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_config.h"
  17
  18 #include "vpx_ports/vpx_timer.h"
  19
  20 #include "vp9/common/vp9_common.h"
  21 #include "vp9/common/vp9_entropy.h"
  22 #include "vp9/common/vp9_entropymode.h"
  23 #include "vp9/common/vp9_idct.h"
  24 #include "vp9/common/vp9_mvref_common.h"
  25 #include "vp9/common/vp9_pred_common.h"
  26 #include "vp9/common/vp9_quant_common.h"
  27 #include "vp9/common/vp9_reconintra.h"
  28 #include "vp9/common/vp9_reconinter.h"
  29 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
  30 #include "vp9/common/vp9_systemdependent.h"
  31 #include "vp9/common/vp9_tile_common.h"
  32
  33 #include "vp9/encoder/vp9_aq_complexity.h"
  34 #include "vp9/encoder/vp9_aq_cyclicrefresh.h"
  35 #include "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
  36 #include "vp9/encoder/vp9_encodeframe.h"
  37 #include "vp9/encoder/vp9_encodemb.h"
  38 #include "vp9/encoder/vp9_encodemv.h"
  39 #include "vp9/encoder/vp9_ethread.h"
  40 #include "vp9/encoder/vp9_extend.h"
  41 #include "vp9/encoder/vp9_pickmode.h"
  42 #include "vp9/encoder/vp9_rd.h"
  43 #include "vp9/encoder/vp9_rdopt.h"
  44 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  45 #include "vp9/encoder/vp9_tokenize.h"
  46
  47 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData * td,
  48                               TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
  49                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
  50                               PICK_MODE_CONTEXT *ctx);
  51
  52 // This is used as a reference when computing the source variance for the
  53 //  purposes of activity masking.
  54 // Eventually this should be replaced by custom no-reference routines,
  55 //  which will be faster.
  56 static const uint8_t VP9_VAR_OFFS[64] = {
  57     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  58     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  59     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  60     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  61     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  62     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  63     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  64     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  65 };
  66
  67 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
  68 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_8[64] = {
  69     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  70     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  71     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  72     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  73     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  74     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  75     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  76     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  77 };
  78
  79 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_10[64] = {
  80     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  81     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  82     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  83     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  84     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  85     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  86     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  87     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4
  88 };
  89
  90 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_12[64] = {
  91     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  92     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  93     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  94     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  95     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  96     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  97     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  98     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16
  99 };
 100 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 101
 102 unsigned int vp9_get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi,
 103                                            const struct buf_2d *ref,
 104                                            BLOCK_SIZE bs) {
 105   unsigned int sse;
 106   const unsigned int var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 107                                               VP9_VAR_OFFS, 0, &sse);
 108   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 109 }
 110
 111 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 112 unsigned int vp9_high_get_sby_perpixel_variance(
 113     VP9_COMP *cpi, const struct buf_2d *ref, BLOCK_SIZE bs, int bd) {
 114   unsigned int var, sse;
 115   switch (bd) {
 116     case 10:
 117       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 118                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10),
 119                                0, &sse);
 120       break;
 121     case 12:
 122       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 123                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12),
 124                                0, &sse);
 125       break;
 126     case 8:
 127     default:
 128       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 129                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8),
 130                                0, &sse);
 131       break;
 132   }
 133   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 134 }
 135 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 136
 137 static unsigned int get_sby_perpixel_diff_variance(VP9_COMP *cpi,
 138                                                    const struct buf_2d *ref,
 139                                                    int mi_row, int mi_col,
 140                                                    BLOCK_SIZE bs) {
 141   unsigned int sse, var;
 142   uint8_t *last_y;
 143   const YV12_BUFFER_CONFIG *last = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 144
 145   assert(last != NULL);
 146   last_y =
 147       &last->y_buffer[mi_row * MI_SIZE * last->y_stride + mi_col * MI_SIZE];
 148   var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride, last_y, last->y_stride, &sse);
 149   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 150 }
 151
 152 static BLOCK_SIZE get_rd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
 153                                                    int mi_row,
 154                                                    int mi_col) {
 155   unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &x->plane[0].src,
 156                                                     mi_row, mi_col,
 157                                                     BLOCK_64X64);
 158   if (var < 8)
 159     return BLOCK_64X64;
 160   else if (var < 128)
 161     return BLOCK_32X32;
 162   else if (var < 2048)
 163     return BLOCK_16X16;
 164   else
 165     return BLOCK_8X8;
 166 }
 167
 168 // Lighter version of set_offsets that only sets the mode info
 169 // pointers.
 170 static INLINE void set_mode_info_offsets(VP9_COMMON *const cm,
 171                                          MACROBLOCKD *const xd,
 172                                          int mi_row,
 173                                          int mi_col) {
 174   const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
 175   xd->mi = cm->mi + idx_str;
 176   xd->mi[0].src_mi = &xd->mi[0];
 177 }
 178
 179 static void set_offsets(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 180                         MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
 181                         BLOCK_SIZE bsize) {
 182   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 183   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 184   MB_MODE_INFO *mbmi;
 185   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 186   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 187   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 188
 189   set_skip_context(xd, mi_row, mi_col);
 190
 191   set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
 192
 193   mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
 194
 195   // Set up destination pointers.
 196   vp9_setup_dst_planes(xd->plane, get_frame_new_buffer(cm), mi_row, mi_col);
 197
 198   // Set up limit values for MV components.
 199   // Mv beyond the range do not produce new/different prediction block.
 200   x->mv_row_min = -(((mi_row + mi_height) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 201   x->mv_col_min = -(((mi_col + mi_width) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 202   x->mv_row_max = (cm->mi_rows - mi_row) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 203   x->mv_col_max = (cm->mi_cols - mi_col) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 204
 205   // Set up distance of MB to edge of frame in 1/8th pel units.
 206   assert(!(mi_col & (mi_width - 1)) && !(mi_row & (mi_height - 1)));
 207   set_mi_row_col(xd, tile, mi_row, mi_height, mi_col, mi_width,
 208                  cm->mi_rows, cm->mi_cols);
 209
 210   // Set up source buffers.
 211   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
 212
 213   // R/D setup.
 214   x->rddiv = cpi->rd.RDDIV;
 215   x->rdmult = cpi->rd.RDMULT;
 216
 217   // Setup segment ID.
 218   if (seg->enabled) {
 219     if (cpi->oxcf.aq_mode != VARIANCE_AQ) {
 220       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
 221                                                  : cm->last_frame_seg_map;
 222       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 223     }
 224     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 225
 226     x->encode_breakout = cpi->segment_encode_breakout[mbmi->segment_id];
 227   } else {
 228     mbmi->segment_id = 0;
 229     x->encode_breakout = cpi->encode_breakout;
 230   }
 231 }
 232
 233 static void duplicate_mode_info_in_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
 234                                       int mi_row, int mi_col,
 235                                       BLOCK_SIZE bsize) {
 236   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 237   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 238   int i, j;
 239   for (j = 0; j < block_height; ++j)
 240     for (i = 0; i < block_width; ++i) {
 241       if (mi_row + j < cm->mi_rows && mi_col + i < cm->mi_cols)
 242         xd->mi[j * xd->mi_stride + i].src_mi = &xd->mi[0];
 243     }
 244 }
 245
 246 static void set_block_size(VP9_COMP * const cpi,
 247                            MACROBLOCKD *const xd,
 248                            int mi_row, int mi_col,
 249                            BLOCK_SIZE bsize) {
 250   if (cpi->common.mi_cols > mi_col && cpi->common.mi_rows > mi_row) {
 251     set_mode_info_offsets(&cpi->common, xd, mi_row, mi_col);
 252     xd->mi[0].src_mi->mbmi.sb_type = bsize;
 253   }
 254 }
 255
 256 typedef struct {
 257   int64_t sum_square_error;
 258   int64_t sum_error;
 259   int log2_count;
 260   int variance;
 261 } var;
 262
 263 typedef struct {
 264   var none;
 265   var horz[2];
 266   var vert[2];
 267 } partition_variance;
 268
 269 typedef struct {
 270   partition_variance part_variances;
 271   var split[4];
 272 } v4x4;
 273
 274 typedef struct {
 275   partition_variance part_variances;
 276   v4x4 split[4];
 277 } v8x8;
 278
 279 typedef struct {
 280   partition_variance part_variances;
 281   v8x8 split[4];
 282 } v16x16;
 283
 284 typedef struct {
 285   partition_variance part_variances;
 286   v16x16 split[4];
 287 } v32x32;
 288
 289 typedef struct {
 290   partition_variance part_variances;
 291   v32x32 split[4];
 292 } v64x64;
 293
 294 typedef struct {
 295   partition_variance *part_variances;
 296   var *split[4];
 297 } variance_node;
 298
 299 typedef enum {
 300   V16X16,
 301   V32X32,
 302   V64X64,
 303 } TREE_LEVEL;
 304
 305 static void tree_to_node(void *data, BLOCK_SIZE bsize, variance_node *node) {
 306   int i;
 307   node->part_variances = NULL;
 308   switch (bsize) {
 309     case BLOCK_64X64: {
 310       v64x64 *vt = (v64x64 *) data;
 311       node->part_variances = &vt->part_variances;
 312       for (i = 0; i < 4; i++)
 313         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 314       break;
 315     }
 316     case BLOCK_32X32: {
 317       v32x32 *vt = (v32x32 *) data;
 318       node->part_variances = &vt->part_variances;
 319       for (i = 0; i < 4; i++)
 320         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 321       break;
 322     }
 323     case BLOCK_16X16: {
 324       v16x16 *vt = (v16x16 *) data;
 325       node->part_variances = &vt->part_variances;
 326       for (i = 0; i < 4; i++)
 327         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 328       break;
 329     }
 330     case BLOCK_8X8: {
 331       v8x8 *vt = (v8x8 *) data;
 332       node->part_variances = &vt->part_variances;
 333       for (i = 0; i < 4; i++)
 334         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 335       break;
 336     }
 337     case BLOCK_4X4: {
 338       v4x4 *vt = (v4x4 *) data;
 339       node->part_variances = &vt->part_variances;
 340       for (i = 0; i < 4; i++)
 341         node->split[i] = &vt->split[i];
 342       break;
 343     }
 344     default: {
 345       assert(0);
 346       break;
 347     }
 348   }
 349 }
 350
 351 // Set variance values given sum square error, sum error, count.
 352 static void fill_variance(int64_t s2, int64_t s, int c, var *v) {
 353   v->sum_square_error = s2;
 354   v->sum_error = s;
 355   v->log2_count = c;
 356 }
 357
 358 static void get_variance(var *v) {
 359   v->variance = (int)(256 * (v->sum_square_error -
 360       ((v->sum_error * v->sum_error) >> v->log2_count)) >> v->log2_count);
 361 }
 362
 363 void sum_2_variances(const var *a, const var *b, var *r) {
 364   assert(a->log2_count == b->log2_count);
 365   fill_variance(a->sum_square_error + b->sum_square_error,
 366                 a->sum_error + b->sum_error, a->log2_count + 1, r);
 367 }
 368
 369 static void fill_variance_tree(void *data, BLOCK_SIZE bsize) {
 370   variance_node node;
 371   tree_to_node(data, bsize, &node);
 372   sum_2_variances(node.split[0], node.split[1], &node.part_variances->horz[0]);
 373   sum_2_variances(node.split[2], node.split[3], &node.part_variances->horz[1]);
 374   sum_2_variances(node.split[0], node.split[2], &node.part_variances->vert[0]);
 375   sum_2_variances(node.split[1], node.split[3], &node.part_variances->vert[1]);
 376   sum_2_variances(&node.part_variances->vert[0], &node.part_variances->vert[1],
 377                   &node.part_variances->none);
 378 }
 379
 380 static int set_vt_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 381                                MACROBLOCKD *const xd,
 382                                void *data,
 383                                BLOCK_SIZE bsize,
 384                                int mi_row,
 385                                int mi_col,
 386                                int64_t threshold,
 387                                BLOCK_SIZE bsize_min,
 388                                int force_split) {
 389   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 390   variance_node vt;
 391   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 392   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 393
 394   assert(block_height == block_width);
 395   tree_to_node(data, bsize, &vt);
 396
 397   if (force_split)
 398     return 0;
 399
 400   // For bsize=bsize_min (16x16/8x8 for 8x8/4x4 downsampling), select if
 401   // variance is below threshold, otherwise split will be selected.
 402   // No check for vert/horiz split as too few samples for variance.
 403   if (bsize == bsize_min) {
 404     get_variance(&vt.part_variances->none);
 405     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 406         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 407         vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 408       set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 409       return 1;
 410     }
 411     return 0;
 412   } else if (bsize > bsize_min) {
 413     // Variance is already computed for 32x32 blocks to set the force_split.
 414     if (bsize != BLOCK_32X32)
 415       get_variance(&vt.part_variances->none);
 416     // For key frame or low_res: for bsize above 32X32 or very high variance,
 417     // take split.
 418     if (cm->frame_type == KEY_FRAME &&
 419         (bsize > BLOCK_32X32 ||
 420         vt.part_variances->none.variance > (threshold << 4))) {
 421       return 0;
 422     }
 423     // If variance is low, take the bsize (no split).
 424     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 425         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 426         vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 427       set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 428       return 1;
 429     }
 430
 431     // Check vertical split.
 432     if (mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows) {
 433       get_variance(&vt.part_variances->vert[0]);
 434       get_variance(&vt.part_variances->vert[1]);
 435       if (vt.part_variances->vert[0].variance < threshold &&
 436           vt.part_variances->vert[1].variance < threshold) {
 437         BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
 438         set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 439         set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col + block_width / 2, subsize);
 440         return 1;
 441       }
 442     }
 443     // Check horizontal split.
 444     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols) {
 445       get_variance(&vt.part_variances->horz[0]);
 446       get_variance(&vt.part_variances->horz[1]);
 447       if (vt.part_variances->horz[0].variance < threshold &&
 448           vt.part_variances->horz[1].variance < threshold) {
 449         BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
 450         set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 451         set_block_size(cpi, xd, mi_row + block_height / 2, mi_col, subsize);
 452         return 1;
 453       }
 454     }
 455
 456     return 0;
 457   }
 458   return 0;
 459 }
 460
 461
 462 void vp9_set_vbp_thresholds(VP9_COMP *cpi, int64_t thresholds[], int q) {
 463   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
 464   if (sf->partition_search_type != VAR_BASED_PARTITION &&
 465       sf->partition_search_type != REFERENCE_PARTITION) {
 466     return;
 467   } else {
 468     VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 469     const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 470     const int threshold_multiplier = is_key_frame ? 20 : 1;
 471     const int64_t threshold_base = (int64_t)(threshold_multiplier *
 472         cpi->y_dequant[q][1]);
 473
 474     // TODO(marpan): Allow 4x4 partitions for inter-frames.
 475     // use_4x4_partition = (variance4x4downsample[i2 + j] == 1);
 476     // If 4x4 partition is not used, then 8x8 partition will be selected
 477     // if variance of 16x16 block is very high, so use larger threshold
 478     // for 16x16 (threshold_bsize_min) in that case.
 479
 480     // Array index: 0 - threshold_64x64; 1 - threshold_32x32;
 481     // 2 - threshold_16x16; 3 - vbp_threshold_8x8;
 482     if (is_key_frame) {
 483       thresholds[0] = threshold_base;
 484       thresholds[1] = threshold_base >> 2;
 485       thresholds[2] = threshold_base >> 2;
 486       thresholds[3] = threshold_base << 2;
 487       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_8X8;
 488     } else {
 489       thresholds[1] = threshold_base;
 490       if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288) {
 491         thresholds[0] = threshold_base >> 2;
 492         thresholds[2] = threshold_base << 3;
 493       } else {
 494         thresholds[0] = threshold_base;
 495         thresholds[2] = threshold_base << cpi->oxcf.speed;
 496       }
 497       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_16X16;
 498     }
 499   }
 500 }
 501
 502 static void fill_variance_4x4avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 503                                  int dp, int x8_idx, int y8_idx, v8x8 *vst,
 504 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 505                                  int highbd_flag,
 506 #endif
 507                                  int pixels_wide,
 508                                  int pixels_high,
 509                                  int is_key_frame) {
 510   int k;
 511   for (k = 0; k < 4; k++) {
 512     int x4_idx = x8_idx + ((k & 1) << 2);
 513     int y4_idx = y8_idx + ((k >> 1) << 2);
 514     unsigned int sse = 0;
 515     int sum = 0;
 516     if (x4_idx < pixels_wide && y4_idx < pixels_high) {
 517       int s_avg;
 518       int d_avg = 128;
 519 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 520       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 521         s_avg = vp9_highbd_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 522         if (!is_key_frame)
 523           d_avg = vp9_highbd_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 524       } else {
 525         s_avg = vp9_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 526         if (!is_key_frame)
 527           d_avg = vp9_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 528       }
 529 #else
 530       s_avg = vp9_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 531       if (!is_key_frame)
 532         d_avg = vp9_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 533 #endif
 534       sum = s_avg - d_avg;
 535       sse = sum * sum;
 536     }
 537     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 538   }
 539 }
 540
 541 static void fill_variance_8x8avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 542                                  int dp, int x16_idx, int y16_idx, v16x16 *vst,
 543 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 544                                  int highbd_flag,
 545 #endif
 546                                  int pixels_wide,
 547                                  int pixels_high,
 548                                  int is_key_frame) {
 549   int k;
 550   for (k = 0; k < 4; k++) {
 551     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 552     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 553     unsigned int sse = 0;
 554     int sum = 0;
 555     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 556       int s_avg;
 557       int d_avg = 128;
 558 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 559       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 560         s_avg = vp9_highbd_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 561         if (!is_key_frame)
 562           d_avg = vp9_highbd_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 563       } else {
 564         s_avg = vp9_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 565         if (!is_key_frame)
 566           d_avg = vp9_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 567       }
 568 #else
 569       s_avg = vp9_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 570       if (!is_key_frame)
 571         d_avg = vp9_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 572 #endif
 573       sum = s_avg - d_avg;
 574       sse = sum * sum;
 575     }
 576     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 577   }
 578 }
 579
 580 // This function chooses partitioning based on the variance between source and
 581 // reconstructed last, where variance is computed for down-sampled inputs.
 582 static void choose_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 583                                 const TileInfo *const tile,
 584                                 MACROBLOCK *x,
 585                                 int mi_row, int mi_col) {
 586   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 587   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
 588   int i, j, k, m;
 589   v64x64 vt;
 590   v16x16 vt2[16];
 591   int force_split[5];
 592   uint8_t *s;
 593   const uint8_t *d;
 594   int sp;
 595   int dp;
 596   int pixels_wide = 64, pixels_high = 64;
 597   int64_t thresholds[4] = {cpi->vbp_thresholds[0], cpi->vbp_thresholds[1],
 598       cpi->vbp_thresholds[2], cpi->vbp_thresholds[3]};
 599
 600   // Always use 4x4 partition for key frame.
 601   const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 602   const int use_4x4_partition = is_key_frame;
 603   const int low_res = (cm->width <= 352 && cm->height <= 288);
 604   int variance4x4downsample[16];
 605
 606   int segment_id = CR_SEGMENT_ID_BASE;
 607   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled) {
 608     const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map :
 609                                                     cm->last_frame_seg_map;
 610     segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
 611
 612     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
 613       int q = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id, cm->base_qindex);
 614       vp9_set_vbp_thresholds(cpi, thresholds, q);
 615     }
 616   }
 617
 618   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 619
 620   if (xd->mb_to_right_edge < 0)
 621     pixels_wide += (xd->mb_to_right_edge >> 3);
 622   if (xd->mb_to_bottom_edge < 0)
 623     pixels_high += (xd->mb_to_bottom_edge >> 3);
 624
 625   s = x->plane[0].src.buf;
 626   sp = x->plane[0].src.stride;
 627
 628   if (!is_key_frame) {
 629     MB_MODE_INFO *mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
 630     unsigned int uv_sad;
 631     const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 632
 633     const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12_g = get_ref_frame_buffer(cpi, GOLDEN_FRAME);
 634     unsigned int y_sad, y_sad_g;
 635     const BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_32X32
 636         + (mi_col + 4 < cm->mi_cols) * 2 + (mi_row + 4 < cm->mi_rows);
 637
 638     assert(yv12 != NULL);
 639     if (yv12_g && yv12_g != yv12) {
 640       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
 641                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
 642       y_sad_g = cpi->fn_ptr[bsize].sdf(x->plane[0].src.buf,
 643                                        x->plane[0].src.stride,
 644                                        xd->plane[0].pre[0].buf,
 645                                        xd->plane[0].pre[0].stride);
 646     } else {
 647       y_sad_g = UINT_MAX;
 648     }
 649
 650     vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
 651                          &cm->frame_refs[LAST_FRAME - 1].sf);
 652     mbmi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
 653     mbmi->ref_frame[1] = NONE;
 654     mbmi->sb_type = BLOCK_64X64;
 655     mbmi->mv[0].as_int = 0;
 656     mbmi->interp_filter = BILINEAR;
 657
 658     y_sad = vp9_int_pro_motion_estimation(cpi, x, bsize);
 659     if (y_sad_g < y_sad) {
 660       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
 661                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
 662       mbmi->ref_frame[0] = GOLDEN_FRAME;
 663       mbmi->mv[0].as_int = 0;
 664       y_sad = y_sad_g;
 665     } else {
 666       x->pred_mv[LAST_FRAME] = mbmi->mv[0].as_mv;
 667     }
 668
 669     vp9_build_inter_predictors_sb(xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 670
 671     for (i = 1; i <= 2; ++i) {
 672       struct macroblock_plane  *p = &x->plane[i];
 673       struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[i];
 674       const BLOCK_SIZE bs = get_plane_block_size(bsize, pd);
 675
 676       if (bs == BLOCK_INVALID)
 677         uv_sad = UINT_MAX;
 678       else
 679         uv_sad = cpi->fn_ptr[bs].sdf(p->src.buf, p->src.stride,
 680                                      pd->dst.buf, pd->dst.stride);
 681
 682       x->color_sensitivity[i - 1] = uv_sad > (y_sad >> 2);
 683     }
 684
 685     d = xd->plane[0].dst.buf;
 686     dp = xd->plane[0].dst.stride;
 687   } else {
 688     d = VP9_VAR_OFFS;
 689     dp = 0;
 690 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 691     if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 692       switch (xd->bd) {
 693         case 10:
 694           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10);
 695           break;
 696         case 12:
 697           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12);
 698           break;
 699         case 8:
 700         default:
 701           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8);
 702           break;
 703       }
 704     }
 705 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 706   }
 707
 708   // Index for force_split: 0 for 64x64, 1-4 for 32x32 blocks,
 709   force_split[0] = 0;
 710   // Fill in the entire tree of 8x8 (or 4x4 under some conditions) variances
 711   // for splits.
 712   for (i = 0; i < 4; i++) {
 713     const int x32_idx = ((i & 1) << 5);
 714     const int y32_idx = ((i >> 1) << 5);
 715     const int i2 = i << 2;
 716     force_split[i + 1] = 0;
 717     for (j = 0; j < 4; j++) {
 718       const int x16_idx = x32_idx + ((j & 1) << 4);
 719       const int y16_idx = y32_idx + ((j >> 1) << 4);
 720       v16x16 *vst = &vt.split[i].split[j];
 721       variance4x4downsample[i2 + j] = 0;
 722       if (!is_key_frame) {
 723         fill_variance_8x8avg(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx, vst,
 724 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 725                             xd->cur_buf->flags,
 726 #endif
 727                             pixels_wide,
 728                             pixels_high,
 729                             is_key_frame);
 730         fill_variance_tree(&vt.split[i].split[j], BLOCK_16X16);
 731         // For low-resolution, compute the variance based on 8x8 down-sampling,
 732         // and if it is large (above the threshold) we go down for 4x4.
 733         // For key frame we always go down to 4x4.
 734         if (low_res)
 735           get_variance(&vt.split[i].split[j].part_variances.none);
 736       }
 737       if (is_key_frame || (low_res &&
 738           vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
 739           (thresholds[1] << 1))) {
 740         // Go down to 4x4 down-sampling for variance.
 741         variance4x4downsample[i2 + j] = 1;
 742         for (k = 0; k < 4; k++) {
 743           int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 744           int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 745           v8x8 *vst2 = is_key_frame ? &vst->split[k] :
 746               &vt2[i2 + j].split[k];
 747           fill_variance_4x4avg(s, sp, d, dp, x8_idx, y8_idx, vst2,
 748 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 749                                xd->cur_buf->flags,
 750 #endif
 751                                pixels_wide,
 752                                pixels_high,
 753                                is_key_frame);
 754         }
 755       }
 756     }
 757   }
 758
 759   // Fill the rest of the variance tree by summing split partition values.
 760   for (i = 0; i < 4; i++) {
 761     const int i2 = i << 2;
 762     for (j = 0; j < 4; j++) {
 763       if (variance4x4downsample[i2 + j] == 1) {
 764         v16x16 *vtemp = (!is_key_frame) ? &vt2[i2 + j] :
 765             &vt.split[i].split[j];
 766         for (m = 0; m < 4; m++)
 767           fill_variance_tree(&vtemp->split[m], BLOCK_8X8);
 768         fill_variance_tree(vtemp, BLOCK_16X16);
 769       }
 770     }
 771     fill_variance_tree(&vt.split[i], BLOCK_32X32);
 772     // If variance of this 32x32 block is above the threshold, force the block
 773     // to split. This also forces a split on the upper (64x64) level.
 774     get_variance(&vt.split[i].part_variances.none);
 775     if (vt.split[i].part_variances.none.variance > thresholds[1]) {
 776       force_split[i + 1] = 1;
 777       force_split[0] = 1;
 778     }
 779   }
 780   if (!force_split[0])
 781     fill_variance_tree(&vt, BLOCK_64X64);
 782
 783   // Now go through the entire structure,  splitting every block size until
 784   // we get to one that's got a variance lower than our threshold.
 785   if ( mi_col + 8 > cm->mi_cols || mi_row + 8 > cm->mi_rows ||
 786       !set_vt_partitioning(cpi, xd, &vt, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col,
 787                            thresholds[0], BLOCK_16X16, force_split[0])) {
 788     for (i = 0; i < 4; ++i) {
 789       const int x32_idx = ((i & 1) << 2);
 790       const int y32_idx = ((i >> 1) << 2);
 791       const int i2 = i << 2;
 792       if (!set_vt_partitioning(cpi, xd, &vt.split[i], BLOCK_32X32,
 793                                (mi_row + y32_idx), (mi_col + x32_idx),
 794                                thresholds[1], BLOCK_16X16,
 795                                force_split[i + 1])) {
 796         for (j = 0; j < 4; ++j) {
 797           const int x16_idx = ((j & 1) << 1);
 798           const int y16_idx = ((j >> 1) << 1);
 799           // For inter frames: if variance4x4downsample[] == 1 for this 16x16
 800           // block, then the variance is based on 4x4 down-sampling, so use vt2
 801           // in set_vt_partioning(), otherwise use vt.
 802           v16x16 *vtemp = (!is_key_frame &&
 803                            variance4x4downsample[i2 + j] == 1) ?
 804                            &vt2[i2 + j] : &vt.split[i].split[j];
 805           if (!set_vt_partitioning(cpi, xd, vtemp, BLOCK_16X16,
 806                                    mi_row + y32_idx + y16_idx,
 807                                    mi_col + x32_idx + x16_idx,
 808                                    thresholds[2], cpi->vbp_bsize_min, 0)) {
 809             for (k = 0; k < 4; ++k) {
 810               const int x8_idx = (k & 1);
 811               const int y8_idx = (k >> 1);
 812               if (use_4x4_partition) {
 813                 if (!set_vt_partitioning(cpi, xd, &vtemp->split[k],
 814                                          BLOCK_8X8,
 815                                          mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx,
 816                                          mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx,
 817                                          thresholds[3], BLOCK_8X8, 0)) {
 818                   set_block_size(cpi, xd,
 819                                  (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
 820                                  (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
 821                                  BLOCK_4X4);
 822                 }
 823               } else {
 824                 set_block_size(cpi, xd,
 825                                (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
 826                                (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
 827                                BLOCK_8X8);
 828               }
 829             }
 830           }
 831         }
 832       }
 833     }
 834   }
 835 }
 836
 837 static void update_state(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
 838                          PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
 839                          int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
 840                          int output_enabled) {
 841   int i, x_idx, y;
 842   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 843   RD_COUNTS *const rdc = &td->rd_counts;
 844   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
 845   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 846   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
 847   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
 848   MODE_INFO *mi = &ctx->mic;
 849   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
 850   MODE_INFO *mi_addr = &xd->mi[0];
 851   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 852   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->mbmi.sb_type];
 853   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->mbmi.sb_type];
 854   const int x_mis = MIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
 855   const int y_mis = MIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
 856   MV_REF *const frame_mvs =
 857       cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
 858   int w, h;
 859
 860   const int mis = cm->mi_stride;
 861   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 862   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 863   int max_plane;
 864
 865   assert(mi->mbmi.sb_type == bsize);
 866
 867   *mi_addr = *mi;
 868   mi_addr->src_mi = mi_addr;
 869
 870   // If segmentation in use
 871   if (seg->enabled) {
 872     // For in frame complexity AQ copy the segment id from the segment map.
 873     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
 874       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
 875                                                  : cm->last_frame_seg_map;
 876       mi_addr->mbmi.segment_id =
 877         vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 878     }
 879     // Else for cyclic refresh mode update the segment map, set the segment id
 880     // and then update the quantizer.
 881     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
 882       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, &xd->mi[0].src_mi->mbmi, mi_row,
 883                                         mi_col, bsize, ctx->rate, ctx->dist,
 884                                         x->skip);
 885     }
 886   }
 887
 888   max_plane = is_inter_block(mbmi) ? MAX_MB_PLANE : 1;
 889   for (i = 0; i < max_plane; ++i) {
 890     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][1];
 891     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][1];
 892     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][1];
 893     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][1];
 894   }
 895
 896   for (i = max_plane; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
 897     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][2];
 898     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][2];
 899     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][2];
 900     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][2];
 901   }
 902
 903   // Restore the coding context of the MB to that that was in place
 904   // when the mode was picked for it
 905   for (y = 0; y < mi_height; y++)
 906     for (x_idx = 0; x_idx < mi_width; x_idx++)
 907       if ((xd->mb_to_right_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_width > x_idx
 908         && (xd->mb_to_bottom_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_height > y) {
 909         xd->mi[x_idx + y * mis].src_mi = mi_addr;
 910       }
 911
 912   if (cpi->oxcf.aq_mode)
 913     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 914
 915   // FIXME(rbultje) I'm pretty sure this should go to the end of this block
 916   // (i.e. after the output_enabled)
 917   if (bsize < BLOCK_32X32) {
 918     if (bsize < BLOCK_16X16)
 919       ctx->tx_rd_diff[ALLOW_16X16] = ctx->tx_rd_diff[ALLOW_8X8];
 920     ctx->tx_rd_diff[ALLOW_32X32] = ctx->tx_rd_diff[ALLOW_16X16];
 921   }
 922
 923   if (is_inter_block(mbmi) && mbmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
 924     mbmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
 925     mbmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
 926   }
 927
 928   x->skip = ctx->skip;
 929   vpx_memcpy(x->zcoeff_blk[mbmi->tx_size], ctx->zcoeff_blk,
 930              sizeof(uint8_t) * ctx->num_4x4_blk);
 931
 932   if (!output_enabled)
 933     return;
 934
 935   if (!vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
 936     for (i = 0; i < TX_MODES; i++)
 937       rdc->tx_select_diff[i] += ctx->tx_rd_diff[i];
 938   }
 939
 940 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
 941   if (frame_is_intra_only(cm)) {
 942     static const int kf_mode_index[] = {
 943       THR_DC        /*DC_PRED*/,
 944       THR_V_PRED    /*V_PRED*/,
 945       THR_H_PRED    /*H_PRED*/,
 946       THR_D45_PRED  /*D45_PRED*/,
 947       THR_D135_PRED /*D135_PRED*/,
 948       THR_D117_PRED /*D117_PRED*/,
 949       THR_D153_PRED /*D153_PRED*/,
 950       THR_D207_PRED /*D207_PRED*/,
 951       THR_D63_PRED  /*D63_PRED*/,
 952       THR_TM        /*TM_PRED*/,
 953     };
 954     ++cpi->mode_chosen_counts[kf_mode_index[mbmi->mode]];
 955   } else {
 956     // Note how often each mode chosen as best
 957     ++cpi->mode_chosen_counts[ctx->best_mode_index];
 958   }
 959 #endif
 960   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
 961     if (is_inter_block(mbmi)) {
 962       vp9_update_mv_count(td);
 963
 964       if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
 965         const int ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
 966         ++td->counts->switchable_interp[ctx][mbmi->interp_filter];
 967       }
 968     }
 969
 970     rdc->comp_pred_diff[SINGLE_REFERENCE] += ctx->single_pred_diff;
 971     rdc->comp_pred_diff[COMPOUND_REFERENCE] += ctx->comp_pred_diff;
 972     rdc->comp_pred_diff[REFERENCE_MODE_SELECT] += ctx->hybrid_pred_diff;
 973
 974     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
 975       rdc->filter_diff[i] += ctx->best_filter_diff[i];
 976   }
 977
 978   for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
 979     MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
 980     for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
 981       MV_REF *const mv = frame_mv + w;
 982       mv->ref_frame[0] = mi->src_mi->mbmi.ref_frame[0];
 983       mv->ref_frame[1] = mi->src_mi->mbmi.ref_frame[1];
 984       mv->mv[0].as_int = mi->src_mi->mbmi.mv[0].as_int;
 985       mv->mv[1].as_int = mi->src_mi->mbmi.mv[1].as_int;
 986     }
 987   }
 988 }
 989
 990 void vp9_setup_src_planes(MACROBLOCK *x, const YV12_BUFFER_CONFIG *src,
 991                           int mi_row, int mi_col) {
 992   uint8_t *const buffers[3] = {src->y_buffer, src->u_buffer, src->v_buffer };
 993   const int strides[3] = {src->y_stride, src->uv_stride, src->uv_stride };
 994   int i;
 995
 996   // Set current frame pointer.
 997   x->e_mbd.cur_buf = src;
 998
 999   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; i++)
1000     setup_pred_plane(&x->plane[i].src, buffers[i], strides[i], mi_row, mi_col,
1001                      NULL, x->e_mbd.plane[i].subsampling_x,
1002                      x->e_mbd.plane[i].subsampling_y);
1003 }
1004
1005 static void set_mode_info_seg_skip(MACROBLOCK *x, TX_MODE tx_mode,
1006                                    RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize) {
1007   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1008   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
1009   INTERP_FILTER filter_ref;
1010
1011   if (xd->up_available)
1012     filter_ref = xd->mi[-xd->mi_stride].src_mi->mbmi.interp_filter;
1013   else if (xd->left_available)
1014     filter_ref = xd->mi[-1].src_mi->mbmi.interp_filter;
1015   else
1016     filter_ref = EIGHTTAP;
1017
1018   mbmi->sb_type = bsize;
1019   mbmi->mode = ZEROMV;
1020   mbmi->tx_size = MIN(max_txsize_lookup[bsize],
1021                       tx_mode_to_biggest_tx_size[tx_mode]);
1022   mbmi->skip = 1;
1023   mbmi->uv_mode = DC_PRED;
1024   mbmi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
1025   mbmi->ref_frame[1] = NONE;
1026   mbmi->mv[0].as_int = 0;
1027   mbmi->interp_filter = filter_ref;
1028
1029   xd->mi[0].src_mi->bmi[0].as_mv[0].as_int = 0;
1030   x->skip = 1;
1031
1032   vp9_rd_cost_init(rd_cost);
1033 }
1034
1035 static int set_segment_rdmult(VP9_COMP *const cpi,
1036                                MACROBLOCK *const x,
1037                                int8_t segment_id) {
1038   int segment_qindex;
1039   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1040   vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1041   vp9_clear_system_state();
1042   segment_qindex = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id,
1043                                   cm->base_qindex);
1044   return vp9_compute_rd_mult(cpi, segment_qindex + cm->y_dc_delta_q);
1045 }
1046
1047 static void rd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi,
1048                              TileDataEnc *tile_data,
1049                              MACROBLOCK *const x,
1050                              int mi_row, int mi_col, RD_COST *rd_cost,
1051                              BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1052                              int64_t best_rd) {
1053   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1054   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
1055   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1056   MB_MODE_INFO *mbmi;
1057   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
1058   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
1059   const AQ_MODE aq_mode = cpi->oxcf.aq_mode;
1060   int i, orig_rdmult;
1061
1062   vp9_clear_system_state();
1063
1064   // Use the lower precision, but faster, 32x32 fdct for mode selection.
1065   x->use_lp32x32fdct = 1;
1066
1067   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
1068   mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
1069   mbmi->sb_type = bsize;
1070
1071   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1072     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
1073     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
1074     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
1075     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
1076   }
1077   ctx->is_coded = 0;
1078   ctx->skippable = 0;
1079   ctx->pred_pixel_ready = 0;
1080   x->skip_recode = 0;
1081
1082   // Set to zero to make sure we do not use the previous encoded frame stats
1083   mbmi->skip = 0;
1084
1085 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1086   if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
1087     x->source_variance =
1088         vp9_high_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src,
1089                                            bsize, xd->bd);
1090   } else {
1091     x->source_variance =
1092       vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
1093   }
1094 #else
1095   x->source_variance =
1096     vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
1097 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1098
1099   // Save rdmult before it might be changed, so it can be restored later.
1100   orig_rdmult = x->rdmult;
1101
1102   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
1103     const int energy = bsize <= BLOCK_16X16 ? x->mb_energy
1104                                             : vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1105     if (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
1106         cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1107         (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
1108       mbmi->segment_id = vp9_vaq_segment_id(energy);
1109     } else {
1110       const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1111                                                     : cm->last_frame_seg_map;
1112       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1113     }
1114     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mbmi->segment_id);
1115   } else if (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
1116     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mbmi->segment_id);
1117   } else if (aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1118     const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1119                                                   : cm->last_frame_seg_map;
1120     // If segment is boosted, use rdmult for that segment.
1121     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(
1122             vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col)))
1123       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
1124   }
1125
1126   // Find best coding mode & reconstruct the MB so it is available
1127   // as a predictor for MBs that follow in the SB
1128   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1129     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1130   } else {
1131     if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1132       if (vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
1133         vp9_rd_pick_inter_mode_sb_seg_skip(cpi, tile_data, x, rd_cost, bsize,
1134                                            ctx, best_rd);
1135       else
1136         vp9_rd_pick_inter_mode_sb(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
1137                                   rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1138     } else {
1139       vp9_rd_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
1140                                     rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1141     }
1142   }
1143
1144
1145   // Examine the resulting rate and for AQ mode 2 make a segment choice.
1146   if ((rd_cost->rate != INT_MAX) &&
1147       (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && (bsize >= BLOCK_16X16) &&
1148       (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
1149        cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1150        (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref))) {
1151     vp9_caq_select_segment(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, rd_cost->rate);
1152   }
1153
1154   x->rdmult = orig_rdmult;
1155
1156   // TODO(jingning) The rate-distortion optimization flow needs to be
1157   // refactored to provide proper exit/return handle.
1158   if (rd_cost->rate == INT_MAX)
1159     rd_cost->rdcost = INT64_MAX;
1160
1161   ctx->rate = rd_cost->rate;
1162   ctx->dist = rd_cost->dist;
1163 }
1164
1165 static void update_stats(VP9_COMMON *cm, ThreadData *td) {
1166   const MACROBLOCK *x = &td->mb;
1167   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1168   const MODE_INFO *const mi = xd->mi[0].src_mi;
1169   const MB_MODE_INFO *const mbmi = &mi->mbmi;
1170   const BLOCK_SIZE bsize = mbmi->sb_type;
1171
1172   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1173     FRAME_COUNTS *const counts = td->counts;
1174     const int inter_block = is_inter_block(mbmi);
1175     const int seg_ref_active = vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id,
1176                                                      SEG_LVL_REF_FRAME);
1177     if (!seg_ref_active) {
1178       counts->intra_inter[vp9_get_intra_inter_context(xd)][inter_block]++;
1179       // If the segment reference feature is enabled we have only a single
1180       // reference frame allowed for the segment so exclude it from
1181       // the reference frame counts used to work out probabilities.
1182       if (inter_block) {
1183         const MV_REFERENCE_FRAME ref0 = mbmi->ref_frame[0];
1184         if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT)
1185           counts->comp_inter[vp9_get_reference_mode_context(cm, xd)]
1186                             [has_second_ref(mbmi)]++;
1187
1188         if (has_second_ref(mbmi)) {
1189           counts->comp_ref[vp9_get_pred_context_comp_ref_p(cm, xd)]
1190                           [ref0 == GOLDEN_FRAME]++;
1191         } else {
1192           counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p1(xd)][0]
1193                             [ref0 != LAST_FRAME]++;
1194           if (ref0 != LAST_FRAME)
1195             counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p2(xd)][1]
1196                               [ref0 != GOLDEN_FRAME]++;
1197         }
1198       }
1199     }
1200     if (inter_block &&
1201         !vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
1202       const int mode_ctx = mbmi->mode_context[mbmi->ref_frame[0]];
1203       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1204         const PREDICTION_MODE mode = mbmi->mode;
1205         ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(mode)];
1206       } else {
1207         const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1208         const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1209         int idx, idy;
1210         for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h) {
1211           for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w) {
1212             const int j = idy * 2 + idx;
1213             const PREDICTION_MODE b_mode = mi->bmi[j].as_mode;
1214             ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(b_mode)];
1215           }
1216         }
1217       }
1218     }
1219   }
1220 }
1221
1222 static void restore_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1223                             ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1224                             ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1225                             PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1226                             BLOCK_SIZE bsize) {
1227   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1228   int p;
1229   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1230   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1231   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1232   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1233   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; p++) {
1234     vpx_memcpy(
1235         xd->above_context[p] + ((mi_col * 2) >> xd->plane[p].subsampling_x),
1236         a + num_4x4_blocks_wide * p,
1237         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1238         xd->plane[p].subsampling_x);
1239     vpx_memcpy(
1240         xd->left_context[p]
1241             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1242         l + num_4x4_blocks_high * p,
1243         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1244         xd->plane[p].subsampling_y);
1245   }
1246   vpx_memcpy(xd->above_seg_context + mi_col, sa,
1247              sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1248   vpx_memcpy(xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK), sl,
1249              sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1250 }
1251
1252 static void save_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1253                          ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1254                          ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1255                          PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1256                          BLOCK_SIZE bsize) {
1257   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1258   int p;
1259   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1260   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1261   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1262   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1263
1264   // buffer the above/left context information of the block in search.
1265   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; ++p) {
1266     vpx_memcpy(
1267         a + num_4x4_blocks_wide * p,
1268         xd->above_context[p] + (mi_col * 2 >> xd->plane[p].subsampling_x),
1269         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1270         xd->plane[p].subsampling_x);
1271     vpx_memcpy(
1272         l + num_4x4_blocks_high * p,
1273         xd->left_context[p]
1274             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1275         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1276         xd->plane[p].subsampling_y);
1277   }
1278   vpx_memcpy(sa, xd->above_seg_context + mi_col,
1279              sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1280   vpx_memcpy(sl, xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK),
1281              sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1282 }
1283
1284 static void encode_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1285                      ThreadData *td,
1286                      TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1287                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1288                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1289   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1290   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
1291   update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize, output_enabled);
1292   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
1293
1294   if (output_enabled) {
1295     update_stats(&cpi->common, td);
1296
1297     (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1298     (*tp)++;
1299   }
1300 }
1301
1302 static void encode_sb(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1303                       const TileInfo *const tile,
1304                       TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1305                       int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1306                       PC_TREE *pc_tree) {
1307   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1308   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1309   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1310
1311   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
1312   int ctx;
1313   PARTITION_TYPE partition;
1314   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
1315
1316   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1317     return;
1318
1319   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1320     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1321     subsize = get_subsize(bsize, pc_tree->partitioning);
1322   } else {
1323     ctx = 0;
1324     subsize = BLOCK_4X4;
1325   }
1326
1327   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1328   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
1329     td->counts->partition[ctx][partition]++;
1330
1331   switch (partition) {
1332     case PARTITION_NONE:
1333       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1334                &pc_tree->none);
1335       break;
1336     case PARTITION_VERT:
1337       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1338                &pc_tree->vertical[0]);
1339       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
1340         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1341                  subsize, &pc_tree->vertical[1]);
1342       }
1343       break;
1344     case PARTITION_HORZ:
1345       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1346                &pc_tree->horizontal[0]);
1347       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
1348         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1349                  subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
1350       }
1351       break;
1352     case PARTITION_SPLIT:
1353       if (bsize == BLOCK_8X8) {
1354         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1355                  pc_tree->leaf_split[0]);
1356       } else {
1357         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1358                   pc_tree->split[0]);
1359         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1360                   subsize, pc_tree->split[1]);
1361         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1362                   subsize, pc_tree->split[2]);
1363         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
1364                   subsize, pc_tree->split[3]);
1365       }
1366       break;
1367     default:
1368       assert(0 && "Invalid partition type.");
1369       break;
1370   }
1371
1372   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1373     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1374 }
1375
1376 // Check to see if the given partition size is allowed for a specified number
1377 // of 8x8 block rows and columns remaining in the image.
1378 // If not then return the largest allowed partition size
1379 static BLOCK_SIZE find_partition_size(BLOCK_SIZE bsize,
1380                                       int rows_left, int cols_left,
1381                                       int *bh, int *bw) {
1382   if (rows_left <= 0 || cols_left <= 0) {
1383     return MIN(bsize, BLOCK_8X8);
1384   } else {
1385     for (; bsize > 0; bsize -= 3) {
1386       *bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1387       *bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1388       if ((*bh <= rows_left) && (*bw <= cols_left)) {
1389         break;
1390       }
1391     }
1392   }
1393   return bsize;
1394 }
1395
1396 static void set_partial_b64x64_partition(MODE_INFO *mi, int mis,
1397     int bh_in, int bw_in, int row8x8_remaining, int col8x8_remaining,
1398     BLOCK_SIZE bsize, MODE_INFO *mi_8x8) {
1399   int bh = bh_in;
1400   int r, c;
1401   for (r = 0; r < MI_BLOCK_SIZE; r += bh) {
1402     int bw = bw_in;
1403     for (c = 0; c < MI_BLOCK_SIZE; c += bw) {
1404       const int index = r * mis + c;
1405       mi_8x8[index].src_mi = mi + index;
1406       mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = find_partition_size(bsize,
1407           row8x8_remaining - r, col8x8_remaining - c, &bh, &bw);
1408     }
1409   }
1410 }
1411
1412 // This function attempts to set all mode info entries in a given SB64
1413 // to the same block partition size.
1414 // However, at the bottom and right borders of the image the requested size
1415 // may not be allowed in which case this code attempts to choose the largest
1416 // allowable partition.
1417 static void set_fixed_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1418                                    MODE_INFO *mi_8x8, int mi_row, int mi_col,
1419                                    BLOCK_SIZE bsize) {
1420   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1421   const int mis = cm->mi_stride;
1422   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1423   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1424   int block_row, block_col;
1425   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1426   int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1427   int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1428
1429   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1430
1431   // Apply the requested partition size to the SB64 if it is all "in image"
1432   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1433       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1434     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
1435       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
1436         int index = block_row * mis + block_col;
1437         mi_8x8[index].src_mi = mi_upper_left + index;
1438         mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = bsize;
1439       }
1440     }
1441   } else {
1442     // Else this is a partial SB64.
1443     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw, row8x8_remaining,
1444         col8x8_remaining, bsize, mi_8x8);
1445   }
1446 }
1447
1448 const struct {
1449   int row;
1450   int col;
1451 } coord_lookup[16] = {
1452     // 32x32 index = 0
1453     {0, 0}, {0, 2}, {2, 0}, {2, 2},
1454     // 32x32 index = 1
1455     {0, 4}, {0, 6}, {2, 4}, {2, 6},
1456     // 32x32 index = 2
1457     {4, 0}, {4, 2}, {6, 0}, {6, 2},
1458     // 32x32 index = 3
1459     {4, 4}, {4, 6}, {6, 4}, {6, 6},
1460 };
1461
1462 static void set_source_var_based_partition(VP9_COMP *cpi,
1463                                            const TileInfo *const tile,
1464                                            MACROBLOCK *const x,
1465                                            MODE_INFO *mi_8x8,
1466                                            int mi_row, int mi_col) {
1467   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1468   const int mis = cm->mi_stride;
1469   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1470   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1471   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1472
1473   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
1474
1475   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1476
1477   // In-image SB64
1478   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1479       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1480     int i, j;
1481     int index;
1482     diff d32[4];
1483     const int offset = (mi_row >> 1) * cm->mb_cols + (mi_col >> 1);
1484     int is_larger_better = 0;
1485     int use32x32 = 0;
1486     unsigned int thr = cpi->source_var_thresh;
1487
1488     vpx_memset(d32, 0, 4 * sizeof(diff));
1489
1490     for (i = 0; i < 4; i++) {
1491       diff *d16[4];
1492
1493       for (j = 0; j < 4; j++) {
1494         int b_mi_row = coord_lookup[i * 4 + j].row;
1495         int b_mi_col = coord_lookup[i * 4 + j].col;
1496         int boffset = b_mi_row / 2 * cm->mb_cols +
1497                       b_mi_col / 2;
1498
1499         d16[j] = cpi->source_diff_var + offset + boffset;
1500
1501         index = b_mi_row * mis + b_mi_col;
1502         mi_8x8[index].src_mi = mi_upper_left + index;
1503         mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = BLOCK_16X16;
1504
1505         // TODO(yunqingwang): If d16[j].var is very large, use 8x8 partition
1506         // size to further improve quality.
1507       }
1508
1509       is_larger_better = (d16[0]->var < thr) && (d16[1]->var < thr) &&
1510           (d16[2]->var < thr) && (d16[3]->var < thr);
1511
1512       // Use 32x32 partition
1513       if (is_larger_better) {
1514         use32x32 += 1;
1515
1516         for (j = 0; j < 4; j++) {
1517           d32[i].sse += d16[j]->sse;
1518           d32[i].sum += d16[j]->sum;
1519         }
1520
1521         d32[i].var = d32[i].sse - (((int64_t)d32[i].sum * d32[i].sum) >> 10);
1522
1523         index = coord_lookup[i*4].row * mis + coord_lookup[i*4].col;
1524         mi_8x8[index].src_mi = mi_upper_left + index;
1525         mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = BLOCK_32X32;
1526       }
1527     }
1528
1529     if (use32x32 == 4) {
1530       thr <<= 1;
1531       is_larger_better = (d32[0].var < thr) && (d32[1].var < thr) &&
1532           (d32[2].var < thr) && (d32[3].var < thr);
1533
1534       // Use 64x64 partition
1535       if (is_larger_better) {
1536         mi_8x8[0].src_mi = mi_upper_left;
1537         mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type = BLOCK_64X64;
1538       }
1539     }
1540   } else {   // partial in-image SB64
1541     int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_16X16];
1542     int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_16X16];
1543     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw,
1544         row8x8_remaining, col8x8_remaining, BLOCK_16X16, mi_8x8);
1545   }
1546 }
1547
1548 static void update_state_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1549                             PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1550                             int mi_row, int mi_col, int bsize) {
1551   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1552   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1553   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1554   MODE_INFO *const mi = xd->mi[0].src_mi;
1555   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
1556   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
1557   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->mbmi.sb_type];
1558   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->mbmi.sb_type];
1559   const int x_mis = MIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
1560   const int y_mis = MIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
1561
1562   xd->mi[0] = ctx->mic;
1563   xd->mi[0].src_mi = &xd->mi[0];
1564
1565   if (seg->enabled && cpi->oxcf.aq_mode) {
1566     // For in frame complexity AQ or variance AQ, copy segment_id from
1567     // segmentation_map.
1568     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ ||
1569         cpi->oxcf.aq_mode == VARIANCE_AQ ) {
1570       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
1571                                                  : cm->last_frame_seg_map;
1572       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1573     } else {
1574     // Setting segmentation map for cyclic_refresh.
1575       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, mbmi, mi_row, mi_col, bsize,
1576                                         ctx->rate, ctx->dist, x->skip);
1577     }
1578     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1579   }
1580
1581   if (is_inter_block(mbmi)) {
1582     vp9_update_mv_count(td);
1583     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1584       const int pred_ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
1585       ++td->counts->switchable_interp[pred_ctx][mbmi->interp_filter];
1586     }
1587
1588     if (mbmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
1589       mbmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
1590       mbmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
1591     }
1592   }
1593
1594   if (cm->use_prev_frame_mvs) {
1595     MV_REF *const frame_mvs =
1596         cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
1597     int w, h;
1598
1599     for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
1600       MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
1601       for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
1602         MV_REF *const mv = frame_mv + w;
1603         mv->ref_frame[0] = mi->src_mi->mbmi.ref_frame[0];
1604         mv->ref_frame[1] = mi->src_mi->mbmi.ref_frame[1];
1605         mv->mv[0].as_int = mi->src_mi->mbmi.mv[0].as_int;
1606         mv->mv[1].as_int = mi->src_mi->mbmi.mv[1].as_int;
1607       }
1608     }
1609   }
1610
1611   x->skip = ctx->skip;
1612   x->skip_txfm[0] = mbmi->segment_id ? 0 : ctx->skip_txfm[0];
1613 }
1614
1615 static void encode_b_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1616                         const TileInfo *const tile,
1617                         TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1618                         int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1619                         PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1620   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1621   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
1622   update_state_rt(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize);
1623
1624 #if CONFIG_VP9_TEMPORAL_DENOISING
1625   if (cpi->oxcf.noise_sensitivity > 0 && output_enabled &&
1626       cpi->common.frame_type != KEY_FRAME) {
1627     vp9_denoiser_denoise(&cpi->denoiser, x, mi_row, mi_col,
1628                          MAX(BLOCK_8X8, bsize), ctx);
1629   }
1630 #endif
1631
1632   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
1633   update_stats(&cpi->common, td);
1634
1635   (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1636   (*tp)++;
1637 }
1638
1639 static void encode_sb_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1640                          const TileInfo *const tile,
1641                          TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1642                          int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1643                          PC_TREE *pc_tree) {
1644   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1645   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1646   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1647
1648   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
1649   int ctx;
1650   PARTITION_TYPE partition;
1651   BLOCK_SIZE subsize;
1652
1653   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1654     return;
1655
1656   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1657     const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
1658     MODE_INFO *mi_8x8 = cm->mi[idx_str].src_mi;
1659     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1660     subsize = mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type;
1661   } else {
1662     ctx = 0;
1663     subsize = BLOCK_4X4;
1664   }
1665
1666   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1667   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
1668     td->counts->partition[ctx][partition]++;
1669
1670   switch (partition) {
1671     case PARTITION_NONE:
1672       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1673                   &pc_tree->none);
1674       break;
1675     case PARTITION_VERT:
1676       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1677                   &pc_tree->vertical[0]);
1678       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
1679         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1680                     subsize, &pc_tree->vertical[1]);
1681       }
1682       break;
1683     case PARTITION_HORZ:
1684       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1685                   &pc_tree->horizontal[0]);
1686       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
1687         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1688                     subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
1689       }
1690       break;
1691     case PARTITION_SPLIT:
1692       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1693       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1694                    pc_tree->split[0]);
1695       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1696                    subsize, pc_tree->split[1]);
1697       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1698                    subsize, pc_tree->split[2]);
1699       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs,
1700                    output_enabled, subsize, pc_tree->split[3]);
1701       break;
1702     default:
1703       assert(0 && "Invalid partition type.");
1704       break;
1705   }
1706
1707   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1708     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1709 }
1710
1711 static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
1712                              ThreadData *td,
1713                              TileDataEnc *tile_data,
1714                              MODE_INFO *mi_8x8, TOKENEXTRA **tp,
1715                              int mi_row, int mi_col,
1716                              BLOCK_SIZE bsize,
1717                              int *rate, int64_t *dist,
1718                              int do_recon, PC_TREE *pc_tree) {
1719   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1720   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
1721   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1722   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1723   const int mis = cm->mi_stride;
1724   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
1725   const int mi_step = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
1726   const int bss = (1 << bsl) / 4;
1727   int i, pl;
1728   PARTITION_TYPE partition = PARTITION_NONE;
1729   BLOCK_SIZE subsize;
1730   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
1731   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
1732   RD_COST last_part_rdc, none_rdc, chosen_rdc;
1733   BLOCK_SIZE sub_subsize = BLOCK_4X4;
1734   int splits_below = 0;
1735   BLOCK_SIZE bs_type = mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type;
1736   int do_partition_search = 1;
1737   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
1738
1739   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1740     return;
1741
1742   assert(num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] ==
1743          num_4x4_blocks_high_lookup[bsize]);
1744
1745   vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1746   vp9_rd_cost_reset(&none_rdc);
1747   vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
1748
1749   partition = partition_lookup[bsl][bs_type];
1750   subsize = get_subsize(bsize, partition);
1751
1752   pc_tree->partitioning = partition;
1753   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1754
1755   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode) {
1756     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
1757     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1758   }
1759
1760   if (do_partition_search &&
1761       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
1762       cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame) {
1763     // Check if any of the sub blocks are further split.
1764     if (partition == PARTITION_SPLIT && subsize > BLOCK_8X8) {
1765       sub_subsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
1766       splits_below = 1;
1767       for (i = 0; i < 4; i++) {
1768         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1769         MODE_INFO *this_mi = mi_8x8[jj * bss * mis + ii * bss].src_mi;
1770         if (this_mi && this_mi->mbmi.sb_type >= sub_subsize) {
1771           splits_below = 0;
1772         }
1773       }
1774     }
1775
1776     // If partition is not none try none unless each of the 4 splits are split
1777     // even further..
1778     if (partition != PARTITION_NONE && !splits_below &&
1779         mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
1780         mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1781       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
1782       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &none_rdc, bsize,
1783                        ctx, INT64_MAX);
1784
1785       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1786
1787       if (none_rdc.rate < INT_MAX) {
1788         none_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
1789         none_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, none_rdc.rate,
1790                                  none_rdc.dist);
1791       }
1792
1793       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1794       mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type = bs_type;
1795       pc_tree->partitioning = partition;
1796     }
1797   }
1798
1799   switch (partition) {
1800     case PARTITION_NONE:
1801       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1802                        bsize, ctx, INT64_MAX);
1803       break;
1804     case PARTITION_HORZ:
1805       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1806                        subsize, &pc_tree->horizontal[0],
1807                        INT64_MAX);
1808       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX &&
1809           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows) {
1810         RD_COST tmp_rdc;
1811         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
1812         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
1813         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
1814         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
1815         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x,
1816                          mi_row + (mi_step >> 1), mi_col, &tmp_rdc,
1817                          subsize, &pc_tree->horizontal[1], INT64_MAX);
1818         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1819           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1820           break;
1821         }
1822         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1823         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1824         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
1825       }
1826       break;
1827     case PARTITION_VERT:
1828       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1829                        subsize, &pc_tree->vertical[0], INT64_MAX);
1830       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX &&
1831           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1832         RD_COST tmp_rdc;
1833         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->vertical[0];
1834         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
1835         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
1836         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
1837         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x,
1838                          mi_row, mi_col + (mi_step >> 1), &tmp_rdc,
1839                          subsize, &pc_tree->vertical[bsize > BLOCK_8X8],
1840                          INT64_MAX);
1841         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1842           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1843           break;
1844         }
1845         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1846         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1847         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
1848       }
1849       break;
1850     case PARTITION_SPLIT:
1851       if (bsize == BLOCK_8X8) {
1852         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1853                          subsize, pc_tree->leaf_split[0], INT64_MAX);
1854         break;
1855       }
1856       last_part_rdc.rate = 0;
1857       last_part_rdc.dist = 0;
1858       last_part_rdc.rdcost = 0;
1859       for (i = 0; i < 4; i++) {
1860         int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
1861         int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
1862         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1863         RD_COST tmp_rdc;
1864         if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
1865           continue;
1866
1867         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
1868         rd_use_partition(cpi, td, tile_data,
1869                          mi_8x8 + jj * bss * mis + ii * bss, tp,
1870                          mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize,
1871                          &tmp_rdc.rate, &tmp_rdc.dist,
1872                          i != 3, pc_tree->split[i]);
1873         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1874           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1875           break;
1876         }
1877         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1878         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1879       }
1880       break;
1881     default:
1882       assert(0);
1883       break;
1884   }
1885
1886   pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1887   if (last_part_rdc.rate < INT_MAX) {
1888     last_part_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][partition];
1889     last_part_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
1890                                   last_part_rdc.rate, last_part_rdc.dist);
1891   }
1892
1893   if (do_partition_search
1894       && cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame
1895       && cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION
1896       && partition != PARTITION_SPLIT && bsize > BLOCK_8X8
1897       && (mi_row + mi_step < cm->mi_rows ||
1898           mi_row + (mi_step >> 1) == cm->mi_rows)
1899       && (mi_col + mi_step < cm->mi_cols ||
1900           mi_col + (mi_step >> 1) == cm->mi_cols)) {
1901     BLOCK_SIZE split_subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1902     chosen_rdc.rate = 0;
1903     chosen_rdc.dist = 0;
1904     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1905     pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
1906
1907     // Split partition.
1908     for (i = 0; i < 4; i++) {
1909       int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
1910       int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
1911       RD_COST tmp_rdc;
1912       ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
1913       PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
1914
1915       if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
1916         continue;
1917
1918       save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1919       pc_tree->split[i]->partitioning = PARTITION_NONE;
1920       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x,
1921                        mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, &tmp_rdc,
1922                        split_subsize, &pc_tree->split[i]->none, INT64_MAX);
1923
1924       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1925
1926       if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1927         vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
1928         break;
1929       }
1930
1931       chosen_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1932       chosen_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1933
1934       if (i != 3)
1935         encode_sb(cpi, td, tile_info, tp,  mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, 0,
1936                   split_subsize, pc_tree->split[i]);
1937
1938       pl = partition_plane_context(xd, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
1939                                    split_subsize);
1940       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
1941     }
1942     pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1943     if (chosen_rdc.rate < INT_MAX) {
1944       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
1945       chosen_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
1946                                  chosen_rdc.rate, chosen_rdc.dist);
1947     }
1948   }
1949
1950   // If last_part is better set the partitioning to that.
1951   if (last_part_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
1952     mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type = bsize;
1953     if (bsize >= BLOCK_8X8)
1954       pc_tree->partitioning = partition;
1955     chosen_rdc = last_part_rdc;
1956   }
1957   // If none was better set the partitioning to that.
1958   if (none_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
1959     if (bsize >= BLOCK_8X8)
1960       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
1961     chosen_rdc = none_rdc;
1962   }
1963
1964   restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1965
1966   // We must have chosen a partitioning and encoding or we'll fail later on.
1967   // No other opportunities for success.
1968   if (bsize == BLOCK_64X64)
1969     assert(chosen_rdc.rate < INT_MAX && chosen_rdc.dist < INT64_MAX);
1970
1971   if (do_recon) {
1972     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
1973     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
1974               pc_tree);
1975   }
1976
1977   *rate = chosen_rdc.rate;
1978   *dist = chosen_rdc.dist;
1979 }
1980
1981 static const BLOCK_SIZE min_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
1982   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
1983   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
1984   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,
1985   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
1986   BLOCK_16X16
1987 };
1988
1989 static const BLOCK_SIZE max_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
1990   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
1991   BLOCK_16X16, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
1992   BLOCK_32X32, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
1993   BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
1994   BLOCK_64X64
1995 };
1996
1997 // Look at all the mode_info entries for blocks that are part of this
1998 // partition and find the min and max values for sb_type.
1999 // At the moment this is designed to work on a 64x64 SB but could be
2000 // adjusted to use a size parameter.
2001 //
2002 // The min and max are assumed to have been initialized prior to calling this
2003 // function so repeat calls can accumulate a min and max of more than one sb64.
2004 static void get_sb_partition_size_range(MACROBLOCKD *xd, MODE_INFO *mi_8x8,
2005                                         BLOCK_SIZE *min_block_size,
2006                                         BLOCK_SIZE *max_block_size,
2007                                         int bs_hist[BLOCK_SIZES]) {
2008   int sb_width_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
2009   int sb_height_in_blocks  = MI_BLOCK_SIZE;
2010   int i, j;
2011   int index = 0;
2012
2013   // Check the sb_type for each block that belongs to this region.
2014   for (i = 0; i < sb_height_in_blocks; ++i) {
2015     for (j = 0; j < sb_width_in_blocks; ++j) {
2016       MODE_INFO *mi = mi_8x8[index+j].src_mi;
2017       BLOCK_SIZE sb_type = mi ? mi->mbmi.sb_type : 0;
2018       bs_hist[sb_type]++;
2019       *min_block_size = MIN(*min_block_size, sb_type);
2020       *max_block_size = MAX(*max_block_size, sb_type);
2021     }
2022     index += xd->mi_stride;
2023   }
2024 }
2025
2026 // Next square block size less or equal than current block size.
2027 static const BLOCK_SIZE next_square_size[BLOCK_SIZES] = {
2028   BLOCK_4X4, BLOCK_4X4, BLOCK_4X4,
2029   BLOCK_8X8, BLOCK_8X8, BLOCK_8X8,
2030   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
2031   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
2032   BLOCK_64X64
2033 };
2034
2035 // Look at neighboring blocks and set a min and max partition size based on
2036 // what they chose.
2037 static void rd_auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2038                                     MACROBLOCKD *const xd,
2039                                     int mi_row, int mi_col,
2040                                     BLOCK_SIZE *min_block_size,
2041                                     BLOCK_SIZE *max_block_size) {
2042   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2043   MODE_INFO *mi = xd->mi[0].src_mi;
2044   const int left_in_image = xd->left_available && mi[-1].src_mi;
2045   const int above_in_image = xd->up_available && mi[-xd->mi_stride].src_mi;
2046   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2047   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2048   int bh, bw;
2049   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_4X4;
2050   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_64X64;
2051   int i = 0;
2052   int bs_hist[BLOCK_SIZES] = {0};
2053
2054   // Trap case where we do not have a prediction.
2055   if (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2056     // Default "min to max" and "max to min"
2057     min_size = BLOCK_64X64;
2058     max_size = BLOCK_4X4;
2059
2060     // NOTE: each call to get_sb_partition_size_range() uses the previous
2061     // passed in values for min and max as a starting point.
2062     // Find the min and max partition used in previous frame at this location
2063     if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2064       MODE_INFO *prev_mi =
2065           cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 + mi_row * xd->mi_stride + mi_col;
2066
2067       get_sb_partition_size_range(xd, prev_mi, &min_size, &max_size, bs_hist);
2068     }
2069     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64
2070     if (left_in_image) {
2071       MODE_INFO *left_sb64_mi = mi[-MI_BLOCK_SIZE].src_mi;
2072       get_sb_partition_size_range(xd, left_sb64_mi, &min_size, &max_size,
2073                                   bs_hist);
2074     }
2075     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
2076     if (above_in_image) {
2077       MODE_INFO *above_sb64_mi = mi[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE].src_mi;
2078       get_sb_partition_size_range(xd, above_sb64_mi, &min_size, &max_size,
2079                                   bs_hist);
2080     }
2081
2082     // adjust observed min and max
2083     if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size == RELAXED_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
2084       min_size = min_partition_size[min_size];
2085       max_size = max_partition_size[max_size];
2086     } else if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size ==
2087                CONSTRAIN_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
2088       // adjust the search range based on the histogram of the observed
2089       // partition sizes from left, above the previous co-located blocks
2090       int sum = 0;
2091       int first_moment = 0;
2092       int second_moment = 0;
2093       int var_unnormalized = 0;
2094
2095       for (i = 0; i < BLOCK_SIZES; i++) {
2096         sum += bs_hist[i];
2097         first_moment += bs_hist[i] * i;
2098         second_moment += bs_hist[i] * i * i;
2099       }
2100
2101       // if variance is small enough,
2102       // adjust the range around its mean size, which gives a tighter range
2103       var_unnormalized = second_moment - first_moment * first_moment / sum;
2104       if (var_unnormalized <= 4 * sum) {
2105         int mean = first_moment / sum;
2106         min_size = min_partition_size[mean];
2107         max_size = max_partition_size[mean];
2108       } else {
2109         min_size = min_partition_size[min_size];
2110         max_size = max_partition_size[max_size];
2111       }
2112     }
2113   }
2114
2115   // Check border cases where max and min from neighbors may not be legal.
2116   max_size = find_partition_size(max_size,
2117                                  row8x8_remaining, col8x8_remaining,
2118                                  &bh, &bw);
2119   min_size = MIN(min_size, max_size);
2120
2121   // When use_square_partition_only is true, make sure at least one square
2122   // partition is allowed by selecting the next smaller square size as
2123   // *min_block_size.
2124   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
2125       next_square_size[max_size] < min_size) {
2126      min_size = next_square_size[max_size];
2127   }
2128
2129   *min_block_size = min_size;
2130   *max_block_size = max_size;
2131 }
2132
2133 static void auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2134                                  MACROBLOCKD *const xd,
2135                                  int mi_row, int mi_col,
2136                                  BLOCK_SIZE *min_block_size,
2137                                  BLOCK_SIZE *max_block_size) {
2138   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2139   MODE_INFO *mi_8x8 = xd->mi;
2140   const int left_in_image = xd->left_available && mi_8x8[-1].src_mi;
2141   const int above_in_image = xd->up_available &&
2142                              mi_8x8[-xd->mi_stride].src_mi;
2143   int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2144   int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2145   int bh, bw;
2146   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_32X32;
2147   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_8X8;
2148   int bsl = mi_width_log2_lookup[BLOCK_64X64];
2149   const int search_range_ctrl = (((mi_row + mi_col) >> bsl) +
2150                        get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) & 0x1;
2151   // Trap case where we do not have a prediction.
2152   if (search_range_ctrl &&
2153       (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME)) {
2154     int block;
2155     MODE_INFO *mi;
2156     BLOCK_SIZE sb_type;
2157
2158     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64.
2159     if (left_in_image) {
2160       MODE_INFO *cur_mi;
2161       mi = mi_8x8[-1].src_mi;
2162       for (block = 0; block < MI_BLOCK_SIZE; ++block) {
2163         cur_mi = mi[block * xd->mi_stride].src_mi;
2164         sb_type = cur_mi ? cur_mi->mbmi.sb_type : 0;
2165         min_size = MIN(min_size, sb_type);
2166         max_size = MAX(max_size, sb_type);
2167       }
2168     }
2169     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
2170     if (above_in_image) {
2171       mi = mi_8x8[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE].src_mi;
2172       for (block = 0; block < MI_BLOCK_SIZE; ++block) {
2173         sb_type = mi[block].src_mi ? mi[block].src_mi->mbmi.sb_type : 0;
2174         min_size = MIN(min_size, sb_type);
2175         max_size = MAX(max_size, sb_type);
2176       }
2177     }
2178
2179     min_size = min_partition_size[min_size];
2180     max_size = find_partition_size(max_size, row8x8_remaining, col8x8_remaining,
2181                                    &bh, &bw);
2182     min_size = MIN(min_size, max_size);
2183     min_size = MAX(min_size, BLOCK_8X8);
2184     max_size = MIN(max_size, BLOCK_32X32);
2185   } else {
2186     min_size = BLOCK_8X8;
2187     max_size = BLOCK_32X32;
2188   }
2189
2190   *min_block_size = min_size;
2191   *max_block_size = max_size;
2192 }
2193
2194 // TODO(jingning) refactor functions setting partition search range
2195 static void set_partition_range(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
2196                                 int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
2197                                 BLOCK_SIZE *min_bs, BLOCK_SIZE *max_bs) {
2198   int mi_width  = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2199   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2200   int idx, idy;
2201
2202   MODE_INFO *mi;
2203   const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
2204   MODE_INFO *prev_mi = (cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 + idx_str)->src_mi;
2205
2206
2207   BLOCK_SIZE bs, min_size, max_size;
2208
2209   min_size = BLOCK_64X64;
2210   max_size = BLOCK_4X4;
2211
2212   if (prev_mi) {
2213     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2214       for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2215         mi = prev_mi[idy * cm->mi_stride + idx].src_mi;
2216         bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
2217         min_size = MIN(min_size, bs);
2218         max_size = MAX(max_size, bs);
2219       }
2220     }
2221   }
2222
2223   if (xd->left_available) {
2224     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2225       mi = xd->mi[idy * cm->mi_stride - 1].src_mi;
2226       bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
2227       min_size = MIN(min_size, bs);
2228       max_size = MAX(max_size, bs);
2229     }
2230   }
2231
2232   if (xd->up_available) {
2233     for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2234       mi = xd->mi[idx - cm->mi_stride].src_mi;
2235       bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
2236       min_size = MIN(min_size, bs);
2237       max_size = MAX(max_size, bs);
2238     }
2239   }
2240
2241   if (min_size == max_size) {
2242     min_size = min_partition_size[min_size];
2243     max_size = max_partition_size[max_size];
2244   }
2245
2246   *min_bs = min_size;
2247   *max_bs = max_size;
2248 }
2249
2250 static INLINE void store_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2251   vpx_memcpy(ctx->pred_mv, x->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2252 }
2253
2254 static INLINE void load_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2255   vpx_memcpy(x->pred_mv, ctx->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2256 }
2257
2258 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2259 const int num_16x16_blocks_wide_lookup[BLOCK_SIZES] =
2260   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 4, 4};
2261 const int num_16x16_blocks_high_lookup[BLOCK_SIZES] =
2262   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 2, 4, 2, 4};
2263 const int qindex_skip_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] =
2264   {0, 10, 10, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 90, 100, 100, 120};
2265 const int qindex_split_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] =
2266   {0, 3, 3, 7, 15, 15, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 120};
2267 const int complexity_16x16_blocks_threshold[BLOCK_SIZES] =
2268   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 4, 4, 6};
2269
2270 typedef enum {
2271   MV_ZERO = 0,
2272   MV_LEFT = 1,
2273   MV_UP = 2,
2274   MV_RIGHT = 3,
2275   MV_DOWN = 4,
2276   MV_INVALID
2277 } MOTION_DIRECTION;
2278
2279 static INLINE MOTION_DIRECTION get_motion_direction_fp(uint8_t fp_byte) {
2280   if (fp_byte & FPMB_MOTION_ZERO_MASK) {
2281     return MV_ZERO;
2282   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_LEFT_MASK) {
2283     return MV_LEFT;
2284   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_RIGHT_MASK) {
2285     return MV_RIGHT;
2286   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_UP_MASK) {
2287     return MV_UP;
2288   } else {
2289     return MV_DOWN;
2290   }
2291 }
2292
2293 static INLINE int get_motion_inconsistency(MOTION_DIRECTION this_mv,
2294                                            MOTION_DIRECTION that_mv) {
2295   if (this_mv == that_mv) {
2296     return 0;
2297   } else {
2298     return abs(this_mv - that_mv) == 2 ? 2 : 1;
2299   }
2300 }
2301 #endif
2302
2303 // TODO(jingning,jimbankoski,rbultje): properly skip partition types that are
2304 // unlikely to be selected depending on previous rate-distortion optimization
2305 // results, for encoding speed-up.
2306 static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2307                               TileDataEnc *tile_data,
2308                               TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
2309                               BLOCK_SIZE bsize, RD_COST *rd_cost,
2310                               int64_t best_rd, PC_TREE *pc_tree) {
2311   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2312   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2313   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2314   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2315   const int mi_step = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2316   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2317   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2318   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
2319   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
2320   int i, pl;
2321   BLOCK_SIZE subsize;
2322   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
2323   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
2324   int do_rect = 1;
2325
2326   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
2327   const int force_horz_split = (mi_row + mi_step >= cm->mi_rows);
2328   const int force_vert_split = (mi_col + mi_step >= cm->mi_cols);
2329   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
2330   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
2331
2332   BLOCK_SIZE min_size = x->min_partition_size;
2333   BLOCK_SIZE max_size = x->max_partition_size;
2334
2335 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2336   unsigned int src_diff_var = UINT_MAX;
2337   int none_complexity = 0;
2338 #endif
2339
2340   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
2341   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
2342                                bsize >= BLOCK_8X8;
2343   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
2344                                bsize >= BLOCK_8X8;
2345   (void) *tp_orig;
2346
2347   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2348              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
2349
2350   vp9_rd_cost_init(&this_rdc);
2351   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
2352   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
2353   best_rdc.rdcost = best_rd;
2354
2355   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2356
2357   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode)
2358     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
2359
2360   if (cpi->sf.cb_partition_search && bsize == BLOCK_16X16) {
2361     int cb_partition_search_ctrl = ((pc_tree->index == 0 || pc_tree->index == 3)
2362         + get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) & 0x1;
2363
2364     if (cb_partition_search_ctrl && bsize > min_size && bsize < max_size)
2365       set_partition_range(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize, &min_size, &max_size);
2366   }
2367
2368   // Determine partition types in search according to the speed features.
2369   // The threshold set here has to be of square block size.
2370   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2371     partition_none_allowed &= (bsize <= max_size && bsize >= min_size);
2372     partition_horz_allowed &= ((bsize <= max_size && bsize > min_size) ||
2373                                 force_horz_split);
2374     partition_vert_allowed &= ((bsize <= max_size && bsize > min_size) ||
2375                                 force_vert_split);
2376     do_split &= bsize > min_size;
2377   }
2378   if (cpi->sf.use_square_partition_only) {
2379     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2380     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2381   }
2382
2383   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2384
2385 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2386   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
2387     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2388     src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &x->plane[0].src,
2389                                                   mi_row, mi_col, bsize);
2390   }
2391 #endif
2392
2393 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2394   // Decide whether we shall split directly and skip searching NONE by using
2395   // the first pass block statistics
2396   if (cpi->use_fp_mb_stats && bsize >= BLOCK_32X32 && do_split &&
2397       partition_none_allowed && src_diff_var > 4 &&
2398       cm->base_qindex < qindex_split_threshold_lookup[bsize]) {
2399     int mb_row = mi_row >> 1;
2400     int mb_col = mi_col >> 1;
2401     int mb_row_end =
2402         MIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
2403     int mb_col_end =
2404         MIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
2405     int r, c;
2406
2407     // compute a complexity measure, basically measure inconsistency of motion
2408     // vectors obtained from the first pass in the current block
2409     for (r = mb_row; r < mb_row_end ; r++) {
2410       for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
2411         const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
2412
2413         MOTION_DIRECTION this_mv;
2414         MOTION_DIRECTION right_mv;
2415         MOTION_DIRECTION bottom_mv;
2416
2417         this_mv =
2418             get_motion_direction_fp(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index]);
2419
2420         // to its right
2421         if (c != mb_col_end - 1) {
2422           right_mv = get_motion_direction_fp(
2423               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + 1]);
2424           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, right_mv);
2425         }
2426
2427         // to its bottom
2428         if (r != mb_row_end - 1) {
2429           bottom_mv = get_motion_direction_fp(
2430               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + cm->mb_cols]);
2431           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, bottom_mv);
2432         }
2433
2434         // do not count its left and top neighbors to avoid double counting
2435       }
2436     }
2437
2438     if (none_complexity > complexity_16x16_blocks_threshold[bsize]) {
2439       partition_none_allowed = 0;
2440     }
2441   }
2442 #endif
2443
2444   // PARTITION_NONE
2445   if (partition_none_allowed) {
2446     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
2447                      &this_rdc, bsize, ctx, best_rdc.rdcost);
2448     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
2449       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2450         pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2451         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2452         this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2453                                  this_rdc.rate, this_rdc.dist);
2454       }
2455
2456       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2457         int64_t dist_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_dist_thr;
2458         int rate_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_rate_thr;
2459
2460         best_rdc = this_rdc;
2461         if (bsize >= BLOCK_8X8)
2462           pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2463
2464         // Adjust dist breakout threshold according to the partition size.
2465         dist_breakout_thr >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
2466             b_height_log2_lookup[bsize]);
2467
2468         rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
2469
2470         // If all y, u, v transform blocks in this partition are skippable, and
2471         // the dist & rate are within the thresholds, the partition search is
2472         // terminated for current branch of the partition search tree.
2473         // The dist & rate thresholds are set to 0 at speed 0 to disable the
2474         // early termination at that speed.
2475         if (!x->e_mbd.lossless &&
2476             (ctx->skippable && best_rdc.dist < dist_breakout_thr &&
2477             best_rdc.rate < rate_breakout_thr)) {
2478           do_split = 0;
2479           do_rect = 0;
2480         }
2481
2482 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2483         // Check if every 16x16 first pass block statistics has zero
2484         // motion and the corresponding first pass residue is small enough.
2485         // If that is the case, check the difference variance between the
2486         // current frame and the last frame. If the variance is small enough,
2487         // stop further splitting in RD optimization
2488         if (cpi->use_fp_mb_stats && do_split != 0 &&
2489             cm->base_qindex > qindex_skip_threshold_lookup[bsize]) {
2490           int mb_row = mi_row >> 1;
2491           int mb_col = mi_col >> 1;
2492           int mb_row_end =
2493               MIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
2494           int mb_col_end =
2495               MIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
2496           int r, c;
2497
2498           int skip = 1;
2499           for (r = mb_row; r < mb_row_end; r++) {
2500             for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
2501               const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
2502               if (!(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
2503                     FPMB_MOTION_ZERO_MASK) ||
2504                   !(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
2505                     FPMB_ERROR_SMALL_MASK)) {
2506                 skip = 0;
2507                 break;
2508               }
2509             }
2510             if (skip == 0) {
2511               break;
2512             }
2513           }
2514           if (skip) {
2515             if (src_diff_var == UINT_MAX) {
2516               set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2517               src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(
2518                   cpi, &x->plane[0].src, mi_row, mi_col, bsize);
2519             }
2520             if (src_diff_var < 8) {
2521               do_split = 0;
2522               do_rect = 0;
2523             }
2524           }
2525         }
2526 #endif
2527       }
2528     }
2529     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2530   }
2531
2532   // store estimated motion vector
2533   if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2534     store_pred_mv(x, ctx);
2535
2536   // PARTITION_SPLIT
2537   // TODO(jingning): use the motion vectors given by the above search as
2538   // the starting point of motion search in the following partition type check.
2539   if (do_split) {
2540     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2541     if (bsize == BLOCK_8X8) {
2542       i = 4;
2543       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && partition_none_allowed)
2544         pc_tree->leaf_split[0]->pred_interp_filter =
2545             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2546       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2547                        pc_tree->leaf_split[0], best_rdc.rdcost);
2548       if (sum_rdc.rate == INT_MAX)
2549         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2550     } else {
2551       for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
2552       const int x_idx = (i & 1) * mi_step;
2553       const int y_idx = (i >> 1) * mi_step;
2554
2555         if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
2556           continue;
2557
2558         if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2559           load_pred_mv(x, ctx);
2560
2561         pc_tree->split[i]->index = i;
2562         rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp,
2563                           mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2564                           subsize, &this_rdc,
2565                           best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
2566
2567         if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2568           sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2569           break;
2570         } else {
2571           sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2572           sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2573           sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2574         }
2575       }
2576     }
2577
2578     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && i == 4) {
2579       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2580       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2581       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2582                               sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2583
2584       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2585         best_rdc = sum_rdc;
2586         pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
2587       }
2588     } else {
2589       // skip rectangular partition test when larger block size
2590       // gives better rd cost
2591       if (cpi->sf.less_rectangular_check)
2592         do_rect &= !partition_none_allowed;
2593     }
2594     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2595   }
2596
2597   // PARTITION_HORZ
2598   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
2599     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
2600     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2601       load_pred_mv(x, ctx);
2602     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2603         partition_none_allowed)
2604       pc_tree->horizontal[0].pred_interp_filter =
2605           ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2606     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2607                      &pc_tree->horizontal[0], best_rdc.rdcost);
2608
2609     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + mi_step < cm->mi_rows &&
2610         bsize > BLOCK_8X8) {
2611       PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
2612       update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2613       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2614
2615       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2616         load_pred_mv(x, ctx);
2617       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2618           partition_none_allowed)
2619         pc_tree->horizontal[1].pred_interp_filter =
2620             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2621       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + mi_step, mi_col,
2622                        &this_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1],
2623                        best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
2624       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2625         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2626       } else {
2627         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2628         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2629         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2630       }
2631     }
2632
2633     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2634       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2635       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
2636       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2637       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2638         best_rdc = sum_rdc;
2639         pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
2640       }
2641     }
2642     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2643   }
2644   // PARTITION_VERT
2645   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
2646     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
2647
2648     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2649       load_pred_mv(x, ctx);
2650     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2651         partition_none_allowed)
2652       pc_tree->vertical[0].pred_interp_filter =
2653           ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2654     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2655                      &pc_tree->vertical[0], best_rdc.rdcost);
2656     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + mi_step < cm->mi_cols &&
2657         bsize > BLOCK_8X8) {
2658       update_state(cpi, td, &pc_tree->vertical[0], mi_row, mi_col, subsize, 0);
2659       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize,
2660                         &pc_tree->vertical[0]);
2661
2662       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2663         load_pred_mv(x, ctx);
2664       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2665           partition_none_allowed)
2666         pc_tree->vertical[1].pred_interp_filter =
2667             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2668       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + mi_step,
2669                        &this_rdc, subsize,
2670                        &pc_tree->vertical[1], best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
2671       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2672         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2673       } else {
2674         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2675         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2676         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2677       }
2678     }
2679
2680     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2681       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2682       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
2683       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2684                               sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2685       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2686         best_rdc = sum_rdc;
2687         pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
2688       }
2689     }
2690     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2691   }
2692
2693   // TODO(jbb): This code added so that we avoid static analysis
2694   // warning related to the fact that best_rd isn't used after this
2695   // point.  This code should be refactored so that the duplicate
2696   // checks occur in some sub function and thus are used...
2697   (void) best_rd;
2698   *rd_cost = best_rdc;
2699
2700
2701   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX &&
2702       pc_tree->index != 3) {
2703     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2704     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
2705               bsize, pc_tree);
2706   }
2707
2708   if (bsize == BLOCK_64X64) {
2709     assert(tp_orig < *tp);
2710     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
2711     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
2712   } else {
2713     assert(tp_orig == *tp);
2714   }
2715 }
2716
2717 static void encode_rd_sb_row(VP9_COMP *cpi,
2718                              ThreadData *td,
2719                              TileDataEnc *tile_data,
2720                              int mi_row,
2721                              TOKENEXTRA **tp) {
2722   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2723   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2724   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2725   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2726   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
2727   int mi_col;
2728
2729   // Initialize the left context for the new SB row
2730   vpx_memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
2731   vpx_memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
2732
2733   // Code each SB in the row
2734   for (mi_col = tile_info->mi_col_start; mi_col < tile_info->mi_col_end;
2735        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
2736     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
2737     int dummy_rate;
2738     int64_t dummy_dist;
2739     RD_COST dummy_rdc;
2740     int i;
2741     int seg_skip = 0;
2742
2743     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
2744     MODE_INFO *mi = cm->mi + idx_str;
2745
2746     if (sf->adaptive_pred_interp_filter) {
2747       for (i = 0; i < 64; ++i)
2748         td->leaf_tree[i].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2749
2750       for (i = 0; i < 64; ++i) {
2751         td->pc_tree[i].vertical[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2752         td->pc_tree[i].vertical[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2753         td->pc_tree[i].horizontal[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2754         td->pc_tree[i].horizontal[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2755       }
2756     }
2757
2758     vp9_zero(x->pred_mv);
2759     td->pc_root->index = 0;
2760
2761     if (seg->enabled) {
2762       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
2763                                                  : cm->last_frame_seg_map;
2764       int segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
2765       seg_skip = vp9_segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
2766     }
2767
2768     x->source_variance = UINT_MAX;
2769     if (sf->partition_search_type == FIXED_PARTITION || seg_skip) {
2770       const BLOCK_SIZE bsize =
2771           seg_skip ? BLOCK_64X64 : sf->always_this_block_size;
2772       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2773       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
2774       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
2775                        BLOCK_64X64, &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
2776     } else if (cpi->partition_search_skippable_frame) {
2777       BLOCK_SIZE bsize;
2778       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2779       bsize = get_rd_var_based_fixed_partition(cpi, x, mi_row, mi_col);
2780       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
2781       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
2782                        BLOCK_64X64, &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
2783     } else if (sf->partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION &&
2784                cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2785       choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
2786       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
2787                        BLOCK_64X64, &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
2788     } else {
2789       // If required set upper and lower partition size limits
2790       if (sf->auto_min_max_partition_size) {
2791         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2792         rd_auto_partition_range(cpi, tile_info, xd, mi_row, mi_col,
2793                                 &x->min_partition_size,
2794                                 &x->max_partition_size);
2795       }
2796       rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2797                         &dummy_rdc, INT64_MAX, td->pc_root);
2798     }
2799   }
2800 }
2801
2802 static void init_encode_frame_mb_context(VP9_COMP *cpi) {
2803   MACROBLOCK *const x = &cpi->td.mb;
2804   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2805   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2806   const int aligned_mi_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols);
2807
2808   // Copy data over into macro block data structures.
2809   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, 0, 0);
2810
2811   vp9_setup_block_planes(&x->e_mbd, cm->subsampling_x, cm->subsampling_y);
2812
2813   // Note: this memset assumes above_context[0], [1] and [2]
2814   // are allocated as part of the same buffer.
2815   vpx_memset(xd->above_context[0], 0,
2816              sizeof(*xd->above_context[0]) *
2817              2 * aligned_mi_cols * MAX_MB_PLANE);
2818   vpx_memset(xd->above_seg_context, 0,
2819              sizeof(*xd->above_seg_context) * aligned_mi_cols);
2820 }
2821
2822 static int check_dual_ref_flags(VP9_COMP *cpi) {
2823   const int ref_flags = cpi->ref_frame_flags;
2824
2825   if (vp9_segfeature_active(&cpi->common.seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
2826     return 0;
2827   } else {
2828     return (!!(ref_flags & VP9_GOLD_FLAG) + !!(ref_flags & VP9_LAST_FLAG)
2829         + !!(ref_flags & VP9_ALT_FLAG)) >= 2;
2830   }
2831 }
2832
2833 static void reset_skip_tx_size(VP9_COMMON *cm, TX_SIZE max_tx_size) {
2834   int mi_row, mi_col;
2835   const int mis = cm->mi_stride;
2836   MODE_INFO *mi_ptr = cm->mi;
2837
2838   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; ++mi_row, mi_ptr += mis) {
2839     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; ++mi_col) {
2840       if (mi_ptr[mi_col].src_mi->mbmi.tx_size > max_tx_size)
2841         mi_ptr[mi_col].src_mi->mbmi.tx_size = max_tx_size;
2842     }
2843   }
2844 }
2845
2846 static MV_REFERENCE_FRAME get_frame_type(const VP9_COMP *cpi) {
2847   if (frame_is_intra_only(&cpi->common))
2848     return INTRA_FRAME;
2849   else if (cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && cpi->refresh_golden_frame)
2850     return ALTREF_FRAME;
2851   else if (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)
2852     return GOLDEN_FRAME;
2853   else
2854     return LAST_FRAME;
2855 }
2856
2857 static TX_MODE select_tx_mode(const VP9_COMP *cpi, MACROBLOCKD *const xd) {
2858   if (xd->lossless)
2859     return ONLY_4X4;
2860   if (cpi->common.frame_type == KEY_FRAME &&
2861       cpi->sf.use_nonrd_pick_mode &&
2862       cpi->sf.partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION)
2863     return ALLOW_16X16;
2864   if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL)
2865     return ALLOW_32X32;
2866   else if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_FULL_RD||
2867            cpi->sf.tx_size_search_method == USE_TX_8X8)
2868     return TX_MODE_SELECT;
2869   else
2870     return cpi->common.tx_mode;
2871 }
2872
2873 static void hybrid_intra_mode_search(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *const x,
2874                                      RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
2875                                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2876   if (bsize < BLOCK_16X16)
2877     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, INT64_MAX);
2878   else
2879     vp9_pick_intra_mode(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
2880 }
2881
2882 static void nonrd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi,
2883                                 TileDataEnc *tile_data, MACROBLOCK *const x,
2884                                 int mi_row, int mi_col, RD_COST *rd_cost,
2885                                 BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2886   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2887   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2888   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2889   MB_MODE_INFO *mbmi;
2890   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2891   mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
2892   mbmi->sb_type = bsize;
2893
2894   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled)
2895     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(mbmi->segment_id))
2896       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
2897
2898   if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
2899     hybrid_intra_mode_search(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
2900   else if (vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
2901     set_mode_info_seg_skip(x, cm->tx_mode, rd_cost, bsize);
2902   else if (bsize >= BLOCK_8X8)
2903     vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile_data, mi_row, mi_col,
2904                         rd_cost, bsize, ctx);
2905   else
2906     vp9_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, x, tile_data, mi_row, mi_col,
2907                                rd_cost, bsize, ctx);
2908
2909   duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2910
2911   if (rd_cost->rate == INT_MAX)
2912     vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
2913
2914   ctx->rate = rd_cost->rate;
2915   ctx->dist = rd_cost->dist;
2916 }
2917
2918 static void fill_mode_info_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCK *x,
2919                               int mi_row, int mi_col,
2920                               BLOCK_SIZE bsize,
2921                               PC_TREE *pc_tree) {
2922   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
2923   int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
2924   PARTITION_TYPE partition = pc_tree->partitioning;
2925   BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, partition);
2926
2927   assert(bsize >= BLOCK_8X8);
2928
2929   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
2930     return;
2931
2932   switch (partition) {
2933     case PARTITION_NONE:
2934       set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
2935       *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->none.mic;
2936       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2937       break;
2938     case PARTITION_VERT:
2939       set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
2940       *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->vertical[0].mic;
2941       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
2942
2943       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
2944         set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs);
2945         *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->vertical[1].mic;
2946         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs, subsize);
2947       }
2948       break;
2949     case PARTITION_HORZ:
2950       set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
2951       *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->horizontal[0].mic;
2952       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
2953       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
2954         set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col);
2955         *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->horizontal[1].mic;
2956         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col, subsize);
2957       }
2958       break;
2959     case PARTITION_SPLIT: {
2960       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, subsize, pc_tree->split[0]);
2961       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col + hbs, subsize,
2962                         pc_tree->split[1]);
2963       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col, subsize,
2964                         pc_tree->split[2]);
2965       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
2966                         pc_tree->split[3]);
2967       break;
2968     }
2969     default:
2970       break;
2971   }
2972 }
2973
2974 // Reset the prediction pixel ready flag recursively.
2975 static void pred_pixel_ready_reset(PC_TREE *pc_tree, BLOCK_SIZE bsize) {
2976   pc_tree->none.pred_pixel_ready = 0;
2977   pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 0;
2978   pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 0;
2979   pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 0;
2980   pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 0;
2981
2982   if (bsize > BLOCK_8X8) {
2983     BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2984     int i;
2985     for (i = 0; i < 4; ++i)
2986       pred_pixel_ready_reset(pc_tree->split[i], subsize);
2987   }
2988 }
2989
2990 static void nonrd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2991                                  TileDataEnc *tile_data,
2992                                  TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
2993                                  int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, RD_COST *rd_cost,
2994                                  int do_recon, int64_t best_rd,
2995                                  PC_TREE *pc_tree) {
2996   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
2997   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2998   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2999   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3000   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3001   const int ms = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
3002   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
3003   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
3004   int i;
3005   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
3006   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
3007   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
3008   int do_rect = 1;
3009   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
3010   const int force_horz_split = (mi_row + ms >= cm->mi_rows);
3011   const int force_vert_split = (mi_col + ms >= cm->mi_cols);
3012   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
3013   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
3014
3015   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
3016   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
3017                                bsize >= BLOCK_8X8;
3018   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
3019                                bsize >= BLOCK_8X8;
3020   (void) *tp_orig;
3021
3022   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
3023              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
3024
3025   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
3026   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
3027   best_rdc.rdcost = best_rd;
3028
3029   // Determine partition types in search according to the speed features.
3030   // The threshold set here has to be of square block size.
3031   if (sf->auto_min_max_partition_size) {
3032     partition_none_allowed &= (bsize <= x->max_partition_size &&
3033                                bsize >= x->min_partition_size);
3034     partition_horz_allowed &= ((bsize <= x->max_partition_size &&
3035                                 bsize > x->min_partition_size) ||
3036                                 force_horz_split);
3037     partition_vert_allowed &= ((bsize <= x->max_partition_size &&
3038                                 bsize > x->min_partition_size) ||
3039                                 force_vert_split);
3040     do_split &= bsize > x->min_partition_size;
3041   }
3042   if (sf->use_square_partition_only) {
3043     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
3044     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
3045   }
3046
3047   ctx->pred_pixel_ready = !(partition_vert_allowed ||
3048                             partition_horz_allowed ||
3049                             do_split);
3050
3051   // PARTITION_NONE
3052   if (partition_none_allowed) {
3053     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
3054                         &this_rdc, bsize, ctx);
3055     ctx->mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3056     ctx->skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3057     ctx->skip = x->skip;
3058
3059     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
3060       int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3061       this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
3062       this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
3063                               this_rdc.rate, this_rdc.dist);
3064       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3065         int64_t dist_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_dist_thr;
3066         int64_t rate_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_rate_thr;
3067
3068         dist_breakout_thr >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
3069             b_height_log2_lookup[bsize]);
3070
3071         rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
3072
3073         best_rdc = this_rdc;
3074         if (bsize >= BLOCK_8X8)
3075           pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
3076
3077         if (!x->e_mbd.lossless &&
3078             this_rdc.rate < rate_breakout_thr &&
3079             this_rdc.dist < dist_breakout_thr) {
3080           do_split = 0;
3081           do_rect = 0;
3082         }
3083       }
3084     }
3085   }
3086
3087   // store estimated motion vector
3088   store_pred_mv(x, ctx);
3089
3090   // PARTITION_SPLIT
3091   if (do_split) {
3092     int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3093     sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
3094     sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3095     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3096     for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
3097       const int x_idx = (i & 1) * ms;
3098       const int y_idx = (i >> 1) * ms;
3099
3100       if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
3101         continue;
3102       load_pred_mv(x, ctx);
3103       nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp,
3104                            mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
3105                            subsize, &this_rdc, 0,
3106                            best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
3107
3108       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3109         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3110       } else {
3111         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3112         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3113         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
3114       }
3115     }
3116
3117     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3118       best_rdc = sum_rdc;
3119       pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
3120     } else {
3121       // skip rectangular partition test when larger block size
3122       // gives better rd cost
3123       if (sf->less_rectangular_check)
3124         do_rect &= !partition_none_allowed;
3125     }
3126   }
3127
3128   // PARTITION_HORZ
3129   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
3130     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
3131     if (sf->adaptive_motion_search)
3132       load_pred_mv(x, ctx);
3133     pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3134     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3135                         &pc_tree->horizontal[0]);
3136
3137     pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3138     pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3139     pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3140
3141     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + ms < cm->mi_rows) {
3142       load_pred_mv(x, ctx);
3143       pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3144       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + ms, mi_col,
3145                           &this_rdc, subsize,
3146                           &pc_tree->horizontal[1]);
3147
3148       pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3149       pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3150       pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3151
3152       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3153         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3154       } else {
3155         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3156         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
3157         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3158         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3159         sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
3160                                 sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3161       }
3162     }
3163
3164     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3165       best_rdc = sum_rdc;
3166       pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
3167     } else {
3168       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
3169     }
3170   }
3171
3172   // PARTITION_VERT
3173   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
3174     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
3175     if (sf->adaptive_motion_search)
3176       load_pred_mv(x, ctx);
3177     pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3178     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3179                         &pc_tree->vertical[0]);
3180     pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3181     pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3182     pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3183
3184     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + ms < cm->mi_cols) {
3185       load_pred_mv(x, ctx);
3186       pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3187       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + ms,
3188                           &this_rdc, subsize,
3189                           &pc_tree->vertical[1]);
3190       pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3191       pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3192       pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3193
3194       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3195         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3196       } else {
3197         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3198         sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
3199         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3200         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3201         sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
3202                                 sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3203       }
3204     }
3205
3206     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3207       best_rdc = sum_rdc;
3208       pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
3209     } else {
3210       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
3211     }
3212   }
3213
3214   *rd_cost = best_rdc;
3215
3216   if (best_rdc.rate == INT_MAX) {
3217     vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
3218     return;
3219   }
3220
3221   // update mode info array
3222   fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, bsize, pc_tree);
3223
3224   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX && do_recon) {
3225     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
3226     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3227                  bsize, pc_tree);
3228   }
3229
3230   if (bsize == BLOCK_64X64 && do_recon) {
3231     assert(tp_orig < *tp);
3232     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
3233     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
3234   } else {
3235     assert(tp_orig == *tp);
3236   }
3237 }
3238
3239 static void nonrd_select_partition(VP9_COMP *cpi,
3240                                    ThreadData *td,
3241                                    TileDataEnc *tile_data,
3242                                    MODE_INFO *mi,
3243                                    TOKENEXTRA **tp,
3244                                    int mi_row, int mi_col,
3245                                    BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
3246                                    RD_COST *rd_cost, PC_TREE *pc_tree) {
3247   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3248   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3249   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3250   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3251   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3252   const int mis = cm->mi_stride;
3253   PARTITION_TYPE partition;
3254   BLOCK_SIZE subsize;
3255   RD_COST this_rdc;
3256
3257   vp9_rd_cost_reset(&this_rdc);
3258   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
3259     return;
3260
3261   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0].src_mi->mbmi.sb_type : BLOCK_4X4;
3262   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
3263
3264   if (bsize == BLOCK_32X32 && partition != PARTITION_NONE &&
3265       subsize >= BLOCK_16X16) {
3266     x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
3267     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3268     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize,
3269                          rd_cost, 0, INT64_MAX, pc_tree);
3270   } else if (bsize == BLOCK_16X16 && partition != PARTITION_NONE) {
3271     x->max_partition_size = BLOCK_16X16;
3272     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3273     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize,
3274                          rd_cost, 0, INT64_MAX, pc_tree);
3275   } else {
3276     switch (partition) {
3277       case PARTITION_NONE:
3278         pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
3279         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
3280                             subsize, &pc_tree->none);
3281         pc_tree->none.mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3282         pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3283         pc_tree->none.skip = x->skip;
3284         break;
3285       case PARTITION_VERT:
3286         pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3287         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
3288                             subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3289         pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3290         pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3291         pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3292         if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
3293           pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3294           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs,
3295                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3296           pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3297           pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3298           pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3299           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3300               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3301             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3302             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3303           }
3304         }
3305         break;
3306       case PARTITION_HORZ:
3307         pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3308         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
3309                             subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3310         pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3311         pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3312         pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3313         if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3314           pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3315           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col,
3316                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3317           pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3318           pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3319           pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3320           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3321               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3322             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3323             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3324           }
3325         }
3326         break;
3327       case PARTITION_SPLIT:
3328         subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3329         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3330                                subsize, output_enabled, rd_cost,
3331                                pc_tree->split[0]);
3332         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp,
3333                                mi_row, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3334                                &this_rdc, pc_tree->split[1]);
3335         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3336             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3337           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3338           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3339         }
3340         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
3341                                mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
3342                                &this_rdc, pc_tree->split[2]);
3343         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3344             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3345           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3346           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3347         }
3348         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
3349                                mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
3350                                output_enabled, &this_rdc, pc_tree->split[3]);
3351         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3352             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3353           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3354           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3355         }
3356         break;
3357       default:
3358         assert(0 && "Invalid partition type.");
3359         break;
3360     }
3361   }
3362
3363   if (bsize == BLOCK_64X64 && output_enabled)
3364     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, 1, bsize, pc_tree);
3365 }
3366
3367
3368 static void nonrd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
3369                                 ThreadData *td,
3370                                 TileDataEnc *tile_data,
3371                                 MODE_INFO *mi,
3372                                 TOKENEXTRA **tp,
3373                                 int mi_row, int mi_col,
3374                                 BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
3375                                 RD_COST *dummy_cost, PC_TREE *pc_tree) {
3376   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3377   TileInfo *tile_info = &tile_data->tile_info;
3378   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3379   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3380   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3381   const int mis = cm->mi_stride;
3382   PARTITION_TYPE partition;
3383   BLOCK_SIZE subsize;
3384
3385   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
3386     return;
3387
3388   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0].src_mi->mbmi.sb_type : BLOCK_4X4;
3389   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
3390
3391   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4) {
3392     int ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3393     td->counts->partition[ctx][partition]++;
3394   }
3395
3396   switch (partition) {
3397     case PARTITION_NONE:
3398       pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
3399       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3400                           subsize, &pc_tree->none);
3401       pc_tree->none.mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3402       pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3403       pc_tree->none.skip = x->skip;
3404       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3405                   subsize, &pc_tree->none);
3406       break;
3407     case PARTITION_VERT:
3408       pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3409       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3410                           subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3411       pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3412       pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3413       pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3414       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3415                   subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3416       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
3417         pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3418         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs,
3419                             dummy_cost, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3420         pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3421         pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3422         pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3423         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col + hbs,
3424                     output_enabled, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3425       }
3426       break;
3427     case PARTITION_HORZ:
3428       pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3429       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3430                           subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3431       pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3432       pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3433       pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3434       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3435                   subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3436
3437       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
3438         pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3439         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col,
3440                             dummy_cost, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3441         pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3442         pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3443         pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3444         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row + hbs, mi_col,
3445                     output_enabled, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3446       }
3447       break;
3448     case PARTITION_SPLIT:
3449       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3450       if (bsize == BLOCK_8X8) {
3451         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3452                             subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
3453         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col,
3454                     output_enabled, subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
3455       } else {
3456         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3457                             subsize, output_enabled, dummy_cost,
3458                             pc_tree->split[0]);
3459         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp,
3460                             mi_row, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3461                             dummy_cost, pc_tree->split[1]);
3462         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
3463                             mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
3464                             dummy_cost, pc_tree->split[2]);
3465         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
3466                             mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3467                             dummy_cost, pc_tree->split[3]);
3468       }
3469       break;
3470     default:
3471       assert(0 && "Invalid partition type.");
3472       break;
3473   }
3474
3475   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
3476     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
3477 }
3478
3479 static void encode_nonrd_sb_row(VP9_COMP *cpi,
3480                                 ThreadData *td,
3481                                 TileDataEnc *tile_data,
3482                                 int mi_row,
3483                                 TOKENEXTRA **tp) {
3484   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3485   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3486   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3487   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3488   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3489   int mi_col;
3490
3491   // Initialize the left context for the new SB row
3492   vpx_memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
3493   vpx_memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
3494
3495   // Code each SB in the row
3496   for (mi_col = tile_info->mi_col_start; mi_col < tile_info->mi_col_end;
3497        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
3498     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
3499     RD_COST dummy_rdc;
3500     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
3501     MODE_INFO *mi = cm->mi + idx_str;
3502     PARTITION_SEARCH_TYPE partition_search_type = sf->partition_search_type;
3503     BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
3504     int seg_skip = 0;
3505     x->source_variance = UINT_MAX;
3506     vp9_zero(x->pred_mv);
3507     vp9_rd_cost_init(&dummy_rdc);
3508     x->color_sensitivity[0] = 0;
3509     x->color_sensitivity[1] = 0;
3510
3511     if (seg->enabled) {
3512       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
3513                                                  : cm->last_frame_seg_map;
3514       int segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
3515       seg_skip = vp9_segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
3516       if (seg_skip) {
3517         partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3518       }
3519     }
3520
3521     // Set the partition type of the 64X64 block
3522     switch (partition_search_type) {
3523       case VAR_BASED_PARTITION:
3524         // TODO(jingning, marpan): The mode decision and encoding process
3525         // support both intra and inter sub8x8 block coding for RTC mode.
3526         // Tune the thresholds accordingly to use sub8x8 block coding for
3527         // coding performance improvement.
3528         choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
3529         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3530                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3531         break;
3532       case SOURCE_VAR_BASED_PARTITION:
3533         set_source_var_based_partition(cpi, tile_info, x, mi, mi_row, mi_col);
3534         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3535                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3536         break;
3537       case FIXED_PARTITION:
3538         if (!seg_skip)
3539           bsize = sf->always_this_block_size;
3540         set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
3541         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3542                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3543         break;
3544       case REFERENCE_PARTITION:
3545         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
3546         if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled &&
3547             xd->mi[0].src_mi->mbmi.segment_id) {
3548           x->max_partition_size = BLOCK_64X64;
3549           x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3550           nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col,
3551                                BLOCK_64X64, &dummy_rdc, 1,
3552                                INT64_MAX, td->pc_root);
3553         } else {
3554           choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
3555           nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3556                                  BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3557         }
3558
3559         break;
3560       default:
3561         assert(0);
3562         break;
3563     }
3564   }
3565 }
3566 // end RTC play code
3567
3568 static int set_var_thresh_from_histogram(VP9_COMP *cpi) {
3569   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3570   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3571
3572   const uint8_t *src = cpi->Source->y_buffer;
3573   const uint8_t *last_src = cpi->Last_Source->y_buffer;
3574   const int src_stride = cpi->Source->y_stride;
3575   const int last_stride = cpi->Last_Source->y_stride;
3576
3577   // Pick cutoff threshold
3578   const int cutoff = (MIN(cm->width, cm->height) >= 720) ?
3579       (cm->MBs * VAR_HIST_LARGE_CUT_OFF / 100) :
3580       (cm->MBs * VAR_HIST_SMALL_CUT_OFF / 100);
3581   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int, hist, VAR_HIST_BINS);
3582   diff *var16 = cpi->source_diff_var;
3583
3584   int sum = 0;
3585   int i, j;
3586
3587   vpx_memset(hist, 0, VAR_HIST_BINS * sizeof(hist[0]));
3588
3589   for (i = 0; i < cm->mb_rows; i++) {
3590     for (j = 0; j < cm->mb_cols; j++) {
3591 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3592       if (cm->use_highbitdepth) {
3593         switch (cm->bit_depth) {
3594           case VPX_BITS_8:
3595             vp9_highbd_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3596                                    &var16->sse, &var16->sum);
3597             break;
3598           case VPX_BITS_10:
3599             vp9_highbd_10_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3600                                     &var16->sse, &var16->sum);
3601             break;
3602           case VPX_BITS_12:
3603             vp9_highbd_12_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3604                                       &var16->sse, &var16->sum);
3605             break;
3606           default:
3607             assert(0 && "cm->bit_depth should be VPX_BITS_8, VPX_BITS_10"
3608                    " or VPX_BITS_12");
3609             return -1;
3610         }
3611       } else {
3612         vp9_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3613                         &var16->sse, &var16->sum);
3614       }
3615 #else
3616       vp9_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3617                       &var16->sse, &var16->sum);
3618 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3619       var16->var = var16->sse -
3620           (((uint32_t)var16->sum * var16->sum) >> 8);
3621
3622       if (var16->var >= VAR_HIST_MAX_BG_VAR)
3623         hist[VAR_HIST_BINS - 1]++;
3624       else
3625         hist[var16->var / VAR_HIST_FACTOR]++;
3626
3627       src += 16;
3628       last_src += 16;
3629       var16++;
3630     }
3631
3632     src = src - cm->mb_cols * 16 + 16 * src_stride;
3633     last_src = last_src - cm->mb_cols * 16 + 16 * last_stride;
3634   }
3635
3636   cpi->source_var_thresh = 0;
3637
3638   if (hist[VAR_HIST_BINS - 1] < cutoff) {
3639     for (i = 0; i < VAR_HIST_BINS - 1; i++) {
3640       sum += hist[i];
3641
3642       if (sum > cutoff) {
3643         cpi->source_var_thresh = (i + 1) * VAR_HIST_FACTOR;
3644         return 0;
3645       }
3646     }
3647   }
3648
3649   return sf->search_type_check_frequency;
3650 }
3651
3652 static void source_var_based_partition_search_method(VP9_COMP *cpi) {
3653   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3654   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3655
3656   if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
3657     // For key frame, use SEARCH_PARTITION.
3658     sf->partition_search_type = SEARCH_PARTITION;
3659   } else if (cm->intra_only) {
3660     sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3661   } else {
3662     if (cm->last_width != cm->width || cm->last_height != cm->height) {
3663       if (cpi->source_diff_var)
3664         vpx_free(cpi->source_diff_var);
3665
3666       CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->source_diff_var,
3667                       vpx_calloc(cm->MBs, sizeof(diff)));
3668     }
3669
3670     if (!cpi->frames_till_next_var_check)
3671       cpi->frames_till_next_var_check = set_var_thresh_from_histogram(cpi);
3672
3673     if (cpi->frames_till_next_var_check > 0) {
3674       sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3675       cpi->frames_till_next_var_check--;
3676     }
3677   }
3678 }
3679
3680 static int get_skip_encode_frame(const VP9_COMMON *cm, ThreadData *const td) {
3681   unsigned int intra_count = 0, inter_count = 0;
3682   int j;
3683
3684   for (j = 0; j < INTRA_INTER_CONTEXTS; ++j) {
3685     intra_count += td->counts->intra_inter[j][0];
3686     inter_count += td->counts->intra_inter[j][1];
3687   }
3688
3689   return (intra_count << 2) < inter_count &&
3690          cm->frame_type != KEY_FRAME &&
3691          cm->show_frame;
3692 }
3693
3694 void vp9_init_tile_data(VP9_COMP *cpi) {
3695   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3696   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3697   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
3698   int tile_col, tile_row;
3699   TOKENEXTRA *pre_tok = cpi->tile_tok[0][0];
3700   int tile_tok = 0;
3701
3702   if (cpi->tile_data == NULL) {
3703     CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->tile_data,
3704         vpx_malloc(tile_cols * tile_rows * sizeof(*cpi->tile_data)));
3705     for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
3706       for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
3707         TileDataEnc *tile_data =
3708             &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
3709         int i, j;
3710         for (i = 0; i < BLOCK_SIZES; ++i) {
3711           for (j = 0; j < MAX_MODES; ++j) {
3712             tile_data->thresh_freq_fact[i][j] = 32;
3713             tile_data->mode_map[i][j] = j;
3714           }
3715         }
3716       }
3717   }
3718
3719   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row) {
3720     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
3721       TileInfo *tile_info =
3722           &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col].tile_info;
3723       vp9_tile_init(tile_info, cm, tile_row, tile_col);
3724
3725       cpi->tile_tok[tile_row][tile_col] = pre_tok + tile_tok;
3726       pre_tok = cpi->tile_tok[tile_row][tile_col];
3727       tile_tok = allocated_tokens(*tile_info);
3728     }
3729   }
3730 }
3731
3732 void vp9_encode_tile(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3733                      int tile_row, int tile_col) {
3734   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3735   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3736   TileDataEnc *this_tile =
3737       &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
3738   const TileInfo * const tile_info = &this_tile->tile_info;
3739   TOKENEXTRA *tok = cpi->tile_tok[tile_row][tile_col];
3740   int mi_row;
3741
3742   for (mi_row = tile_info->mi_row_start; mi_row < tile_info->mi_row_end;
3743        mi_row += MI_BLOCK_SIZE) {
3744     if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
3745       encode_nonrd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
3746     else
3747       encode_rd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
3748   }
3749   cpi->tok_count[tile_row][tile_col] =
3750       (unsigned int)(tok - cpi->tile_tok[tile_row][tile_col]);
3751   assert(tok - cpi->tile_tok[tile_row][tile_col] <=
3752       allocated_tokens(*tile_info));
3753 }
3754
3755 static void encode_tiles(VP9_COMP *cpi) {
3756   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3757   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3758   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
3759   int tile_col, tile_row;
3760
3761   vp9_init_tile_data(cpi);
3762
3763   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
3764     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col)
3765       vp9_encode_tile(cpi, &cpi->td, tile_row, tile_col);
3766 }
3767
3768 #if CONFIG_FP_MB_STATS
3769 static int input_fpmb_stats(FIRSTPASS_MB_STATS *firstpass_mb_stats,
3770                             VP9_COMMON *cm, uint8_t **this_frame_mb_stats) {
3771   uint8_t *mb_stats_in = firstpass_mb_stats->mb_stats_start +
3772       cm->current_video_frame * cm->MBs * sizeof(uint8_t);
3773
3774   if (mb_stats_in > firstpass_mb_stats->mb_stats_end)
3775     return EOF;
3776
3777   *this_frame_mb_stats = mb_stats_in;
3778
3779   return 1;
3780 }
3781 #endif
3782
3783 static void encode_frame_internal(VP9_COMP *cpi) {
3784   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3785   RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
3786   ThreadData *const td = &cpi->td;
3787   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3788   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3789   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3790   RD_COUNTS *const rdc = &cpi->td.rd_counts;
3791
3792   xd->mi = cm->mi;
3793   xd->mi[0].src_mi = &xd->mi[0];
3794
3795   vp9_zero(*td->counts);
3796   vp9_zero(rdc->coef_counts);
3797   vp9_zero(rdc->comp_pred_diff);
3798   vp9_zero(rdc->filter_diff);
3799   vp9_zero(rdc->tx_select_diff);
3800   vp9_zero(rd_opt->tx_select_threshes);
3801
3802   xd->lossless = cm->base_qindex == 0 &&
3803                  cm->y_dc_delta_q == 0 &&
3804                  cm->uv_dc_delta_q == 0 &&
3805                  cm->uv_ac_delta_q == 0;
3806
3807 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3808   if (cm->use_highbitdepth)
3809     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_highbd_fwht4x4 : vp9_highbd_fdct4x4;
3810   else
3811     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vp9_fdct4x4;
3812   x->highbd_itxm_add = xd->lossless ? vp9_highbd_iwht4x4_add :
3813                                       vp9_highbd_idct4x4_add;
3814 #else
3815   x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vp9_fdct4x4;
3816 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3817   x->itxm_add = xd->lossless ? vp9_iwht4x4_add : vp9_idct4x4_add;
3818
3819   if (xd->lossless)
3820     x->optimize = 0;
3821
3822   cm->tx_mode = select_tx_mode(cpi, xd);
3823
3824   vp9_frame_init_quantizer(cpi);
3825
3826   vp9_initialize_rd_consts(cpi);
3827   vp9_initialize_me_consts(cpi, x, cm->base_qindex);
3828   init_encode_frame_mb_context(cpi);
3829   cm->use_prev_frame_mvs = !cm->error_resilient_mode &&
3830                            cm->width == cm->last_width &&
3831                            cm->height == cm->last_height &&
3832                            !cm->intra_only &&
3833                            cm->last_show_frame;
3834   // Special case: set prev_mi to NULL when the previous mode info
3835   // context cannot be used.
3836   cm->prev_mi = cm->use_prev_frame_mvs ?
3837                 cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 : NULL;
3838
3839   x->quant_fp = cpi->sf.use_quant_fp;
3840   vp9_zero(x->skip_txfm);
3841   if (sf->use_nonrd_pick_mode) {
3842     // Initialize internal buffer pointers for rtc coding, where non-RD
3843     // mode decision is used and hence no buffer pointer swap needed.
3844     int i;
3845     struct macroblock_plane *const p = x->plane;
3846     struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
3847     PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &cpi->td.pc_root->none;
3848
3849     for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
3850       p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
3851       p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
3852       pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
3853       p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
3854     }
3855     vp9_zero(x->zcoeff_blk);
3856
3857     if (sf->partition_search_type == SOURCE_VAR_BASED_PARTITION)
3858       source_var_based_partition_search_method(cpi);
3859   }
3860
3861   {
3862     struct vpx_usec_timer emr_timer;
3863     vpx_usec_timer_start(&emr_timer);
3864
3865 #if CONFIG_FP_MB_STATS
3866   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
3867     input_fpmb_stats(&cpi->twopass.firstpass_mb_stats, cm,
3868                      &cpi->twopass.this_frame_mb_stats);
3869   }
3870 #endif
3871
3872     // If allowed, encoding tiles in parallel with one thread handling one tile.
3873     if (MIN(cpi->oxcf.max_threads, 1 << cm->log2_tile_cols) > 1)
3874       vp9_encode_tiles_mt(cpi);
3875     else
3876       encode_tiles(cpi);
3877
3878     vpx_usec_timer_mark(&emr_timer);
3879     cpi->time_encode_sb_row += vpx_usec_timer_elapsed(&emr_timer);
3880   }
3881
3882   sf->skip_encode_frame = sf->skip_encode_sb ?
3883       get_skip_encode_frame(cm, td) : 0;
3884
3885 #if 0
3886   // Keep record of the total distortion this time around for future use
3887   cpi->last_frame_distortion = cpi->frame_distortion;
3888 #endif
3889 }
3890
3891 static INTERP_FILTER get_interp_filter(
3892     const int64_t threshes[SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS], int is_alt_ref) {
3893   if (!is_alt_ref &&
3894       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP] &&
3895       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP_SHARP] &&
3896       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
3897     return EIGHTTAP_SMOOTH;
3898   } else if (threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[EIGHTTAP] &&
3899              threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
3900     return EIGHTTAP_SHARP;
3901   } else if (threshes[EIGHTTAP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
3902     return EIGHTTAP;
3903   } else {
3904     return SWITCHABLE;
3905   }
3906 }
3907
3908 void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
3909   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3910
3911   // In the longer term the encoder should be generalized to match the
3912   // decoder such that we allow compound where one of the 3 buffers has a
3913   // different sign bias and that buffer is then the fixed ref. However, this
3914   // requires further work in the rd loop. For now the only supported encoder
3915   // side behavior is where the ALT ref buffer has opposite sign bias to
3916   // the other two.
3917   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
3918     if ((cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
3919              cm->ref_frame_sign_bias[GOLDEN_FRAME]) ||
3920         (cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
3921              cm->ref_frame_sign_bias[LAST_FRAME])) {
3922       cpi->allow_comp_inter_inter = 0;
3923     } else {
3924       cpi->allow_comp_inter_inter = 1;
3925       cm->comp_fixed_ref = ALTREF_FRAME;
3926       cm->comp_var_ref[0] = LAST_FRAME;
3927       cm->comp_var_ref[1] = GOLDEN_FRAME;
3928     }
3929   }
3930
3931   if (cpi->sf.frame_parameter_update) {
3932     int i;
3933     RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
3934     FRAME_COUNTS *counts = cpi->td.counts;
3935     RD_COUNTS *const rdc = &cpi->td.rd_counts;
3936
3937     // This code does a single RD pass over the whole frame assuming
3938     // either compound, single or hybrid prediction as per whatever has
3939     // worked best for that type of frame in the past.
3940     // It also predicts whether another coding mode would have worked
3941     // better that this coding mode. If that is the case, it remembers
3942     // that for subsequent frames.
3943     // It does the same analysis for transform size selection also.
3944     const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
3945     int64_t *const mode_thrs = rd_opt->prediction_type_threshes[frame_type];
3946     int64_t *const filter_thrs = rd_opt->filter_threshes[frame_type];
3947     int *const tx_thrs = rd_opt->tx_select_threshes[frame_type];
3948     const int is_alt_ref = frame_type == ALTREF_FRAME;
3949
3950     /* prediction (compound, single or hybrid) mode selection */
3951     if (is_alt_ref || !cpi->allow_comp_inter_inter)
3952       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3953     else if (mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] &&
3954              mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] >
3955                  mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT] &&
3956              check_dual_ref_flags(cpi) &&
3957              cpi->static_mb_pct == 100)
3958       cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
3959     else if (mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] > mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT])
3960       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3961     else
3962       cm->reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
3963
3964     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE)
3965       cm->interp_filter = get_interp_filter(filter_thrs, is_alt_ref);
3966
3967     encode_frame_internal(cpi);
3968
3969     for (i = 0; i < REFERENCE_MODES; ++i)
3970       mode_thrs[i] = (mode_thrs[i] + rdc->comp_pred_diff[i] / cm->MBs) / 2;
3971
3972     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
3973       filter_thrs[i] = (filter_thrs[i] + rdc->filter_diff[i] / cm->MBs) / 2;
3974
3975     for (i = 0; i < TX_MODES; ++i) {
3976       int64_t pd = rdc->tx_select_diff[i];
3977       if (i == TX_MODE_SELECT)
3978         pd -= RDCOST(cpi->td.mb.rdmult, cpi->td.mb.rddiv, 2048 * (TX_SIZES - 1),
3979                      0);
3980       tx_thrs[i] = (tx_thrs[i] + (int)(pd / cm->MBs)) / 2;
3981     }
3982
3983     if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
3984       int single_count_zero = 0;
3985       int comp_count_zero = 0;
3986
3987       for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++) {
3988         single_count_zero += counts->comp_inter[i][0];
3989         comp_count_zero += counts->comp_inter[i][1];
3990       }
3991
3992       if (comp_count_zero == 0) {
3993         cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3994         vp9_zero(counts->comp_inter);
3995       } else if (single_count_zero == 0) {
3996         cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
3997         vp9_zero(counts->comp_inter);
3998       }
3999     }
4000
4001     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
4002       int count4x4 = 0;
4003       int count8x8_lp = 0, count8x8_8x8p = 0;
4004       int count16x16_16x16p = 0, count16x16_lp = 0;
4005       int count32x32 = 0;
4006
4007       for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; ++i) {
4008         count4x4 += counts->tx.p32x32[i][TX_4X4];
4009         count4x4 += counts->tx.p16x16[i][TX_4X4];
4010         count4x4 += counts->tx.p8x8[i][TX_4X4];
4011
4012         count8x8_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_8X8];
4013         count8x8_lp += counts->tx.p16x16[i][TX_8X8];
4014         count8x8_8x8p += counts->tx.p8x8[i][TX_8X8];
4015
4016         count16x16_16x16p += counts->tx.p16x16[i][TX_16X16];
4017         count16x16_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_16X16];
4018         count32x32 += counts->tx.p32x32[i][TX_32X32];
4019       }
4020       if (count4x4 == 0 && count16x16_lp == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
4021           count32x32 == 0) {
4022         cm->tx_mode = ALLOW_8X8;
4023         reset_skip_tx_size(cm, TX_8X8);
4024       } else if (count8x8_8x8p == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
4025                  count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count32x32 == 0) {
4026         cm->tx_mode = ONLY_4X4;
4027         reset_skip_tx_size(cm, TX_4X4);
4028       } else if (count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count4x4 == 0) {
4029         cm->tx_mode = ALLOW_32X32;
4030       } else if (count32x32 == 0 && count8x8_lp == 0 && count4x4 == 0) {
4031         cm->tx_mode = ALLOW_16X16;
4032         reset_skip_tx_size(cm, TX_16X16);
4033       }
4034     }
4035   } else {
4036     cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4037     encode_frame_internal(cpi);
4038   }
4039 }
4040
4041 static void sum_intra_stats(FRAME_COUNTS *counts, const MODE_INFO *mi) {
4042   const PREDICTION_MODE y_mode = mi->mbmi.mode;
4043   const PREDICTION_MODE uv_mode = mi->mbmi.uv_mode;
4044   const BLOCK_SIZE bsize = mi->mbmi.sb_type;
4045
4046   if (bsize < BLOCK_8X8) {
4047     int idx, idy;
4048     const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
4049     const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
4050     for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h)
4051       for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w)
4052         ++counts->y_mode[0][mi->bmi[idy * 2 + idx].as_mode];
4053   } else {
4054     ++counts->y_mode[size_group_lookup[bsize]][y_mode];
4055   }
4056
4057   ++counts->uv_mode[y_mode][uv_mode];
4058 }
4059
4060 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
4061                               TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
4062                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
4063                               PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
4064   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4065   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4066   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4067   MODE_INFO *mi_8x8 = xd->mi;
4068   MODE_INFO *mi = mi_8x8;
4069   MB_MODE_INFO *mbmi = &mi->mbmi;
4070   const int seg_skip = vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id,
4071                                              SEG_LVL_SKIP);
4072   const int mis = cm->mi_stride;
4073   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
4074   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
4075
4076   x->skip_recode = !x->select_tx_size && mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
4077                    cpi->oxcf.aq_mode != COMPLEXITY_AQ &&
4078                    cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ &&
4079                    cpi->sf.allow_skip_recode;
4080
4081   if (!x->skip_recode && !cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
4082     vpx_memset(x->skip_txfm, 0, sizeof(x->skip_txfm));
4083
4084   x->skip_optimize = ctx->is_coded;
4085   ctx->is_coded = 1;
4086   x->use_lp32x32fdct = cpi->sf.use_lp32x32fdct;
4087   x->skip_encode = (!output_enabled && cpi->sf.skip_encode_frame &&
4088                     x->q_index < QIDX_SKIP_THRESH);
4089
4090   if (x->skip_encode)
4091     return;
4092
4093   set_ref_ptrs(cm, xd, mbmi->ref_frame[0], mbmi->ref_frame[1]);
4094
4095   if (!is_inter_block(mbmi)) {
4096     int plane;
4097     mbmi->skip = 1;
4098     for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane)
4099       vp9_encode_intra_block_plane(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8), plane);
4100     if (output_enabled)
4101       sum_intra_stats(td->counts, mi);
4102     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4103   } else {
4104     int ref;
4105     const int is_compound = has_second_ref(mbmi);
4106     for (ref = 0; ref < 1 + is_compound; ++ref) {
4107       YV12_BUFFER_CONFIG *cfg = get_ref_frame_buffer(cpi,
4108                                                      mbmi->ref_frame[ref]);
4109       assert(cfg != NULL);
4110       vp9_setup_pre_planes(xd, ref, cfg, mi_row, mi_col,
4111                            &xd->block_refs[ref]->sf);
4112     }
4113     if (!(cpi->sf.reuse_inter_pred_sby && ctx->pred_pixel_ready) || seg_skip)
4114       vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4115
4116     vp9_build_inter_predictors_sbuv(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4117
4118     vp9_encode_sb(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4119     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4120   }
4121
4122   if (output_enabled) {
4123     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT &&
4124         mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8  &&
4125         !(is_inter_block(mbmi) && (mbmi->skip || seg_skip))) {
4126       ++get_tx_counts(max_txsize_lookup[bsize], vp9_get_tx_size_context(xd),
4127                       &td->counts->tx)[mbmi->tx_size];
4128     } else {
4129       int x, y;
4130       TX_SIZE tx_size;
4131       // The new intra coding scheme requires no change of transform size
4132       if (is_inter_block(&mi->mbmi)) {
4133         tx_size = MIN(tx_mode_to_biggest_tx_size[cm->tx_mode],
4134                       max_txsize_lookup[bsize]);
4135       } else {
4136         tx_size = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mbmi->tx_size : TX_4X4;
4137       }
4138
4139       for (y = 0; y < mi_height; y++)
4140         for (x = 0; x < mi_width; x++)
4141           if (mi_col + x < cm->mi_cols && mi_row + y < cm->mi_rows)
4142             mi_8x8[mis * y + x].src_mi->mbmi.tx_size = tx_size;
4143     }
4144     ++td->counts->tx.tx_totals[mbmi->tx_size];
4145     ++td->counts->tx.tx_totals[get_uv_tx_size(mbmi, &xd->plane[1])];
4146   }
4147 }