   // PARTITION_HORZ
3213   if (partition_horz_allowed &&
3214       (do_rect || vp9_active_h_edge(cpi, mi_row, mi_step))) {
3215     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
3216     if (cpi->sf.adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3217     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
3218         partition_none_allowed)
3219       pc_tree->horizontal[0].pred_interp_filter = pred_interp_filter;
3220     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3221                      &pc_tree->horizontal[0], best_rdc.rdcost);
3222
3223     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + mi_step < cm->mi_rows &&
3224         bsize > BLOCK_8X8) {
3225       PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
3226       update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
3227       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
3228
3229       if (cpi->sf.adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3230       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
3231           partition_none_allowed)
3232         pc_tree->horizontal[1].pred_interp_filter = pred_interp_filter;
3233       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + mi_step, mi_col, &this_rdc,
3234                        subsize, &pc_tree->horizontal[1],
3235                        best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
3236       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3237         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
3238       } else {
3239         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3240         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3241         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
3242       }
3243     }
3244
3245     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3246       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
3247       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3248       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3249         best_rdc = sum_rdc;
3250         pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
3251
3252         if ((cpi->sf.less_rectangular_check) &&
3253             (bsize > cpi->sf.use_square_only_threshold))
3254           do_rect = 0;
3255       }
3256     }
3257     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
3258   }
3259
3260   // PARTITION_VERT
3261   if (partition_vert_allowed &&
3262       (do_rect || vp9_active_v_edge(cpi, mi_col, mi_step))) {
3263     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
3264
3265     if (cpi->sf.adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3266     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
3267         partition_none_allowed)
3268       pc_tree->vertical[0].pred_interp_filter = pred_interp_filter;
3269     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3270                      &pc_tree->vertical[0], best_rdc.rdcost);
3271     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + mi_step < cm->mi_cols &&
3272         bsize > BLOCK_8X8) {
3273       update_state(cpi, td, &pc_tree->vertical[0], mi_row, mi_col, subsize, 0);
3274       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize,
3275                         &pc_tree->vertical[0]);
3276
3277       if (cpi->sf.adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3278       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
3279           partition_none_allowed)
3280         pc_tree->vertical[1].pred_interp_filter = pred_interp_filter;
3281       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + mi_step, &this_rdc,
3282                        subsize, &pc_tree->vertical[1],
3283                        best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
3284       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3285         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
3286       } else {
3287         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3288         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3289         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
3290       }
3291     }
3292
3293     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3294       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
3295       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3296       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3297         best_rdc = sum_rdc;
3298         pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
3299       }
3300     }
3301     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
3302   }
3303
3304   // TODO(jbb): This code added so that we avoid static analysis
3305   // warning related to the fact that best_rd isn't used after this
3306   // point.  This code should be refactored so that the duplicate
3307   // checks occur in some sub function and thus are used...
3308   (void)best_rd;
3309   *rd_cost = best_rdc;
3310
3311   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX &&
3312       pc_tree->index != 3) {
3313     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
3314     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
3315               pc_tree);
3316   }
3317
3318   if (bsize == BLOCK_64X64) {
3319     assert(tp_orig < *tp);
3320     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
3321     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
3322   } else {
3323     assert(tp_orig == *tp);
3324   }
3325 }
3326
3327 static void encode_rd_sb_row(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3328                              TileDataEnc *tile_data, int mi_row,
3329                              TOKENEXTRA **tp) {
3330   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3331   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3332   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3333   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3334   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3335   const int mi_col_start = tile_info->mi_col_start;
3336   const int mi_col_end = tile_info->mi_col_end;
3337   int mi_col;
3338   const int sb_row = mi_row >> MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
3339   const int num_sb_cols =
3340       get_num_cols(tile_data->tile_info, MI_BLOCK_SIZE_LOG2);
3341   int sb_col_in_tile;
3342
3343   // Initialize the left context for the new SB row
3344   memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
3345   memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
3346
3347   // Code each SB in the row
3348   for (mi_col = mi_col_start, sb_col_in_tile = 0; mi_col < mi_col_end;
3349        mi_col += MI_BLOCK_SIZE, sb_col_in_tile++) {
3350     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
3351     int dummy_rate;
3352     int64_t dummy_dist;
3353     RD_COST dummy_rdc;
3354     int i;
3355     int seg_skip = 0;
3356
3357     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
3358     MODE_INFO **mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
3359
3360     (*(cpi->row_mt_sync_read_ptr))(&tile_data->row_mt_sync, sb_row,
3361                                    sb_col_in_tile);
3362
3363     if (sf->adaptive_pred_interp_filter) {
3364       for (i = 0; i < 64; ++i) td->leaf_tree[i].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
3365
3366       for (i = 0; i < 64; ++i) {
3367         td->pc_tree[i].vertical[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
3368         td->pc_tree[i].vertical[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
3369         td->pc_tree[i].horizontal[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
3370         td->pc_tree[i].horizontal[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
3371       }
3372     }
3373
3374     vp9_zero(x->pred_mv);
3375     td->pc_root->index = 0;
3376
3377     if (seg->enabled) {
3378       const uint8_t *const map =
3379           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
3380       int segment_id = get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
3381       seg_skip = segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
3382     }
3383
3384     x->source_variance = UINT_MAX;
3385     if (sf->partition_search_type == FIXED_PARTITION || seg_skip) {
3386       const BLOCK_SIZE bsize =
3387           seg_skip ? BLOCK_64X64 : sf->always_this_block_size;
3388       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
3389       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
3390       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3391                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
3392     } else if (cpi->partition_search_skippable_frame) {
3393       BLOCK_SIZE bsize;
3394       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
3395       bsize = get_rd_var_based_fixed_partition(cpi, x, mi_row, mi_col);
3396       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
3397       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3398                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
3399     } else if (sf->partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION &&
3400                cm->frame_type != KEY_FRAME) {
3401       choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
3402       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3403                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
3404     } else {
3405       // If required set upper and lower partition size limits
3406       if (sf->auto_min_max_partition_size) {
3407         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
3408         rd_auto_partition_range(cpi, tile_info, xd, mi_row, mi_col,
3409                                 &x->min_partition_size, &x->max_partition_size);
3410       }
3411       rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3412                         &dummy_rdc, INT64_MAX, td->pc_root);
3413     }
3414     (*(cpi->row_mt_sync_write_ptr))(&tile_data->row_mt_sync, sb_row,
3415                                     sb_col_in_tile, num_sb_cols);
3416   }
3417 }
3418
3419 static void init_encode_frame_mb_context(VP9_COMP *cpi) {
3420   MACROBLOCK *const x = &cpi->td.mb;
3421   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3422   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3423   const int aligned_mi_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols);
3424
3425   // Copy data over into macro block data structures.
3426   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, 0, 0);
3427
3428   vp9_setup_block_planes(&x->e_mbd, cm->subsampling_x, cm->subsampling_y);
3429
3430   // Note: this memset assumes above_context[0], [1] and [2]
3431   // are allocated as part of the same buffer.
3432   memset(xd->above_context[0], 0,
3433          sizeof(*xd->above_context[0]) * 2 * aligned_mi_cols * MAX_MB_PLANE);
3434   memset(xd->above_seg_context, 0,
3435          sizeof(*xd->above_seg_context) * aligned_mi_cols);
3436 }
3437
3438 static int check_dual_ref_flags(VP9_COMP *cpi) {
3439   const int ref_flags = cpi->ref_frame_flags;
3440
3441   if (segfeature_active(&cpi->common.seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
3442     return 0;
3443   } else {
3444     return (!!(ref_flags & VP9_GOLD_FLAG) + !!(ref_flags & VP9_LAST_FLAG) +
3445             !!(ref_flags & VP9_ALT_FLAG)) >= 2;
3446   }
3447 }
3448
3449 static void reset_skip_tx_size(VP9_COMMON *cm, TX_SIZE max_tx_size) {
3450   int mi_row, mi_col;
3451   const int mis = cm->mi_stride;
3452   MODE_INFO **mi_ptr = cm->mi_grid_visible;
3453
3454   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; ++mi_row, mi_ptr += mis) {
3455     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; ++mi_col) {
3456       if (mi_ptr[mi_col]->tx_size > max_tx_size)
3457         mi_ptr[mi_col]->tx_size = max_tx_size;
3458     }
3459   }
3460 }
3461
3462 static MV_REFERENCE_FRAME get_frame_type(const VP9_COMP *cpi) {
3463   if (frame_is_intra_only(&cpi->common))
3464     return INTRA_FRAME;
3465   else if (cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && cpi->refresh_golden_frame)
3466     return ALTREF_FRAME;
3467   else if (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)
3468     return GOLDEN_FRAME;
3469   else
3470     return LAST_FRAME;
3471 }
3472
3473 static TX_MODE select_tx_mode(const VP9_COMP *cpi, MACROBLOCKD *const xd) {
3474   if (xd->lossless) return ONLY_4X4;
3475   if (cpi->common.frame_type == KEY_FRAME && cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
3476     return ALLOW_16X16;
3477   if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL)
3478     return ALLOW_32X32;
3479   else if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_FULL_RD ||
3480            cpi->sf.tx_size_search_method == USE_TX_8X8)
3481     return TX_MODE_SELECT;
3482   else
3483     return cpi->common.tx_mode;
3484 }
3485
3486 static void hybrid_intra_mode_search(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *const x,
3487                                      RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
3488                                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
3489   if (bsize < BLOCK_16X16)
3490     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, INT64_MAX);
3491   else
3492     vp9_pick_intra_mode(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
3493 }
3494
3495 static void nonrd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, TileDataEnc *tile_data,
3496                                 MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
3497                                 RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
3498                                 PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
3499   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3500   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3501   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3502   MODE_INFO *mi;
3503   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
3504   BLOCK_SIZE bs = VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8);  // processing unit block size
3505   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bs];
3506   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bs];
3507   int plane;
3508
3509   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
3510   mi = xd->mi[0];
3511   mi->sb_type = bsize;
3512
3513   for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane) {
3514     struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[plane];
3515     memcpy(a + num_4x4_blocks_wide * plane, pd->above_context,
3516            (sizeof(a[0]) * num_4x4_blocks_wide) >> pd->subsampling_x);
3517     memcpy(l + num_4x4_blocks_high * plane, pd->left_context,
3518            (sizeof(l[0]) * num_4x4_blocks_high) >> pd->subsampling_y);
3519   }
3520
3521   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled)
3522     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(mi->segment_id))
3523       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
3524
3525   if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
3526     hybrid_intra_mode_search(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
3527   else if (segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
3528     set_mode_info_seg_skip(x, cm->tx_mode, rd_cost, bsize);
3529   else if (bsize >= BLOCK_8X8)
3530     vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile_data, mi_row, mi_col, rd_cost, bsize, ctx);
3531   else
3532     vp9_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, x, mi_row, mi_col, rd_cost, bsize, ctx);
3533
3534   duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
3535
3536   for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane) {
3537     struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[plane];
3538     memcpy(pd->above_context, a + num_4x4_blocks_wide * plane,
3539            (sizeof(a[0]) * num_4x4_blocks_wide) >> pd->subsampling_x);
3540     memcpy(pd->left_context, l + num_4x4_blocks_high * plane,
3541            (sizeof(l[0]) * num_4x4_blocks_high) >> pd->subsampling_y);
3542   }
3543
3544   if (rd_cost->rate == INT_MAX) vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
3545
3546   ctx->rate = rd_cost->rate;
3547   ctx->dist = rd_cost->dist;
3548 }
3549
3550 static void fill_mode_info_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCK *x, int mi_row,
3551                               int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, PC_TREE *pc_tree) {
3552   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
3553   int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3554   PARTITION_TYPE partition = pc_tree->partitioning;
3555   BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, partition);
3556
3557   assert(bsize >= BLOCK_8X8);
3558
3559   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
3560
3561   switch (partition) {
3562     case PARTITION_NONE:
3563       set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
3564       *(xd->mi[0]) = pc_tree->none.mic;
3565       *(x->mbmi_ext) = pc_tree->none.mbmi_ext;
3566       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
3567       break;
3568     case PARTITION_VERT:
3569       set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
3570       *(xd->mi[0]) = pc_tree->vertical[0].mic;
3571       *(x->mbmi_ext) = pc_tree->vertical[0].mbmi_ext;
3572       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
3573
3574       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
3575         set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col + hbs);
3576         *(xd->mi[0]) = pc_tree->vertical[1].mic;
3577         *(x->mbmi_ext) = pc_tree->vertical[1].mbmi_ext;
3578         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs, subsize);
3579       }
3580       break;
3581     case PARTITION_HORZ:
3582       set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
3583       *(xd->mi[0]) = pc_tree->horizontal[0].mic;
3584       *(x->mbmi_ext) = pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext;
3585       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
3586       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3587         set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row + hbs, mi_col);
3588         *(xd->mi[0]) = pc_tree->horizontal[1].mic;
3589         *(x->mbmi_ext) = pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext;
3590         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col, subsize);
3591       }
3592       break;
3593     case PARTITION_SPLIT: {
3594       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, subsize, pc_tree->split[0]);
3595       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col + hbs, subsize,
3596                         pc_tree->split[1]);
3597       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col, subsize,
3598                         pc_tree->split[2]);
3599       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
3600                         pc_tree->split[3]);
3601       break;
3602     }
3603     default: break;
3604   }
3605 }
3606
3607 // Reset the prediction pixel ready flag recursively.
3608 static void pred_pixel_ready_reset(PC_TREE *pc_tree, BLOCK_SIZE bsize) {
3609   pc_tree->none.pred_pixel_ready = 0;
3610   pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 0;
3611   pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 0;
3612   pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 0;
3613   pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 0;
3614
3615   if (bsize > BLOCK_8X8) {
3616     BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3617     int i;
3618     for (i = 0; i < 4; ++i) pred_pixel_ready_reset(pc_tree->split[i], subsize);
3619   }
3620 }
3621
3622 static void nonrd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3623                                  TileDataEnc *tile_data, TOKENEXTRA **tp,
3624                                  int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
3625                                  RD_COST *rd_cost, int do_recon,
3626                                  int64_t best_rd, PC_TREE *pc_tree) {
3627   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3628   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3629   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3630   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3631   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3632   const int ms = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
3633   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
3634   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
3635   int i;
3636   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
3637   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
3638   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
3639   int do_rect = 1;
3640   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
3641   const int force_horz_split = (mi_row + ms >= cm->mi_rows);
3642   const int force_vert_split = (mi_col + ms >= cm->mi_cols);
3643   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
3644   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
3645
3646   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
3647   int partition_horz_allowed =
3648       !force_vert_split && yss <= xss && bsize >= BLOCK_8X8;
3649   int partition_vert_allowed =
3650       !force_horz_split && xss <= yss && bsize >= BLOCK_8X8;
3651   (void)*tp_orig;
3652
3653   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
3654          num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
3655
3656   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
3657   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
3658   best_rdc.rdcost = best_rd;
3659
3660   // Determine partition types in search according to the speed features.
3661   // The threshold set here has to be of square block size.
3662   if (sf->auto_min_max_partition_size) {
3663     partition_none_allowed &=
3664         (bsize <= x->max_partition_size && bsize >= x->min_partition_size);
3665     partition_horz_allowed &=
3666         ((bsize <= x->max_partition_size && bsize > x->min_partition_size) ||
3667          force_horz_split);
3668     partition_vert_allowed &=
3669         ((bsize <= x->max_partition_size && bsize > x->min_partition_size) ||
3670          force_vert_split);
3671     do_split &= bsize > x->min_partition_size;
3672   }
3673   if (sf->use_square_partition_only) {
3674     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
3675     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
3676   }
3677
3678   ctx->pred_pixel_ready =
3679       !(partition_vert_allowed || partition_horz_allowed || do_split);
3680
3681   // PARTITION_NONE
3682   if (partition_none_allowed) {
3683     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &this_rdc, bsize,
3684                         ctx);
3685     ctx->mic = *xd->mi[0];
3686     ctx->mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3687     ctx->skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3688     ctx->skip = x->skip;
3689
3690     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
3691       int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3692       this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
3693       this_rdc.rdcost =
3694           RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, this_rdc.rate, this_rdc.dist);
3695       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3696         int64_t dist_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_thr.dist;
3697         int64_t rate_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_thr.rate;
3698
3699         dist_breakout_thr >>=
3700             8 - (b_width_log2_lookup[bsize] + b_height_log2_lookup[bsize]);
3701
3702         rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
3703
3704         best_rdc = this_rdc;
3705         if (bsize >= BLOCK_8X8) pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
3706
3707         if (!x->e_mbd.lossless && this_rdc.rate < rate_breakout_thr &&
3708             this_rdc.dist < dist_breakout_thr) {
3709           do_split = 0;
3710           do_rect = 0;
3711         }
3712       }
3713     }
3714   }
3715
3716   // store estimated motion vector
3717   store_pred_mv(x, ctx);
3718
3719   // PARTITION_SPLIT
3720   if (do_split) {
3721     int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3722     sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
3723     sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3724     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3725     for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
3726       const int x_idx = (i & 1) * ms;
3727       const int y_idx = (i >> 1) * ms;
3728
3729       if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
3730         continue;
3731       load_pred_mv(x, ctx);
3732       nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row + y_idx,
3733                            mi_col + x_idx, subsize, &this_rdc, 0,
3734                            best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
3735
3736       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3737         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3738       } else {
3739         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3740         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3741         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
3742       }
3743     }
3744
3745     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3746       best_rdc = sum_rdc;
3747       pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
3748     } else {
3749       // skip rectangular partition test when larger block size
3750       // gives better rd cost
3751       if (sf->less_rectangular_check) do_rect &= !partition_none_allowed;
3752     }
3753   }
3754
3755   // PARTITION_HORZ
3756   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
3757     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
3758     if (sf->adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3759     pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3760     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3761                         &pc_tree->horizontal[0]);
3762
3763     pc_tree->horizontal[0].mic = *xd->mi[0];
3764     pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3765     pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3766     pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3767
3768     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + ms < cm->mi_rows) {
3769       load_pred_mv(x, ctx);
3770       pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3771       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + ms, mi_col, &this_rdc,
3772                           subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3773
3774       pc_tree->horizontal[1].mic = *xd->mi[0];
3775       pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3776       pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3777       pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3778
3779       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3780         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3781       } else {
3782         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3783         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
3784         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3785         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3786         sum_rdc.rdcost =
3787             RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3788       }
3789     }
3790
3791     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3792       best_rdc = sum_rdc;
3793       pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
3794     } else {
3795       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
3796     }
3797   }
3798
3799   // PARTITION_VERT
3800   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
3801     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
3802     if (sf->adaptive_motion_search) load_pred_mv(x, ctx);
3803     pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3804     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3805                         &pc_tree->vertical[0]);
3806     pc_tree->vertical[0].mic = *xd->mi[0];
3807     pc_tree->vertical[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3808     pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3809     pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3810
3811     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + ms < cm->mi_cols) {
3812       load_pred_mv(x, ctx);
3813       pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3814       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + ms, &this_rdc,
3815                           subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3816       pc_tree->vertical[1].mic = *xd->mi[0];
3817       pc_tree->vertical[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3818       pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3819       pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3820
3821       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3822         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3823       } else {
3824         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3825         sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
3826         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3827         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3828         sum_rdc.rdcost =
3829             RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3830       }
3831     }
3832
3833     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3834       best_rdc = sum_rdc;
3835       pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
3836     } else {
3837       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
3838     }
3839   }
3840
3841   *rd_cost = best_rdc;
3842
3843   if (best_rdc.rate == INT_MAX) {
3844     vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
3845     return;
3846   }
3847
3848   // update mode info array
3849   fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, bsize, pc_tree);
3850
3851   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX && do_recon) {
3852     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
3853     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
3854                  pc_tree);
3855   }
3856
3857   if (bsize == BLOCK_64X64 && do_recon) {
3858     assert(tp_orig < *tp);
3859     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
3860     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
3861   } else {
3862     assert(tp_orig == *tp);
3863   }
3864 }
3865
3866 static void nonrd_select_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3867                                    TileDataEnc *tile_data, MODE_INFO **mi,
3868                                    TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
3869                                    BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
3870                                    RD_COST *rd_cost, PC_TREE *pc_tree) {
3871   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3872   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3873   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3874   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3875   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3876   const int mis = cm->mi_stride;
3877   PARTITION_TYPE partition;
3878   BLOCK_SIZE subsize;
3879   RD_COST this_rdc;
3880
3881   vp9_rd_cost_reset(&this_rdc);
3882   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
3883
3884   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0]->sb_type : BLOCK_4X4;
3885   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
3886
3887   if (bsize == BLOCK_32X32 && subsize == BLOCK_32X32) {
3888     x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
3889     x->min_partition_size = BLOCK_16X16;
3890     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize, rd_cost,
3891                          0, INT64_MAX, pc_tree);
3892   } else if (bsize == BLOCK_32X32 && partition != PARTITION_NONE &&
3893              subsize >= BLOCK_16X16) {
3894     x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
3895     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3896     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize, rd_cost,
3897                          0, INT64_MAX, pc_tree);
3898   } else if (bsize == BLOCK_16X16 && partition != PARTITION_NONE) {
3899     x->max_partition_size = BLOCK_16X16;
3900     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3901     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize, rd_cost,
3902                          0, INT64_MAX, pc_tree);
3903   } else {
3904     switch (partition) {
3905       case PARTITION_NONE:
3906         pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
3907         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost, subsize,
3908                             &pc_tree->none);
3909         pc_tree->none.mic = *xd->mi[0];
3910         pc_tree->none.mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3911         pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3912         pc_tree->none.skip = x->skip;
3913         break;
3914       case PARTITION_VERT:
3915         pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3916         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost, subsize,
3917                             &pc_tree->vertical[0]);
3918         pc_tree->vertical[0].mic = *xd->mi[0];
3919         pc_tree->vertical[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3920         pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3921         pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3922         if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
3923           pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3924           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs,
3925                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3926           pc_tree->vertical[1].mic = *xd->mi[0];
3927           pc_tree->vertical[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3928           pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3929           pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3930           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3931               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3932             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3933             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3934           }
3935         }
3936         break;
3937       case PARTITION_HORZ:
3938         pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3939         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost, subsize,
3940                             &pc_tree->horizontal[0]);
3941         pc_tree->horizontal[0].mic = *xd->mi[0];
3942         pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3943         pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3944         pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3945         if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3946           pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3947           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col,
3948                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3949           pc_tree->horizontal[1].mic = *xd->mi[0];
3950           pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3951           pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3952           pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3953           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3954               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3955             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3956             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3957           }
3958         }
3959         break;
3960       case PARTITION_SPLIT:
3961         subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3962         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3963                                subsize, output_enabled, rd_cost,
3964                                pc_tree->split[0]);
3965         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp, mi_row,
3966                                mi_col + hbs, subsize, output_enabled, &this_rdc,
3967                                pc_tree->split[1]);
3968         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3969             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3970           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3971           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3972         }
3973         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
3974                                mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
3975                                &this_rdc, pc_tree->split[2]);
3976         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3977             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3978           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3979           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3980         }
3981         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
3982                                mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
3983                                output_enabled, &this_rdc, pc_tree->split[3]);
3984         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3985             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3986           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3987           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3988         }
3989         break;
3990       default: assert(0 && "Invalid partition type."); break;
3991     }
3992   }
3993
3994   if (bsize == BLOCK_64X64 && output_enabled)
3995     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, 1, bsize, pc_tree);
3996 }
3997
3998 static void nonrd_use_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3999                                 TileDataEnc *tile_data, MODE_INFO **mi,
4000                                 TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
4001                                 BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
4002                                 RD_COST *dummy_cost, PC_TREE *pc_tree) {
4003   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4004   TileInfo *tile_info = &tile_data->tile_info;
4005   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4006   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4007   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
4008   const int mis = cm->mi_stride;
4009   PARTITION_TYPE partition;
4010   BLOCK_SIZE subsize;
4011
4012   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
4013
4014   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0]->sb_type : BLOCK_4X4;
4015   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
4016
4017   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4) {
4018     int ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
4019     td->counts->partition[ctx][partition]++;
4020   }
4021
4022   switch (partition) {
4023     case PARTITION_NONE:
4024       pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
4025       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
4026                           subsize, &pc_tree->none);
4027       pc_tree->none.mic = *xd->mi[0];
4028       pc_tree->none.mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
4029       pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
4030       pc_tree->none.skip = x->skip;
4031       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
4032                   subsize, &pc_tree->none);
4033       break;
4034     case PARTITION_VERT:
4035       pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
4036       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
4037                           subsize, &pc_tree->vertical[0]);
4038       pc_tree->vertical[0].mic = *xd->mi[0];
4039       pc_tree->vertical[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
4040       pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
4041       pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
4042       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
4043                   subsize, &pc_tree->vertical[0]);
4044       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
4045         pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
4046         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs, dummy_cost,
4047                             subsize, &pc_tree->vertical[1]);
4048         pc_tree->vertical[1].mic = *xd->mi[0];
4049         pc_tree->vertical[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
4050         pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
4051         pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
4052         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col + hbs,
4053                     output_enabled, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
4054       }
4055       break;
4056     case PARTITION_HORZ:
4057       pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
4058       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
4059                           subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
4060       pc_tree->horizontal[0].mic = *xd->mi[0];
4061       pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
4062       pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
4063       pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
4064       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
4065                   subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
4066
4067       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
4068         pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
4069         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col, dummy_cost,
4070                             subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
4071         pc_tree->horizontal[1].mic = *xd->mi[0];
4072         pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
4073         pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
4074         pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
4075         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row + hbs, mi_col,
4076                     output_enabled, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
4077       }
4078       break;
4079     case PARTITION_SPLIT:
4080       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
4081       if (bsize == BLOCK_8X8) {
4082         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
4083                             subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
4084         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
4085                     subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
4086       } else {
4087         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col, subsize,
4088                             output_enabled, dummy_cost, pc_tree->split[0]);
4089         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp, mi_row,
4090                             mi_col + hbs, subsize, output_enabled, dummy_cost,
4091                             pc_tree->split[1]);
4092         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
4093                             mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
4094                             dummy_cost, pc_tree->split[2]);
4095         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
4096                             mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
4097                             dummy_cost, pc_tree->split[3]);
4098       }
4099       break;
4100     default: assert(0 && "Invalid partition type."); break;
4101   }
4102
4103   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
4104     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
4105 }
4106
4107 static void encode_nonrd_sb_row(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
4108                                 TileDataEnc *tile_data, int mi_row,
4109                                 TOKENEXTRA **tp) {
4110   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
4111   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4112   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
4113   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4114   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4115   const int mi_col_start = tile_info->mi_col_start;
4116   const int mi_col_end = tile_info->mi_col_end;
4117   int mi_col;
4118   const int sb_row = mi_row >> MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
4119   const int num_sb_cols =
4120       get_num_cols(tile_data->tile_info, MI_BLOCK_SIZE_LOG2);
4121   int sb_col_in_tile;
4122
4123   // Initialize the left context for the new SB row
4124   memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
4125   memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
4126
4127   // Code each SB in the row
4128   for (mi_col = mi_col_start, sb_col_in_tile = 0; mi_col < mi_col_end;
4129        mi_col += MI_BLOCK_SIZE, ++sb_col_in_tile) {
4130     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
4131     RD_COST dummy_rdc;
4132     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
4133     MODE_INFO **mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
4134     PARTITION_SEARCH_TYPE partition_search_type = sf->partition_search_type;
4135     BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
4136     int seg_skip = 0;
4137
4138     (*(cpi->row_mt_sync_read_ptr))(&tile_data->row_mt_sync, sb_row,
4139                                    sb_col_in_tile);
4140
4141     x->source_variance = UINT_MAX;
4142     vp9_zero(x->pred_mv);
4143     vp9_rd_cost_init(&dummy_rdc);
4144     x->color_sensitivity[0] = 0;
4145     x->color_sensitivity[1] = 0;
4146     x->sb_is_skin = 0;
4147     x->skip_low_source_sad = 0;
4148     x->lowvar_highsumdiff = 0;
4149     x->content_state_sb = 0;
4150
4151     if (seg->enabled) {
4152       const uint8_t *const map =
4153           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
4154       int segment_id = get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
4155       seg_skip = segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
4156       if (seg_skip) {
4157         partition_search_type = FIXED_PARTITION;
4158       }
4159     }
4160
4161     if (cpi->compute_source_sad_onepass && cpi->sf.use_source_sad) {
4162       int shift = cpi->Source->y_stride * (mi_row << 3) + (mi_col << 3);
4163       int sb_offset2 = ((cm->mi_cols + 7) >> 3) * (mi_row >> 3) + (mi_col >> 3);
4164       avg_source_sad(cpi, x, shift, sb_offset2);
4165     }
4166
4167     // Set the partition type of the 64X64 block
4168     switch (partition_search_type) {
4169       case VAR_BASED_PARTITION:
4170         // TODO(jingning, marpan): The mode decision and encoding process
4171         // support both intra and inter sub8x8 block coding for RTC mode.
4172         // Tune the thresholds accordingly to use sub8x8 block coding for
4173         // coding performance improvement.
4174         choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
4175         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
4176                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
4177         break;
4178       case SOURCE_VAR_BASED_PARTITION:
4179         set_source_var_based_partition(cpi, tile_info, x, mi, mi_row, mi_col);
4180         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
4181                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
4182         break;
4183       case FIXED_PARTITION:
4184         if (!seg_skip) bsize = sf->always_this_block_size;
4185         set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
4186         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
4187                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
4188         break;
4189       case REFERENCE_PARTITION:
4190         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
4191         // Use nonrd_pick_partition on scene-cut for VBR mode.
4192         // nonrd_pick_partition does not support 4x4 partition, so avoid it
4193         // on key frame for now.
4194         if ((cpi->oxcf.rc_mode == VPX_VBR && cpi->rc.high_source_sad &&
4195              cm->frame_type != KEY_FRAME)) {
4196           // Use lower max_partition_size for low resoultions.
4197           if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288)
4198             x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
4199           else
4200             x->max_partition_size = BLOCK_64X64;
4201           x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
4202           nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col,
4203                                BLOCK_64X64, &dummy_rdc, 1, INT64_MAX,
4204                                td->pc_root);
4205         } else {
4206           choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
4207           // TODO(marpan): Seems like nonrd_select_partition does not support
4208           // 4x4 partition. Since 4x4 is used on key frame, use this switch
4209           // for now.
4210           if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
4211             nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
4212                                 BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
4213           else
4214             nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
4215                                    BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
4216         }
4217
4218         break;
4219       default: assert(0); break;
4220     }
4221
4222     (*(cpi->row_mt_sync_write_ptr))(&tile_data->row_mt_sync, sb_row,
4223                                     sb_col_in_tile, num_sb_cols);
4224   }
4225 }
4226 // end RTC play code
4227
4228 static int set_var_thresh_from_histogram(VP9_COMP *cpi) {
4229   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
4230   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4231
4232   const uint8_t *src = cpi->Source->y_buffer;
4233   const uint8_t *last_src = cpi->Last_Source->y_buffer;
4234   const int src_stride = cpi->Source->y_stride;
4235   const int last_stride = cpi->Last_Source->y_stride;
4236
4237   // Pick cutoff threshold
4238   const int cutoff = (VPXMIN(cm->width, cm->height) >= 720)
4239                          ? (cm->MBs * VAR_HIST_LARGE_CUT_OFF / 100)
4240                          : (cm->MBs * VAR_HIST_SMALL_CUT_OFF / 100);
4241   DECLARE_ALIGNED(16, int, hist[VAR_HIST_BINS]);
4242   diff *var16 = cpi->source_diff_var;
4243
4244   int sum = 0;
4245   int i, j;
4246
4247   memset(hist, 0, VAR_HIST_BINS * sizeof(hist[0]));
4248
4249   for (i = 0; i < cm->mb_rows; i++) {
4250     for (j = 0; j < cm->mb_cols; j++) {
4251 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4252       if (cm->use_highbitdepth) {
4253         switch (cm->bit_depth) {
4254           case VPX_BITS_8:
4255             vpx_highbd_8_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
4256                                      &var16->sse, &var16->sum);
4257             break;
4258           case VPX_BITS_10:
4259             vpx_highbd_10_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
4260                                       &var16->sse, &var16->sum);
4261             break;
4262           case VPX_BITS_12:
4263             vpx_highbd_12_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
4264                                       &var16->sse, &var16->sum);
4265             break;
4266           default:
4267             assert(0 &&
4268                    "cm->bit_depth should be VPX_BITS_8, VPX_BITS_10"
4269                    " or VPX_BITS_12");
4270             return -1;
4271         }
4272       } else {
4273         vpx_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride, &var16->sse,
4274                         &var16->sum);
4275       }
4276 #else
4277       vpx_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride, &var16->sse,
4278                       &var16->sum);
4279 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4280       var16->var = var16->sse - (((uint32_t)var16->sum * var16->sum) >> 8);
4281
4282       if (var16->var >= VAR_HIST_MAX_BG_VAR)
4283         hist[VAR_HIST_BINS - 1]++;
4284       else
4285         hist[var16->var / VAR_HIST_FACTOR]++;
4286
4287       src += 16;
4288       last_src += 16;
4289       var16++;
4290     }
4291
4292     src = src - cm->mb_cols * 16 + 16 * src_stride;
4293     last_src = last_src - cm->mb_cols * 16 + 16 * last_stride;
4294   }
4295
4296   cpi->source_var_thresh = 0;
4297
4298   if (hist[VAR_HIST_BINS - 1] < cutoff) {
4299     for (i = 0; i < VAR_HIST_BINS - 1; i++) {
4300       sum += hist[i];
4301
4302       if (sum > cutoff) {
4303         cpi->source_var_thresh = (i + 1) * VAR_HIST_FACTOR;
4304         return 0;
4305       }
4306     }
4307   }
4308
4309   return sf->search_type_check_frequency;
4310 }
4311
4312 static void source_var_based_partition_search_method(VP9_COMP *cpi) {
4313   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4314   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
4315
4316   if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
4317     // For key frame, use SEARCH_PARTITION.
4318     sf->partition_search_type = SEARCH_PARTITION;
4319   } else if (cm->intra_only) {
4320     sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
4321   } else {
4322     if (cm->last_width != cm->width || cm->last_height != cm->height) {
4323       if (cpi->source_diff_var) vpx_free(cpi->source_diff_var);
4324
4325       CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->source_diff_var,
4326                       vpx_calloc(cm->MBs, sizeof(diff)));
4327     }
4328
4329     if (!cpi->frames_till_next_var_check)
4330       cpi->frames_till_next_var_check = set_var_thresh_from_histogram(cpi);
4331
4332     if (cpi->frames_till_next_var_check > 0) {
4333       sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
4334       cpi->frames_till_next_var_check--;
4335     }
4336   }
4337 }
4338
4339 static int get_skip_encode_frame(const VP9_COMMON *cm, ThreadData *const td) {
4340   unsigned int intra_count = 0, inter_count = 0;
4341   int j;
4342
4343   for (j = 0; j < INTRA_INTER_CONTEXTS; ++j) {
4344     intra_count += td->counts->intra_inter[j][0];
4345     inter_count += td->counts->intra_inter[j][1];
4346   }
4347
4348   return (intra_count << 2) < inter_count && cm->frame_type != KEY_FRAME &&
4349          cm->show_frame;
4350 }
4351
4352 void vp9_init_tile_data(VP9_COMP *cpi) {
4353   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4354   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
4355   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
4356   int tile_col, tile_row;
4357   TOKENEXTRA *pre_tok = cpi->tile_tok[0][0];
4358   TOKENLIST *tplist = cpi->tplist[0][0];
4359   int tile_tok = 0;
4360   int tplist_count = 0;
4361
4362   if (cpi->tile_data == NULL || cpi->allocated_tiles < tile_cols * tile_rows) {
4363     if (cpi->tile_data != NULL) vpx_free(cpi->tile_data);
4364     CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->tile_data, vpx_malloc(tile_cols * tile_rows *
4365                                                    sizeof(*cpi->tile_data)));
4366     cpi->allocated_tiles = tile_cols * tile_rows;
4367
4368     for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
4369       for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
4370         TileDataEnc *tile_data =
4371             &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
4372         int i, j;
4373         for (i = 0; i < BLOCK_SIZES; ++i) {
4374           for (j = 0; j < MAX_MODES; ++j) {
4375             tile_data->thresh_freq_fact[i][j] = RD_THRESH_INIT_FACT;
4376             tile_data->mode_map[i][j] = j;
4377           }
4378         }
4379 #if CONFIG_MULTITHREAD
4380         tile_data->row_base_thresh_freq_fact = NULL;
4381 #endif
4382       }
4383   }
4384
4385   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row) {
4386     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
4387       TileDataEnc *this_tile = &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
4388       TileInfo *tile_info = &this_tile->tile_info;
4389       vp9_tile_init(tile_info, cm, tile_row, tile_col);
4390
4391       cpi->tile_tok[tile_row][tile_col] = pre_tok + tile_tok;
4392       pre_tok = cpi->tile_tok[tile_row][tile_col];
4393       tile_tok = allocated_tokens(*tile_info);
4394
4395       cpi->tplist[tile_row][tile_col] = tplist + tplist_count;
4396       tplist = cpi->tplist[tile_row][tile_col];
4397       tplist_count = get_num_vert_units(*tile_info, MI_BLOCK_SIZE_LOG2);
4398     }
4399   }
4400 }
4401
4402 void vp9_encode_sb_row(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, int tile_row,
4403                        int tile_col, int mi_row) {
4404   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4405   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
4406   TileDataEnc *this_tile = &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
4407   const TileInfo *const tile_info = &this_tile->tile_info;
4408   TOKENEXTRA *tok = NULL;
4409   int tile_sb_row;
4410   int tile_mb_cols = (tile_info->mi_col_end - tile_info->mi_col_start + 1) >> 1;
4411
4412   tile_sb_row = mi_cols_aligned_to_sb(mi_row - tile_info->mi_row_start) >>
4413                 MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
4414   get_start_tok(cpi, tile_row, tile_col, mi_row, &tok);
4415   cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].start = tok;
4416
4417   if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
4418     encode_nonrd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
4419   else
4420     encode_rd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
4421
4422   cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].stop = tok;
4423   cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].count =
4424       (unsigned int)(cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].stop -
4425                      cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].start);
4426   assert(tok - cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].start <=
4427          get_token_alloc(MI_BLOCK_SIZE >> 1, tile_mb_cols));
4428
4429   (void)tile_mb_cols;
4430 }
4431
4432 void vp9_encode_tile(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, int tile_row,
4433                      int tile_col) {
4434   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4435   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
4436   TileDataEnc *this_tile = &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
4437   const TileInfo *const tile_info = &this_tile->tile_info;
4438   const int mi_row_start = tile_info->mi_row_start;
4439   const int mi_row_end = tile_info->mi_row_end;
4440   int mi_row;
4441
4442   for (mi_row = mi_row_start; mi_row < mi_row_end; mi_row += MI_BLOCK_SIZE)
4443     vp9_encode_sb_row(cpi, td, tile_row, tile_col, mi_row);
4444 }
4445
4446 static void encode_tiles(VP9_COMP *cpi) {
4447   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4448   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
4449   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
4450   int tile_col, tile_row;
4451
4452   vp9_init_tile_data(cpi);
4453
4454   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
4455     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col)
4456       vp9_encode_tile(cpi, &cpi->td, tile_row, tile_col);
4457 }
4458
4459 #if CONFIG_FP_MB_STATS
4460 static int input_fpmb_stats(FIRSTPASS_MB_STATS *firstpass_mb_stats,
4461                             VP9_COMMON *cm, uint8_t **this_frame_mb_stats) {
4462   uint8_t *mb_stats_in = firstpass_mb_stats->mb_stats_start +
4463                          cm->current_video_frame * cm->MBs * sizeof(uint8_t);
4464
4465   if (mb_stats_in > firstpass_mb_stats->mb_stats_end) return EOF;
4466
4467   *this_frame_mb_stats = mb_stats_in;
4468
4469   return 1;
4470 }
4471 #endif
4472
4473 static void encode_frame_internal(VP9_COMP *cpi) {
4474   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
4475   ThreadData *const td = &cpi->td;
4476   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4477   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4478   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4479
4480   xd->mi = cm->mi_grid_visible;
4481   xd->mi[0] = cm->mi;
4482
4483   vp9_zero(*td->counts);
4484   vp9_zero(cpi->td.rd_counts);
4485
4486   xd->lossless = cm->base_qindex == 0 && cm->y_dc_delta_q == 0 &&
4487                  cm->uv_dc_delta_q == 0 && cm->uv_ac_delta_q == 0;
4488
4489 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4490   if (cm->use_highbitdepth)
4491     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_highbd_fwht4x4 : vpx_highbd_fdct4x4;
4492   else
4493     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vpx_fdct4x4;
4494   x->highbd_itxm_add =
4495       xd->lossless ? vp9_highbd_iwht4x4_add : vp9_highbd_idct4x4_add;
4496 #else
4497   x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vpx_fdct4x4;
4498 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4499   x->itxm_add = xd->lossless ? vp9_iwht4x4_add : vp9_idct4x4_add;
4500
4501   if (xd->lossless) x->optimize = 0;
4502
4503   cm->tx_mode = select_tx_mode(cpi, xd);
4504
4505   vp9_frame_init_quantizer(cpi);
4506
4507   vp9_initialize_rd_consts(cpi);
4508   vp9_initialize_me_consts(cpi, x, cm->base_qindex);
4509   init_encode_frame_mb_context(cpi);
4510   cm->use_prev_frame_mvs =
4511       !cm->error_resilient_mode && cm->width == cm->last_width &&
4512       cm->height == cm->last_height && !cm->intra_only && cm->last_show_frame;
4513   // Special case: set prev_mi to NULL when the previous mode info
4514   // context cannot be used.
4515   cm->prev_mi =
4516       cm->use_prev_frame_mvs ? cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 : NULL;
4517
4518   x->quant_fp = cpi->sf.use_quant_fp;
4519   vp9_zero(x->skip_txfm);
4520   if (sf->use_nonrd_pick_mode) {
4521     // Initialize internal buffer pointers for rtc coding, where non-RD
4522     // mode decision is used and hence no buffer pointer swap needed.
4523     int i;
4524     struct macroblock_plane *const p = x->plane;
4525     struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
4526     PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &cpi->td.pc_root->none;
4527
4528     for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
4529       p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
4530       p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
4531       pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
4532       p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
4533     }
4534     vp9_zero(x->zcoeff_blk);
4535
4536     if (cm->frame_type != KEY_FRAME && cpi->rc.frames_since_golden == 0 &&
4537         !(cpi->oxcf.lag_in_frames > 0 && cpi->oxcf.rc_mode == VPX_VBR) &&
4538         !cpi->use_svc)
4539       cpi->ref_frame_flags &= (~VP9_GOLD_FLAG);
4540
4541     if (sf->partition_search_type == SOURCE_VAR_BASED_PARTITION)
4542       source_var_based_partition_search_method(cpi);
4543   }
4544
4545   {
4546     struct vpx_usec_timer emr_timer;
4547     vpx_usec_timer_start(&emr_timer);
4548
4549 #if CONFIG_FP_MB_STATS
4550     if (cpi->use_fp_mb_stats) {
4551       input_fpmb_stats(&cpi->twopass.firstpass_mb_stats, cm,
4552                        &cpi->twopass.this_frame_mb_stats);
4553     }
4554 #endif
4555
4556     if (!cpi->row_mt) {
4557       cpi->row_mt_sync_read_ptr = vp9_row_mt_sync_read_dummy;
4558       cpi->row_mt_sync_write_ptr = vp9_row_mt_sync_write_dummy;
4559       // If allowed, encoding tiles in parallel with one thread handling one
4560       // tile when row based multi-threading is disabled.
4561       if (VPXMIN(cpi->oxcf.max_threads, 1 << cm->log2_tile_cols) > 1)
4562         vp9_encode_tiles_mt(cpi);
4563       else
4564         encode_tiles(cpi);
4565     } else {
4566       cpi->row_mt_sync_read_ptr = vp9_row_mt_sync_read;
4567       cpi->row_mt_sync_write_ptr = vp9_row_mt_sync_write;
4568       vp9_encode_tiles_row_mt(cpi);
4569     }
4570
4571     vpx_usec_timer_mark(&emr_timer);
4572     cpi->time_encode_sb_row += vpx_usec_timer_elapsed(&emr_timer);
4573   }
4574
4575   sf->skip_encode_frame =
4576       sf->skip_encode_sb ? get_skip_encode_frame(cm, td) : 0;
4577
4578 #if 0
4579   // Keep record of the total distortion this time around for future use
4580   cpi->last_frame_distortion = cpi->frame_distortion;
4581 #endif
4582 }
4583
4584 static INTERP_FILTER get_interp_filter(
4585     const int64_t threshes[SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS], int is_alt_ref) {
4586   if (!is_alt_ref && threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP] &&
4587       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP_SHARP] &&
4588       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
4589     return EIGHTTAP_SMOOTH;
4590   } else if (threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[EIGHTTAP] &&
4591              threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
4592     return EIGHTTAP_SHARP;
4593   } else if (threshes[EIGHTTAP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
4594     return EIGHTTAP;
4595   } else {
4596     return SWITCHABLE;
4597   }
4598 }
4599
4600 static int compute_frame_aq_offset(struct VP9_COMP *cpi) {
4601   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4602   MODE_INFO **mi_8x8_ptr = cm->mi_grid_visible;
4603   struct segmentation *const seg = &cm->seg;
4604
4605   int mi_row, mi_col;
4606   int sum_delta = 0;
4607   int map_index = 0;
4608   int qdelta_index;
4609   int segment_id;
4610
4611   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; mi_row++) {
4612     MODE_INFO **mi_8x8 = mi_8x8_ptr;
4613     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; mi_col++, mi_8x8++) {
4614       segment_id = mi_8x8[0]->segment_id;
4615       qdelta_index = get_segdata(seg, segment_id, SEG_LVL_ALT_Q);
4616       sum_delta += qdelta_index;
4617       map_index++;
4618     }
4619     mi_8x8_ptr += cm->mi_stride;
4620   }
4621
4622   return sum_delta / (cm->mi_rows * cm->mi_cols);
4623 }
4624
4625 void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
4626   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4627
4628   // In the longer term the encoder should be generalized to match the
4629   // decoder such that we allow compound where one of the 3 buffers has a
4630   // different sign bias and that buffer is then the fixed ref. However, this
4631   // requires further work in the rd loop. For now the only supported encoder
4632   // side behavior is where the ALT ref buffer has opposite sign bias to
4633   // the other two.
4634   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
4635     if ((cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
4636          cm->ref_frame_sign_bias[GOLDEN_FRAME]) ||
4637         (cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
4638          cm->ref_frame_sign_bias[LAST_FRAME])) {
4639       cpi->allow_comp_inter_inter = 0;
4640     } else {
4641       cpi->allow_comp_inter_inter = 1;
4642       cm->comp_fixed_ref = ALTREF_FRAME;
4643       cm->comp_var_ref[0] = LAST_FRAME;
4644       cm->comp_var_ref[1] = GOLDEN_FRAME;
4645     }
4646   }
4647
4648   if (cpi->sf.frame_parameter_update) {
4649     int i;
4650     RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
4651     FRAME_COUNTS *counts = cpi->td.counts;
4652     RD_COUNTS *const rdc = &cpi->td.rd_counts;
4653
4654     // This code does a single RD pass over the whole frame assuming
4655     // either compound, single or hybrid prediction as per whatever has
4656     // worked best for that type of frame in the past.
4657     // It also predicts whether another coding mode would have worked
4658     // better than this coding mode. If that is the case, it remembers
4659     // that for subsequent frames.
4660     // It also does the same analysis for transform size selection.
4661     const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
4662     int64_t *const mode_thrs = rd_opt->prediction_type_threshes[frame_type];
4663     int64_t *const filter_thrs = rd_opt->filter_threshes[frame_type];
4664     const int is_alt_ref = frame_type == ALTREF_FRAME;
4665
4666     /* prediction (compound, single or hybrid) mode selection */
4667     if (is_alt_ref || !cpi->allow_comp_inter_inter)
4668       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4669     else if (mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] &&
4670              mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT] &&
4671              check_dual_ref_flags(cpi) && cpi->static_mb_pct == 100)
4672       cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
4673     else if (mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] > mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT])
4674       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4675     else
4676       cm->reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
4677
4678     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE)
4679       cm->interp_filter = get_interp_filter(filter_thrs, is_alt_ref);
4680
4681     encode_frame_internal(cpi);
4682
4683     for (i = 0; i < REFERENCE_MODES; ++i)
4684       mode_thrs[i] = (mode_thrs[i] + rdc->comp_pred_diff[i] / cm->MBs) / 2;
4685
4686     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
4687       filter_thrs[i] = (filter_thrs[i] + rdc->filter_diff[i] / cm->MBs) / 2;
4688
4689     if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
4690       int single_count_zero = 0;
4691       int comp_count_zero = 0;
4692
4693       for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++) {
4694         single_count_zero += counts->comp_inter[i][0];
4695         comp_count_zero += counts->comp_inter[i][1];
4696       }
4697
4698       if (comp_count_zero == 0) {
4699         cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4700         vp9_zero(counts->comp_inter);
4701       } else if (single_count_zero == 0) {
4702         cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
4703         vp9_zero(counts->comp_inter);
4704       }
4705     }
4706
4707     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
4708       int count4x4 = 0;
4709       int count8x8_lp = 0, count8x8_8x8p = 0;
4710       int count16x16_16x16p = 0, count16x16_lp = 0;
4711       int count32x32 = 0;
4712
4713       for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; ++i) {
4714         count4x4 += counts->tx.p32x32[i][TX_4X4];
4715         count4x4 += counts->tx.p16x16[i][TX_4X4];
4716         count4x4 += counts->tx.p8x8[i][TX_4X4];
4717
4718         count8x8_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_8X8];
4719         count8x8_lp += counts->tx.p16x16[i][TX_8X8];
4720         count8x8_8x8p += counts->tx.p8x8[i][TX_8X8];
4721
4722         count16x16_16x16p += counts->tx.p16x16[i][TX_16X16];
4723         count16x16_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_16X16];
4724         count32x32 += counts->tx.p32x32[i][TX_32X32];
4725       }
4726       if (count4x4 == 0 && count16x16_lp == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
4727           count32x32 == 0) {
4728         cm->tx_mode = ALLOW_8X8;
4729         reset_skip_tx_size(cm, TX_8X8);
4730       } else if (count8x8_8x8p == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
4731                  count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count32x32 == 0) {
4732         cm->tx_mode = ONLY_4X4;
4733         reset_skip_tx_size(cm, TX_4X4);
4734       } else if (count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count4x4 == 0) {
4735         cm->tx_mode = ALLOW_32X32;
4736       } else if (count32x32 == 0 && count8x8_lp == 0 && count4x4 == 0) {
4737         cm->tx_mode = ALLOW_16X16;
4738         reset_skip_tx_size(cm, TX_16X16);
4739       }
4740     }
4741   } else {
4742     cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4743     encode_frame_internal(cpi);
4744   }
4745
4746   // If segmented AQ is enabled compute the average AQ weighting.
4747   if (cm->seg.enabled && (cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ) &&
4748       (cm->seg.update_map || cm->seg.update_data)) {
4749     cm->seg.aq_av_offset = compute_frame_aq_offset(cpi);
4750   }
4751 }
4752
4753 static void sum_intra_stats(FRAME_COUNTS *counts, const MODE_INFO *mi) {
4754   const PREDICTION_MODE y_mode = mi->mode;
4755   const PREDICTION_MODE uv_mode = mi->uv_mode;
4756   const BLOCK_SIZE bsize = mi->sb_type;
4757
4758   if (bsize < BLOCK_8X8) {
4759     int idx, idy;
4760     const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
4761     const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
4762     for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h)
4763       for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w)
4764         ++counts->y_mode[0][mi->bmi[idy * 2 + idx].as_mode];
4765   } else {
4766     ++counts->y_mode[size_group_lookup[bsize]][y_mode];
4767   }
4768
4769   ++counts->uv_mode[y_mode][uv_mode];
4770 }
4771
4772 static void update_zeromv_cnt(VP9_COMP *const cpi, const MODE_INFO *const mi,
4773                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
4774   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4775   MV mv = mi->mv[0].as_mv;
4776   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
4777   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
4778   const int xmis = VPXMIN(cm->mi_cols - mi_col, bw);
4779   const int ymis = VPXMIN(cm->mi_rows - mi_row, bh);
4780   const int block_index = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
4781   int x, y;
4782   for (y = 0; y < ymis; y++)
4783     for (x = 0; x < xmis; x++) {
4784       int map_offset = block_index + y * cm->mi_cols + x;
4785       if (is_inter_block(mi) && mi->segment_id <= CR_SEGMENT_ID_BOOST2) {
4786         if (abs(mv.row) < 8 && abs(mv.col) < 8) {
4787           if (cpi->consec_zero_mv[map_offset] < 255)
4788             cpi->consec_zero_mv[map_offset]++;
4789         } else {
4790           cpi->consec_zero_mv[map_offset] = 0;
4791         }
4792       }
4793     }
4794 }
4795
4796 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, TOKENEXTRA **t,
4797                               int output_enabled, int mi_row, int mi_col,
4798                               BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
4799   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4800   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4801   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4802   MODE_INFO *mi = xd->mi[0];
4803   const int seg_skip =
4804       segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP);
4805   x->skip_recode = !x->select_tx_size && mi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
4806                    cpi->oxcf.aq_mode != COMPLEXITY_AQ &&
4807                    cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ &&
4808                    cpi->sf.allow_skip_recode;
4809
4810   if (!x->skip_recode && !cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
4811     memset(x->skip_txfm, 0, sizeof(x->skip_txfm));
4812
4813   x->skip_optimize = ctx->is_coded;
4814   ctx->is_coded = 1;
4815   x->use_lp32x32fdct = cpi->sf.use_lp32x32fdct;
4816   x->skip_encode = (!output_enabled && cpi->sf.skip_encode_frame &&
4817                     x->q_index < QIDX_SKIP_THRESH);
4818
4819   if (x->skip_encode) return;
4820
4821   if (!is_inter_block(mi)) {
4822     int plane;
4823 #if CONFIG_BETTER_HW_COMPATIBILITY && CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4824     if ((xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) &&
4825         (xd->above_mi == NULL || xd->left_mi == NULL) &&
4826         need_top_left[mi->uv_mode])
4827       assert(0);
4828 #endif  // CONFIG_BETTER_HW_COMPATIBILITY && CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4829     mi->skip = 1;
4830     for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane)
4831       vp9_encode_intra_block_plane(x, VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8), plane, 1);
4832     if (output_enabled) sum_intra_stats(td->counts, mi);
4833     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, seg_skip,
4834                     VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4835   } else {
4836     int ref;
4837     const int is_compound = has_second_ref(mi);
4838     set_ref_ptrs(cm, xd, mi->ref_frame[0], mi->ref_frame[1]);
4839     for (ref = 0; ref < 1 + is_compound; ++ref) {
4840       YV12_BUFFER_CONFIG *cfg = get_ref_frame_buffer(cpi, mi->ref_frame[ref]);
4841       assert(cfg != NULL);
4842       vp9_setup_pre_planes(xd, ref, cfg, mi_row, mi_col,
4843                            &xd->block_refs[ref]->sf);
4844     }
4845     if (!(cpi->sf.reuse_inter_pred_sby && ctx->pred_pixel_ready) || seg_skip)
4846       vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col,
4847                                      VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4848
4849     vp9_build_inter_predictors_sbuv(xd, mi_row, mi_col,
4850                                     VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4851
4852     vp9_encode_sb(x, VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4853     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, seg_skip,
4854                     VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4855   }
4856
4857   if (seg_skip) {
4858     assert(mi->skip);
4859   }
4860
4861   if (output_enabled) {
4862     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT && mi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
4863         !(is_inter_block(mi) && mi->skip)) {
4864       ++get_tx_counts(max_txsize_lookup[bsize], get_tx_size_context(xd),
4865                       &td->counts->tx)[mi->tx_size];
4866     } else {
4867       // The new intra coding scheme requires no change of transform size
4868       if (is_inter_block(mi)) {
4869         mi->tx_size = VPXMIN(tx_mode_to_biggest_tx_size[cm->tx_mode],
4870                              max_txsize_lookup[bsize]);
4871       } else {
4872         mi->tx_size = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi->tx_size : TX_4X4;
4873       }
4874     }
4875
4876     ++td->counts->tx.tx_totals[mi->tx_size];
4877     ++td->counts->tx.tx_totals[get_uv_tx_size(mi, &xd->plane[1])];
4878     if (cm->seg.enabled && cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
4879       vp9_cyclic_refresh_update_sb_postencode(cpi, mi, mi_row, mi_col, bsize);
4880     if (cpi->oxcf.pass == 0 && cpi->svc.temporal_layer_id == 0)
4881       update_zeromv_cnt(cpi, mi, mi_row, mi_col, bsize);
4882   }
4883 }