granicus.if.org Git - libvpx/blob - vp9/encoder/vp9_encodeframe.c

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2010 The WebM project authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  *  Use of this source code is governed by a BSD-style license
   5  *  that can be found in the LICENSE file in the root of the source
   6  *  tree. An additional intellectual property rights grant can be found
   7  *  in the file PATENTS.  All contributing project authors may
   8  *  be found in the AUTHORS file in the root of the source tree.
   9  */
  10
  11 #include <limits.h>
  12 #include <math.h>
  13 #include <stdio.h>
  14
  15 #include "./vp9_rtcd.h"
  16 #include "./vpx_dsp_rtcd.h"
  17 #include "./vpx_config.h"
  18
  19 #include "vpx_dsp/vpx_dsp_common.h"
  20 #include "vpx_ports/mem.h"
  21 #include "vpx_ports/vpx_timer.h"
  22 #include "vpx_ports/system_state.h"
  23
  24 #include "vp9/common/vp9_common.h"
  25 #include "vp9/common/vp9_entropy.h"
  26 #include "vp9/common/vp9_entropymode.h"
  27 #include "vp9/common/vp9_idct.h"
  28 #include "vp9/common/vp9_mvref_common.h"
  29 #include "vp9/common/vp9_pred_common.h"
  30 #include "vp9/common/vp9_quant_common.h"
  31 #include "vp9/common/vp9_reconintra.h"
  32 #include "vp9/common/vp9_reconinter.h"
  33 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
  34 #include "vp9/common/vp9_tile_common.h"
  35
  36 #include "vp9/encoder/vp9_aq_360.h"
  37 #include "vp9/encoder/vp9_aq_complexity.h"
  38 #include "vp9/encoder/vp9_aq_cyclicrefresh.h"
  39 #include "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
  40 #include "vp9/encoder/vp9_encodeframe.h"
  41 #include "vp9/encoder/vp9_encodemb.h"
  42 #include "vp9/encoder/vp9_encodemv.h"
  43 #include "vp9/encoder/vp9_ethread.h"
  44 #include "vp9/encoder/vp9_extend.h"
  45 #include "vp9/encoder/vp9_pickmode.h"
  46 #include "vp9/encoder/vp9_rd.h"
  47 #include "vp9/encoder/vp9_rdopt.h"
  48 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  49 #include "vp9/encoder/vp9_tokenize.h"
  50
  51 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData * td,
  52                               TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
  53                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
  54                               PICK_MODE_CONTEXT *ctx);
  55
  56 // This is used as a reference when computing the source variance for the
  57 //  purposes of activity masking.
  58 // Eventually this should be replaced by custom no-reference routines,
  59 //  which will be faster.
  60 static const uint8_t VP9_VAR_OFFS[64] = {
  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     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  66     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  67     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  68     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  69 };
  70
  71 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
  72 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_8[64] = {
  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     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  78     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  79     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  80     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  81 };
  82
  83 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_10[64] = {
  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     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  89     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  90     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  91     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4
  92 };
  93
  94 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_12[64] = {
  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     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
 100     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
 101     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
 102     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16
 103 };
 104 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 105
 106 unsigned int vp9_get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi,
 107                                            const struct buf_2d *ref,
 108                                            BLOCK_SIZE bs) {
 109   unsigned int sse;
 110   const unsigned int var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 111                                               VP9_VAR_OFFS, 0, &sse);
 112   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 113 }
 114
 115 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 116 unsigned int vp9_high_get_sby_perpixel_variance(
 117     VP9_COMP *cpi, const struct buf_2d *ref, BLOCK_SIZE bs, int bd) {
 118   unsigned int var, sse;
 119   switch (bd) {
 120     case 10:
 121       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 122                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10),
 123                                0, &sse);
 124       break;
 125     case 12:
 126       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 127                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12),
 128                                0, &sse);
 129       break;
 130     case 8:
 131     default:
 132       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 133                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8),
 134                                0, &sse);
 135       break;
 136   }
 137   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 138 }
 139 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 140
 141 static unsigned int get_sby_perpixel_diff_variance(VP9_COMP *cpi,
 142                                                    const struct buf_2d *ref,
 143                                                    int mi_row, int mi_col,
 144                                                    BLOCK_SIZE bs) {
 145   unsigned int sse, var;
 146   uint8_t *last_y;
 147   const YV12_BUFFER_CONFIG *last = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 148
 149   assert(last != NULL);
 150   last_y =
 151       &last->y_buffer[mi_row * MI_SIZE * last->y_stride + mi_col * MI_SIZE];
 152   var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride, last_y, last->y_stride, &sse);
 153   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 154 }
 155
 156 static BLOCK_SIZE get_rd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
 157                                                    int mi_row,
 158                                                    int mi_col) {
 159   unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &x->plane[0].src,
 160                                                     mi_row, mi_col,
 161                                                     BLOCK_64X64);
 162   if (var < 8)
 163     return BLOCK_64X64;
 164   else if (var < 128)
 165     return BLOCK_32X32;
 166   else if (var < 2048)
 167     return BLOCK_16X16;
 168   else
 169     return BLOCK_8X8;
 170 }
 171
 172 // Lighter version of set_offsets that only sets the mode info
 173 // pointers.
 174 static INLINE void set_mode_info_offsets(VP9_COMMON *const cm,
 175                                          MACROBLOCK *const x,
 176                                          MACROBLOCKD *const xd,
 177                                          int mi_row,
 178                                          int mi_col) {
 179   const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
 180   xd->mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
 181   xd->mi[0] = cm->mi + idx_str;
 182   x->mbmi_ext = x->mbmi_ext_base + (mi_row * cm->mi_cols + mi_col);
 183 }
 184
 185 static void set_offsets(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 186                         MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
 187                         BLOCK_SIZE bsize) {
 188   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 189   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 190   MODE_INFO *mi;
 191   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 192   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 193   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 194
 195   set_skip_context(xd, mi_row, mi_col);
 196
 197   set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
 198
 199   mi = xd->mi[0];
 200
 201   // Set up destination pointers.
 202   vp9_setup_dst_planes(xd->plane, get_frame_new_buffer(cm), mi_row, mi_col);
 203
 204   // Set up limit values for MV components.
 205   // Mv beyond the range do not produce new/different prediction block.
 206   x->mv_row_min = -(((mi_row + mi_height) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 207   x->mv_col_min = -(((mi_col + mi_width) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 208   x->mv_row_max = (cm->mi_rows - mi_row) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 209   x->mv_col_max = (cm->mi_cols - mi_col) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 210
 211   // Set up distance of MB to edge of frame in 1/8th pel units.
 212   assert(!(mi_col & (mi_width - 1)) && !(mi_row & (mi_height - 1)));
 213   set_mi_row_col(xd, tile, mi_row, mi_height, mi_col, mi_width,
 214                  cm->mi_rows, cm->mi_cols);
 215
 216   // Set up source buffers.
 217   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
 218
 219   // R/D setup.
 220   x->rddiv = cpi->rd.RDDIV;
 221   x->rdmult = cpi->rd.RDMULT;
 222
 223   // Setup segment ID.
 224   if (seg->enabled) {
 225     if (cpi->oxcf.aq_mode != VARIANCE_AQ &&
 226         cpi->oxcf.aq_mode != EQUATOR360_AQ) {
 227       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
 228                                                  : cm->last_frame_seg_map;
 229       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 230     }
 231     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 232
 233     x->encode_breakout = cpi->segment_encode_breakout[mi->segment_id];
 234   } else {
 235     mi->segment_id = 0;
 236     x->encode_breakout = cpi->encode_breakout;
 237   }
 238
 239   // required by vp9_append_sub8x8_mvs_for_idx() and vp9_find_best_ref_mvs()
 240   xd->tile = *tile;
 241 }
 242
 243 static void duplicate_mode_info_in_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
 244                                       int mi_row, int mi_col,
 245                                       BLOCK_SIZE bsize) {
 246   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 247   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 248   int i, j;
 249   for (j = 0; j < block_height; ++j)
 250     for (i = 0; i < block_width; ++i) {
 251       if (mi_row + j < cm->mi_rows && mi_col + i < cm->mi_cols)
 252         xd->mi[j * xd->mi_stride + i] = xd->mi[0];
 253     }
 254 }
 255
 256 static void set_block_size(VP9_COMP * const cpi,
 257                            MACROBLOCK *const x,
 258                            MACROBLOCKD *const xd,
 259                            int mi_row, int mi_col,
 260                            BLOCK_SIZE bsize) {
 261   if (cpi->common.mi_cols > mi_col && cpi->common.mi_rows > mi_row) {
 262     set_mode_info_offsets(&cpi->common, x, xd, mi_row, mi_col);
 263     xd->mi[0]->sb_type = bsize;
 264   }
 265 }
 266
 267 typedef struct {
 268   int64_t sum_square_error;
 269   int64_t sum_error;
 270   int log2_count;
 271   int variance;
 272 } var;
 273
 274 typedef struct {
 275   var none;
 276   var horz[2];
 277   var vert[2];
 278 } partition_variance;
 279
 280 typedef struct {
 281   partition_variance part_variances;
 282   var split[4];
 283 } v4x4;
 284
 285 typedef struct {
 286   partition_variance part_variances;
 287   v4x4 split[4];
 288 } v8x8;
 289
 290 typedef struct {
 291   partition_variance part_variances;
 292   v8x8 split[4];
 293 } v16x16;
 294
 295 typedef struct {
 296   partition_variance part_variances;
 297   v16x16 split[4];
 298 } v32x32;
 299
 300 typedef struct {
 301   partition_variance part_variances;
 302   v32x32 split[4];
 303 } v64x64;
 304
 305 typedef struct {
 306   partition_variance *part_variances;
 307   var *split[4];
 308 } variance_node;
 309
 310 typedef enum {
 311   V16X16,
 312   V32X32,
 313   V64X64,
 314 } TREE_LEVEL;
 315
 316 static void tree_to_node(void *data, BLOCK_SIZE bsize, variance_node *node) {
 317   int i;
 318   node->part_variances = NULL;
 319   switch (bsize) {
 320     case BLOCK_64X64: {
 321       v64x64 *vt = (v64x64 *) data;
 322       node->part_variances = &vt->part_variances;
 323       for (i = 0; i < 4; i++)
 324         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 325       break;
 326     }
 327     case BLOCK_32X32: {
 328       v32x32 *vt = (v32x32 *) data;
 329       node->part_variances = &vt->part_variances;
 330       for (i = 0; i < 4; i++)
 331         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 332       break;
 333     }
 334     case BLOCK_16X16: {
 335       v16x16 *vt = (v16x16 *) data;
 336       node->part_variances = &vt->part_variances;
 337       for (i = 0; i < 4; i++)
 338         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 339       break;
 340     }
 341     case BLOCK_8X8: {
 342       v8x8 *vt = (v8x8 *) data;
 343       node->part_variances = &vt->part_variances;
 344       for (i = 0; i < 4; i++)
 345         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 346       break;
 347     }
 348     case BLOCK_4X4: {
 349       v4x4 *vt = (v4x4 *) data;
 350       node->part_variances = &vt->part_variances;
 351       for (i = 0; i < 4; i++)
 352         node->split[i] = &vt->split[i];
 353       break;
 354     }
 355     default: {
 356       assert(0);
 357       break;
 358     }
 359   }
 360 }
 361
 362 // Set variance values given sum square error, sum error, count.
 363 static void fill_variance(int64_t s2, int64_t s, int c, var *v) {
 364   v->sum_square_error = s2;
 365   v->sum_error = s;
 366   v->log2_count = c;
 367 }
 368
 369 static void get_variance(var *v) {
 370   v->variance = (int)(256 * (v->sum_square_error -
 371       ((v->sum_error * v->sum_error) >> v->log2_count)) >> v->log2_count);
 372 }
 373
 374 static void sum_2_variances(const var *a, const var *b, var *r) {
 375   assert(a->log2_count == b->log2_count);
 376   fill_variance(a->sum_square_error + b->sum_square_error,
 377                 a->sum_error + b->sum_error, a->log2_count + 1, r);
 378 }
 379
 380 static void fill_variance_tree(void *data, BLOCK_SIZE bsize) {
 381   variance_node node;
 382   memset(&node, 0, sizeof(node));
 383   tree_to_node(data, bsize, &node);
 384   sum_2_variances(node.split[0], node.split[1], &node.part_variances->horz[0]);
 385   sum_2_variances(node.split[2], node.split[3], &node.part_variances->horz[1]);
 386   sum_2_variances(node.split[0], node.split[2], &node.part_variances->vert[0]);
 387   sum_2_variances(node.split[1], node.split[3], &node.part_variances->vert[1]);
 388   sum_2_variances(&node.part_variances->vert[0], &node.part_variances->vert[1],
 389                   &node.part_variances->none);
 390 }
 391
 392 static int set_vt_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 393                                MACROBLOCK *const x,
 394                                MACROBLOCKD *const xd,
 395                                void *data,
 396                                BLOCK_SIZE bsize,
 397                                int mi_row,
 398                                int mi_col,
 399                                int64_t threshold,
 400                                BLOCK_SIZE bsize_min,
 401                                int force_split) {
 402   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 403   variance_node vt;
 404   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 405   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 406
 407   assert(block_height == block_width);
 408   tree_to_node(data, bsize, &vt);
 409
 410   if (force_split == 1)
 411     return 0;
 412
 413   // For bsize=bsize_min (16x16/8x8 for 8x8/4x4 downsampling), select if
 414   // variance is below threshold, otherwise split will be selected.
 415   // No check for vert/horiz split as too few samples for variance.
 416   if (bsize == bsize_min) {
 417     // Variance already computed to set the force_split.
 418     if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
 419       get_variance(&vt.part_variances->none);
 420     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 421         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 422         vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 423       set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 424       return 1;
 425     }
 426     return 0;
 427   } else if (bsize > bsize_min) {
 428     // Variance already computed to set the force_split.
 429     if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
 430       get_variance(&vt.part_variances->none);
 431     // For key frame: take split for bsize above 32X32 or very high variance.
 432     if (cm->frame_type == KEY_FRAME &&
 433         (bsize > BLOCK_32X32 ||
 434         vt.part_variances->none.variance > (threshold << 4))) {
 435       return 0;
 436     }
 437     // If variance is low, take the bsize (no split).
 438     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 439         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 440         vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 441       set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 442       return 1;
 443     }
 444
 445     // Check vertical split.
 446     if (mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows) {
 447       BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
 448       get_variance(&vt.part_variances->vert[0]);
 449       get_variance(&vt.part_variances->vert[1]);
 450       if (vt.part_variances->vert[0].variance < threshold &&
 451           vt.part_variances->vert[1].variance < threshold &&
 452           get_plane_block_size(subsize, &xd->plane[1]) < BLOCK_INVALID) {
 453         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 454         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col + block_width / 2, subsize);
 455         return 1;
 456       }
 457     }
 458     // Check horizontal split.
 459     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols) {
 460       BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
 461       get_variance(&vt.part_variances->horz[0]);
 462       get_variance(&vt.part_variances->horz[1]);
 463       if (vt.part_variances->horz[0].variance < threshold &&
 464           vt.part_variances->horz[1].variance < threshold &&
 465           get_plane_block_size(subsize, &xd->plane[1]) < BLOCK_INVALID) {
 466         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 467         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row + block_height / 2, mi_col, subsize);
 468         return 1;
 469       }
 470     }
 471
 472     return 0;
 473   }
 474   return 0;
 475 }
 476
 477 // Set the variance split thresholds for following the block sizes:
 478 // 0 - threshold_64x64, 1 - threshold_32x32, 2 - threshold_16x16,
 479 // 3 - vbp_threshold_8x8. vbp_threshold_8x8 (to split to 4x4 partition) is
 480 // currently only used on key frame.
 481 static void set_vbp_thresholds(VP9_COMP *cpi, int64_t thresholds[], int q) {
 482   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 483   const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 484   const int threshold_multiplier = is_key_frame ? 20 : 1;
 485   int64_t threshold_base = (int64_t)(threshold_multiplier *
 486       cpi->y_dequant[q][1]);
 487   if (is_key_frame) {
 488     thresholds[0] = threshold_base;
 489     thresholds[1] = threshold_base >> 2;
 490     thresholds[2] = threshold_base >> 2;
 491     thresholds[3] = threshold_base << 2;
 492   } else {
 493     // Increase base variance threshold based on  estimated noise level.
 494     if (cpi->noise_estimate.enabled) {
 495       NOISE_LEVEL noise_level = vp9_noise_estimate_extract_level(
 496           &cpi->noise_estimate);
 497       if (noise_level == kHigh)
 498         threshold_base = 3 * threshold_base;
 499       else if (noise_level == kMedium)
 500         threshold_base = threshold_base << 1;
 501       else if (noise_level < kLow)
 502         threshold_base = (7 * threshold_base) >> 3;
 503     }
 504     if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288) {
 505       thresholds[0] = threshold_base >> 3;
 506       thresholds[1] = threshold_base >> 1;
 507       thresholds[2] = threshold_base << 3;
 508     } else {
 509       thresholds[0] = threshold_base;
 510       thresholds[1] = (5 * threshold_base) >> 2;
 511       if (cm->width >= 1920 && cm->height >= 1080)
 512         thresholds[1] = (7 * threshold_base) >> 2;
 513       thresholds[2] = threshold_base << cpi->oxcf.speed;
 514     }
 515   }
 516 }
 517
 518 void vp9_set_variance_partition_thresholds(VP9_COMP *cpi, int q) {
 519   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 520   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
 521   const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 522   if (sf->partition_search_type != VAR_BASED_PARTITION &&
 523       sf->partition_search_type != REFERENCE_PARTITION) {
 524     return;
 525   } else {
 526     set_vbp_thresholds(cpi, cpi->vbp_thresholds, q);
 527     // The thresholds below are not changed locally.
 528     if (is_key_frame) {
 529       cpi->vbp_threshold_sad = 0;
 530       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_8X8;
 531     } else {
 532       if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288)
 533         cpi->vbp_threshold_sad = 10;
 534       else
 535         cpi->vbp_threshold_sad = (cpi->y_dequant[q][1] << 1) > 1000 ?
 536             (cpi->y_dequant[q][1] << 1) : 1000;
 537       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_16X16;
 538     }
 539     cpi->vbp_threshold_minmax = 15 + (q >> 3);
 540   }
 541 }
 542
 543 // Compute the minmax over the 8x8 subblocks.
 544 static int compute_minmax_8x8(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 545                               int dp, int x16_idx, int y16_idx,
 546 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 547                               int highbd_flag,
 548 #endif
 549                               int pixels_wide,
 550                               int pixels_high) {
 551   int k;
 552   int minmax_max = 0;
 553   int minmax_min = 255;
 554   // Loop over the 4 8x8 subblocks.
 555   for (k = 0; k < 4; k++) {
 556     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 557     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 558     int min = 0;
 559     int max = 0;
 560     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 561 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 562       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 563         vpx_highbd_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp,
 564                               d + y8_idx * dp + x8_idx, dp,
 565                               &min, &max);
 566       } else {
 567         vpx_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp,
 568                        d + y8_idx * dp + x8_idx, dp,
 569                        &min, &max);
 570       }
 571 #else
 572       vpx_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp,
 573                      d + y8_idx * dp + x8_idx, dp,
 574                      &min, &max);
 575 #endif
 576       if ((max - min) > minmax_max)
 577         minmax_max = (max - min);
 578       if ((max - min) < minmax_min)
 579         minmax_min = (max - min);
 580     }
 581   }
 582   return (minmax_max - minmax_min);
 583 }
 584
 585 static void fill_variance_4x4avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 586                                  int dp, int x8_idx, int y8_idx, v8x8 *vst,
 587 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 588                                  int highbd_flag,
 589 #endif
 590                                  int pixels_wide,
 591                                  int pixels_high,
 592                                  int is_key_frame) {
 593   int k;
 594   for (k = 0; k < 4; k++) {
 595     int x4_idx = x8_idx + ((k & 1) << 2);
 596     int y4_idx = y8_idx + ((k >> 1) << 2);
 597     unsigned int sse = 0;
 598     int sum = 0;
 599     if (x4_idx < pixels_wide && y4_idx < pixels_high) {
 600       int s_avg;
 601       int d_avg = 128;
 602 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 603       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 604         s_avg = vpx_highbd_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 605         if (!is_key_frame)
 606           d_avg = vpx_highbd_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 607       } else {
 608         s_avg = vpx_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 609         if (!is_key_frame)
 610           d_avg = vpx_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 611       }
 612 #else
 613       s_avg = vpx_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 614       if (!is_key_frame)
 615         d_avg = vpx_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 616 #endif
 617       sum = s_avg - d_avg;
 618       sse = sum * sum;
 619     }
 620     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 621   }
 622 }
 623
 624 static void fill_variance_8x8avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 625                                  int dp, int x16_idx, int y16_idx, v16x16 *vst,
 626 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 627                                  int highbd_flag,
 628 #endif
 629                                  int pixels_wide,
 630                                  int pixels_high,
 631                                  int is_key_frame) {
 632   int k;
 633   for (k = 0; k < 4; k++) {
 634     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 635     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 636     unsigned int sse = 0;
 637     int sum = 0;
 638     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 639       int s_avg;
 640       int d_avg = 128;
 641 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 642       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 643         s_avg = vpx_highbd_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 644         if (!is_key_frame)
 645           d_avg = vpx_highbd_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 646       } else {
 647         s_avg = vpx_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 648         if (!is_key_frame)
 649           d_avg = vpx_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 650       }
 651 #else
 652       s_avg = vpx_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 653       if (!is_key_frame)
 654         d_avg = vpx_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 655 #endif
 656       sum = s_avg - d_avg;
 657       sse = sum * sum;
 658     }
 659     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 660   }
 661 }
 662
 663 // This function chooses partitioning based on the variance between source and
 664 // reconstructed last, where variance is computed for down-sampled inputs.
 665 static int choose_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 666                                 const TileInfo *const tile,
 667                                 MACROBLOCK *x,
 668                                 int mi_row, int mi_col) {
 669   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 670   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
 671   int i, j, k, m;
 672   v64x64 vt;
 673   v16x16 vt2[16];
 674   int force_split[21];
 675   int avg_32x32;
 676   int avg_16x16[4];
 677   uint8_t *s;
 678   const uint8_t *d;
 679   int sp;
 680   int dp;
 681   int pixels_wide = 64, pixels_high = 64;
 682   int64_t thresholds[4] = {cpi->vbp_thresholds[0], cpi->vbp_thresholds[1],
 683       cpi->vbp_thresholds[2], cpi->vbp_thresholds[3]};
 684
 685   // For the variance computation under SVC mode, we treat the frame as key if
 686   // the reference (base layer frame) is key frame (i.e., is_key_frame == 1).
 687   const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
 688       (is_one_pass_cbr_svc(cpi) &&
 689       cpi->svc.layer_context[cpi->svc.temporal_layer_id].is_key_frame));
 690   // Always use 4x4 partition for key frame.
 691   const int use_4x4_partition = cm->frame_type == KEY_FRAME;
 692   const int low_res = (cm->width <= 352 && cm->height <= 288);
 693   int variance4x4downsample[16];
 694
 695   int segment_id = CR_SEGMENT_ID_BASE;
 696   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled) {
 697     const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map :
 698                                                     cm->last_frame_seg_map;
 699     segment_id = get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
 700
 701     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
 702       int q = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id, cm->base_qindex);
 703       set_vbp_thresholds(cpi, thresholds, q);
 704     }
 705   }
 706
 707   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 708
 709   if (xd->mb_to_right_edge < 0)
 710     pixels_wide += (xd->mb_to_right_edge >> 3);
 711   if (xd->mb_to_bottom_edge < 0)
 712     pixels_high += (xd->mb_to_bottom_edge >> 3);
 713
 714   s = x->plane[0].src.buf;
 715   sp = x->plane[0].src.stride;
 716
 717   // Index for force_split: 0 for 64x64, 1-4 for 32x32 blocks,
 718   // 5-20 for the 16x16 blocks.
 719   force_split[0] = 0;
 720
 721   if (!is_key_frame) {
 722     // In the case of spatial/temporal scalable coding, the assumption here is
 723     // that the temporal reference frame will always be of type LAST_FRAME.
 724     // TODO(marpan): If that assumption is broken, we need to revisit this code.
 725     MODE_INFO *mi = xd->mi[0];
 726     unsigned int uv_sad;
 727     const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 728
 729     const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12_g = NULL;
 730     unsigned int y_sad, y_sad_g;
 731     const BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_32X32
 732         + (mi_col + 4 < cm->mi_cols) * 2 + (mi_row + 4 < cm->mi_rows);
 733
 734     assert(yv12 != NULL);
 735
 736     if (!(is_one_pass_cbr_svc(cpi) && cpi->svc.spatial_layer_id)) {
 737       // For now, GOLDEN will not be used for non-zero spatial layers, since
 738       // it may not be a temporal reference.
 739       yv12_g = get_ref_frame_buffer(cpi, GOLDEN_FRAME);
 740     }
 741
 742     if (yv12_g && yv12_g != yv12 &&
 743        (cpi->ref_frame_flags & VP9_GOLD_FLAG)) {
 744       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
 745                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
 746       y_sad_g = cpi->fn_ptr[bsize].sdf(x->plane[0].src.buf,
 747                                        x->plane[0].src.stride,
 748                                        xd->plane[0].pre[0].buf,
 749                                        xd->plane[0].pre[0].stride);
 750     } else {
 751       y_sad_g = UINT_MAX;
 752     }
 753
 754     vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
 755                          &cm->frame_refs[LAST_FRAME - 1].sf);
 756     mi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
 757     mi->ref_frame[1] = NONE;
 758     mi->sb_type = BLOCK_64X64;
 759     mi->mv[0].as_int = 0;
 760     mi->interp_filter = BILINEAR;
 761
 762     y_sad = vp9_int_pro_motion_estimation(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col);
 763     if (y_sad_g < y_sad) {
 764       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
 765                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
 766       mi->ref_frame[0] = GOLDEN_FRAME;
 767       mi->mv[0].as_int = 0;
 768       y_sad = y_sad_g;
 769     } else {
 770       x->pred_mv[LAST_FRAME] = mi->mv[0].as_mv;
 771     }
 772
 773     vp9_build_inter_predictors_sb(xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 774
 775     // Check if most of the superblock is skin content, and if so, force split
 776     // to 32x32. Avoid checking superblocks on/near boundary and avoid low
 777     // resolutons for now.
 778     // Note superblock may still pick 64X64 if y_sad is very small
 779     // (i.e., y_sad < cpi->vbp_threshold_sad) below. For now leave this as is.
 780     x->sb_is_skin = 0;
 781 #if !CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 782     if (cpi->use_skin_detection && !low_res && (mi_col >= 8 &&
 783         mi_col + 8 < cm->mi_cols && mi_row >= 8 && mi_row + 8 < cm->mi_rows)) {
 784       int num_16x16_skin = 0;
 785       int num_16x16_nonskin = 0;
 786       uint8_t *ysignal = x->plane[0].src.buf;
 787       uint8_t *usignal = x->plane[1].src.buf;
 788       uint8_t *vsignal = x->plane[2].src.buf;
 789       int spuv = x->plane[1].src.stride;
 790       for (i = 0; i < 4; i++) {
 791         for (j = 0; j < 4; j++) {
 792           int is_skin = vp9_compute_skin_block(ysignal,
 793                                                usignal,
 794                                                vsignal,
 795                                                sp,
 796                                                spuv,
 797                                                BLOCK_16X16);
 798           num_16x16_skin += is_skin;
 799           num_16x16_nonskin += (1 - is_skin);
 800           if (num_16x16_nonskin > 3) {
 801             // Exit loop if at least 4 of the 16x16 blocks are not skin.
 802             i = 4;
 803             j = 4;
 804           }
 805           ysignal += 16;
 806           usignal += 8;
 807           vsignal += 8;
 808         }
 809         ysignal += (sp << 4) - 64;
 810         usignal += (spuv << 3) - 32;
 811         vsignal += (spuv << 3) - 32;
 812       }
 813       if (num_16x16_skin > 12) {
 814         x->sb_is_skin = 1;
 815         force_split[0] = 1;
 816       }
 817     }
 818 #endif
 819     for (i = 1; i <= 2; ++i) {
 820       struct macroblock_plane  *p = &x->plane[i];
 821       struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[i];
 822       const BLOCK_SIZE bs = get_plane_block_size(bsize, pd);
 823
 824       if (bs == BLOCK_INVALID)
 825         uv_sad = UINT_MAX;
 826       else
 827         uv_sad = cpi->fn_ptr[bs].sdf(p->src.buf, p->src.stride,
 828                                      pd->dst.buf, pd->dst.stride);
 829
 830         // TODO(marpan): Investigate if we should lower this threshold if
 831         // superblock is detected as skin.
 832         x->color_sensitivity[i - 1] = uv_sad > (y_sad >> 2);
 833     }
 834
 835     d = xd->plane[0].dst.buf;
 836     dp = xd->plane[0].dst.stride;
 837
 838     // If the y_sad is very small, take 64x64 as partition and exit.
 839     // Don't check on boosted segment for now, as 64x64 is suppressed there.
 840     if (segment_id == CR_SEGMENT_ID_BASE &&
 841         y_sad < cpi->vbp_threshold_sad) {
 842       const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64];
 843       const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_64X64];
 844       if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 845           mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows) {
 846         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 847         return 0;
 848       }
 849     }
 850   } else {
 851     d = VP9_VAR_OFFS;
 852     dp = 0;
 853 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 854     if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 855       switch (xd->bd) {
 856         case 10:
 857           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10);
 858           break;
 859         case 12:
 860           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12);
 861           break;
 862         case 8:
 863         default:
 864           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8);
 865           break;
 866       }
 867     }
 868 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 869   }
 870
 871   // Fill in the entire tree of 8x8 (or 4x4 under some conditions) variances
 872   // for splits.
 873   for (i = 0; i < 4; i++) {
 874     const int x32_idx = ((i & 1) << 5);
 875     const int y32_idx = ((i >> 1) << 5);
 876     const int i2 = i << 2;
 877     force_split[i + 1] = 0;
 878     avg_16x16[i] = 0;
 879     for (j = 0; j < 4; j++) {
 880       const int x16_idx = x32_idx + ((j & 1) << 4);
 881       const int y16_idx = y32_idx + ((j >> 1) << 4);
 882       const int split_index = 5 + i2 + j;
 883       v16x16 *vst = &vt.split[i].split[j];
 884       force_split[split_index] = 0;
 885       variance4x4downsample[i2 + j] = 0;
 886       if (!is_key_frame) {
 887         fill_variance_8x8avg(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx, vst,
 888 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 889                             xd->cur_buf->flags,
 890 #endif
 891                             pixels_wide,
 892                             pixels_high,
 893                             is_key_frame);
 894         fill_variance_tree(&vt.split[i].split[j], BLOCK_16X16);
 895         get_variance(&vt.split[i].split[j].part_variances.none);
 896         avg_16x16[i] += vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance;
 897         if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
 898             thresholds[2]) {
 899           // 16X16 variance is above threshold for split, so force split to 8x8
 900           // for this 16x16 block (this also forces splits for upper levels).
 901           force_split[split_index] = 1;
 902           force_split[i + 1] = 1;
 903           force_split[0] = 1;
 904         } else if (cpi->oxcf.speed < 8 &&
 905                    vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
 906                    thresholds[1] &&
 907                    !cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
 908           // We have some nominal amount of 16x16 variance (based on average),
 909           // compute the minmax over the 8x8 sub-blocks, and if above threshold,
 910           // force split to 8x8 block for this 16x16 block.
 911           int minmax = compute_minmax_8x8(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx,
 912 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 913                                           xd->cur_buf->flags,
 914 #endif
 915                                           pixels_wide, pixels_high);
 916           if (minmax > cpi->vbp_threshold_minmax) {
 917             force_split[split_index] = 1;
 918             force_split[i + 1] = 1;
 919             force_split[0] = 1;
 920           }
 921         }
 922       }
 923       if (is_key_frame || (low_res &&
 924           vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
 925           (thresholds[1] << 1))) {
 926         force_split[split_index] = 0;
 927         // Go down to 4x4 down-sampling for variance.
 928         variance4x4downsample[i2 + j] = 1;
 929         for (k = 0; k < 4; k++) {
 930           int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 931           int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 932           v8x8 *vst2 = is_key_frame ? &vst->split[k] :
 933               &vt2[i2 + j].split[k];
 934           fill_variance_4x4avg(s, sp, d, dp, x8_idx, y8_idx, vst2,
 935 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 936                                xd->cur_buf->flags,
 937 #endif
 938                                pixels_wide,
 939                                pixels_high,
 940                                is_key_frame);
 941         }
 942       }
 943     }
 944   }
 945   // Fill the rest of the variance tree by summing split partition values.
 946   avg_32x32 = 0;
 947   for (i = 0; i < 4; i++) {
 948     const int i2 = i << 2;
 949     for (j = 0; j < 4; j++) {
 950       if (variance4x4downsample[i2 + j] == 1) {
 951         v16x16 *vtemp = (!is_key_frame) ? &vt2[i2 + j] :
 952             &vt.split[i].split[j];
 953         for (m = 0; m < 4; m++)
 954           fill_variance_tree(&vtemp->split[m], BLOCK_8X8);
 955         fill_variance_tree(vtemp, BLOCK_16X16);
 956         // If variance of this 16x16 block is above the threshold, force block
 957         // to split. This also forces a split on the upper levels.
 958         get_variance(&vtemp->part_variances.none);
 959         if (vtemp->part_variances.none.variance > thresholds[2]) {
 960           force_split[5 + i2 + j] = 1;
 961           force_split[i + 1] = 1;
 962           force_split[0] = 1;
 963         }
 964       }
 965     }
 966     fill_variance_tree(&vt.split[i], BLOCK_32X32);
 967     // If variance of this 32x32 block is above the threshold, or if its above
 968     // (some threshold of) the average variance over the sub-16x16 blocks, then
 969     // force this block to split. This also forces a split on the upper
 970     // (64x64) level.
 971     if (!force_split[i + 1]) {
 972       get_variance(&vt.split[i].part_variances.none);
 973       if (vt.split[i].part_variances.none.variance > thresholds[1] ||
 974           (!is_key_frame &&
 975           vt.split[i].part_variances.none.variance > (thresholds[1] >> 1) &&
 976           vt.split[i].part_variances.none.variance > (avg_16x16[i] >> 1))) {
 977         force_split[i + 1] = 1;
 978         force_split[0] = 1;
 979       }
 980       avg_32x32 += vt.split[i].part_variances.none.variance;
 981     }
 982   }
 983   if (!force_split[0]) {
 984     fill_variance_tree(&vt, BLOCK_64X64);
 985     get_variance(&vt.part_variances.none);
 986     // If variance of this 64x64 block is above (some threshold of) the average
 987     // variance over the sub-32x32 blocks, then force this block to split.
 988     if (!is_key_frame &&
 989         vt.part_variances.none.variance > (5 * avg_32x32) >> 4)
 990       force_split[0] = 1;
 991   }
 992
 993   // Now go through the entire structure, splitting every block size until
 994   // we get to one that's got a variance lower than our threshold.
 995   if ( mi_col + 8 > cm->mi_cols || mi_row + 8 > cm->mi_rows ||
 996       !set_vt_partitioning(cpi, x, xd, &vt, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col,
 997                            thresholds[0], BLOCK_16X16, force_split[0])) {
 998     for (i = 0; i < 4; ++i) {
 999       const int x32_idx = ((i & 1) << 2);
1000       const int y32_idx = ((i >> 1) << 2);
1001       const int i2 = i << 2;
1002       if (!set_vt_partitioning(cpi, x, xd, &vt.split[i], BLOCK_32X32,
1003                                (mi_row + y32_idx), (mi_col + x32_idx),
1004                                thresholds[1], BLOCK_16X16,
1005                                force_split[i + 1])) {
1006         for (j = 0; j < 4; ++j) {
1007           const int x16_idx = ((j & 1) << 1);
1008           const int y16_idx = ((j >> 1) << 1);
1009           // For inter frames: if variance4x4downsample[] == 1 for this 16x16
1010           // block, then the variance is based on 4x4 down-sampling, so use vt2
1011           // in set_vt_partioning(), otherwise use vt.
1012           v16x16 *vtemp = (!is_key_frame &&
1013                            variance4x4downsample[i2 + j] == 1) ?
1014                            &vt2[i2 + j] : &vt.split[i].split[j];
1015           if (!set_vt_partitioning(cpi, x, xd, vtemp, BLOCK_16X16,
1016                                    mi_row + y32_idx + y16_idx,
1017                                    mi_col + x32_idx + x16_idx,
1018                                    thresholds[2],
1019                                    cpi->vbp_bsize_min,
1020                                    force_split[5 + i2  + j])) {
1021             for (k = 0; k < 4; ++k) {
1022               const int x8_idx = (k & 1);
1023               const int y8_idx = (k >> 1);
1024               if (use_4x4_partition) {
1025                 if (!set_vt_partitioning(cpi, x, xd, &vtemp->split[k],
1026                                          BLOCK_8X8,
1027                                          mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx,
1028                                          mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx,
1029                                          thresholds[3], BLOCK_8X8, 0)) {
1030                   set_block_size(cpi, x, xd,
1031                                  (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
1032                                  (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
1033                                  BLOCK_4X4);
1034                 }
1035               } else {
1036                 set_block_size(cpi, x, xd,
1037                                (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
1038                                (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
1039                                BLOCK_8X8);
1040               }
1041             }
1042           }
1043         }
1044       }
1045     }
1046   }
1047   return 0;
1048 }
1049
1050 static void update_state(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1051                          PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1052                          int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
1053                          int output_enabled) {
1054   int i, x_idx, y;
1055   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1056   RD_COUNTS *const rdc = &td->rd_counts;
1057   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1058   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1059   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
1060   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
1061   MODE_INFO *mi = &ctx->mic;
1062   MODE_INFO *const xdmi = xd->mi[0];
1063   MODE_INFO *mi_addr = xd->mi[0];
1064   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
1065   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->sb_type];
1066   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->sb_type];
1067   const int x_mis = VPXMIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
1068   const int y_mis = VPXMIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
1069   MV_REF *const frame_mvs =
1070       cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
1071   int w, h;
1072
1073   const int mis = cm->mi_stride;
1074   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1075   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1076   int max_plane;
1077
1078   assert(mi->sb_type == bsize);
1079
1080   *mi_addr = *mi;
1081   *x->mbmi_ext = ctx->mbmi_ext;
1082
1083   // If segmentation in use
1084   if (seg->enabled) {
1085     // For in frame complexity AQ copy the segment id from the segment map.
1086     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
1087       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
1088                                                  : cm->last_frame_seg_map;
1089       mi_addr->segment_id =
1090         get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1091     }
1092     // Else for cyclic refresh mode update the segment map, set the segment id
1093     // and then update the quantizer.
1094     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1095       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, xd->mi[0], mi_row,
1096                                         mi_col, bsize, ctx->rate, ctx->dist,
1097                                         x->skip, p);
1098     }
1099   }
1100
1101   max_plane = is_inter_block(xdmi) ? MAX_MB_PLANE : 1;
1102   for (i = 0; i < max_plane; ++i) {
1103     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][1];
1104     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][1];
1105     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][1];
1106     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][1];
1107   }
1108
1109   for (i = max_plane; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1110     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][2];
1111     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][2];
1112     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][2];
1113     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][2];
1114   }
1115
1116   // Restore the coding context of the MB to that that was in place
1117   // when the mode was picked for it
1118   for (y = 0; y < mi_height; y++)
1119     for (x_idx = 0; x_idx < mi_width; x_idx++)
1120       if ((xd->mb_to_right_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_width > x_idx
1121         && (xd->mb_to_bottom_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_height > y) {
1122         xd->mi[x_idx + y * mis] = mi_addr;
1123       }
1124
1125   if (cpi->oxcf.aq_mode)
1126     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1127
1128   if (is_inter_block(xdmi) && xdmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
1129     xdmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
1130     xdmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
1131   }
1132
1133   x->skip = ctx->skip;
1134   memcpy(x->zcoeff_blk[xdmi->tx_size], ctx->zcoeff_blk,
1135          sizeof(ctx->zcoeff_blk[0]) * ctx->num_4x4_blk);
1136
1137   if (!output_enabled)
1138     return;
1139
1140 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
1141   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1142     static const int kf_mode_index[] = {
1143       THR_DC        /*DC_PRED*/,
1144       THR_V_PRED    /*V_PRED*/,
1145       THR_H_PRED    /*H_PRED*/,
1146       THR_D45_PRED  /*D45_PRED*/,
1147       THR_D135_PRED /*D135_PRED*/,
1148       THR_D117_PRED /*D117_PRED*/,
1149       THR_D153_PRED /*D153_PRED*/,
1150       THR_D207_PRED /*D207_PRED*/,
1151       THR_D63_PRED  /*D63_PRED*/,
1152       THR_TM        /*TM_PRED*/,
1153     };
1154     ++cpi->mode_chosen_counts[kf_mode_index[xdmi->mode]];
1155   } else {
1156     // Note how often each mode chosen as best
1157     ++cpi->mode_chosen_counts[ctx->best_mode_index];
1158   }
1159 #endif
1160   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1161     if (is_inter_block(xdmi)) {
1162       vp9_update_mv_count(td);
1163
1164       if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1165         const int ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
1166         ++td->counts->switchable_interp[ctx][xdmi->interp_filter];
1167       }
1168     }
1169
1170     rdc->comp_pred_diff[SINGLE_REFERENCE] += ctx->single_pred_diff;
1171     rdc->comp_pred_diff[COMPOUND_REFERENCE] += ctx->comp_pred_diff;
1172     rdc->comp_pred_diff[REFERENCE_MODE_SELECT] += ctx->hybrid_pred_diff;
1173
1174     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
1175       rdc->filter_diff[i] += ctx->best_filter_diff[i];
1176   }
1177
1178   for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
1179     MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
1180     for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
1181       MV_REF *const mv = frame_mv + w;
1182       mv->ref_frame[0] = mi->ref_frame[0];
1183       mv->ref_frame[1] = mi->ref_frame[1];
1184       mv->mv[0].as_int = mi->mv[0].as_int;
1185       mv->mv[1].as_int = mi->mv[1].as_int;
1186     }
1187   }
1188 }
1189
1190 void vp9_setup_src_planes(MACROBLOCK *x, const YV12_BUFFER_CONFIG *src,
1191                           int mi_row, int mi_col) {
1192   uint8_t *const buffers[3] = {src->y_buffer, src->u_buffer, src->v_buffer };
1193   const int strides[3] = {src->y_stride, src->uv_stride, src->uv_stride };
1194   int i;
1195
1196   // Set current frame pointer.
1197   x->e_mbd.cur_buf = src;
1198
1199   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; i++)
1200     setup_pred_plane(&x->plane[i].src, buffers[i], strides[i], mi_row, mi_col,
1201                      NULL, x->e_mbd.plane[i].subsampling_x,
1202                      x->e_mbd.plane[i].subsampling_y);
1203 }
1204
1205 static void set_mode_info_seg_skip(MACROBLOCK *x, TX_MODE tx_mode,
1206                                    RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize) {
1207   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1208   MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
1209   INTERP_FILTER filter_ref;
1210
1211   if (xd->up_available)
1212     filter_ref = xd->mi[-xd->mi_stride]->interp_filter;
1213   else if (xd->left_available)
1214     filter_ref = xd->mi[-1]->interp_filter;
1215   else
1216     filter_ref = EIGHTTAP;
1217
1218   mi->sb_type = bsize;
1219   mi->mode = ZEROMV;
1220   mi->tx_size =
1221       VPXMIN(max_txsize_lookup[bsize], tx_mode_to_biggest_tx_size[tx_mode]);
1222   mi->skip = 1;
1223   mi->uv_mode = DC_PRED;
1224   mi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
1225   mi->ref_frame[1] = NONE;
1226   mi->mv[0].as_int = 0;
1227   mi->interp_filter = filter_ref;
1228
1229   xd->mi[0]->bmi[0].as_mv[0].as_int = 0;
1230   x->skip = 1;
1231
1232   vp9_rd_cost_init(rd_cost);
1233 }
1234
1235 static int set_segment_rdmult(VP9_COMP *const cpi,
1236                                MACROBLOCK *const x,
1237                                int8_t segment_id) {
1238   int segment_qindex;
1239   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1240   vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1241   vpx_clear_system_state();
1242   segment_qindex = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id,
1243                                   cm->base_qindex);
1244   return vp9_compute_rd_mult(cpi, segment_qindex + cm->y_dc_delta_q);
1245 }
1246
1247 static void rd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi,
1248                              TileDataEnc *tile_data,
1249                              MACROBLOCK *const x,
1250                              int mi_row, int mi_col, RD_COST *rd_cost,
1251                              BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1252                              int64_t best_rd) {
1253   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1254   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
1255   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1256   MODE_INFO *mi;
1257   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
1258   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
1259   const AQ_MODE aq_mode = cpi->oxcf.aq_mode;
1260   int i, orig_rdmult;
1261
1262   vpx_clear_system_state();
1263
1264   // Use the lower precision, but faster, 32x32 fdct for mode selection.
1265   x->use_lp32x32fdct = 1;
1266
1267   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
1268   mi = xd->mi[0];
1269   mi->sb_type = bsize;
1270
1271   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1272     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
1273     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
1274     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
1275     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
1276   }
1277   ctx->is_coded = 0;
1278   ctx->skippable = 0;
1279   ctx->pred_pixel_ready = 0;
1280   x->skip_recode = 0;
1281
1282   // Set to zero to make sure we do not use the previous encoded frame stats
1283   mi->skip = 0;
1284
1285 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1286   if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
1287     x->source_variance =
1288         vp9_high_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src,
1289                                            bsize, xd->bd);
1290   } else {
1291     x->source_variance =
1292       vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
1293   }
1294 #else
1295   x->source_variance =
1296     vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
1297 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1298
1299   // Save rdmult before it might be changed, so it can be restored later.
1300   orig_rdmult = x->rdmult;
1301
1302   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
1303     const int energy = bsize <= BLOCK_16X16 ? x->mb_energy
1304                                             : vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1305     if (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
1306         cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1307         (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
1308       mi->segment_id = vp9_vaq_segment_id(energy);
1309     } else {
1310       const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1311                                                     : cm->last_frame_seg_map;
1312       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1313     }
1314     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mi->segment_id);
1315   } else if (aq_mode == EQUATOR360_AQ) {
1316     if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
1317       mi->segment_id = vp9_360aq_segment_id(mi_row, cm->mi_rows);
1318     } else {
1319       const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1320                                                     : cm->last_frame_seg_map;
1321       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1322     }
1323     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mi->segment_id);
1324   } else if (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
1325     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mi->segment_id);
1326   } else if (aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1327     const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1328                                                   : cm->last_frame_seg_map;
1329     // If segment is boosted, use rdmult for that segment.
1330     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(
1331             get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col)))
1332       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
1333   }
1334
1335   // Find best coding mode & reconstruct the MB so it is available
1336   // as a predictor for MBs that follow in the SB
1337   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1338     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1339   } else {
1340     if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1341       if (segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
1342         vp9_rd_pick_inter_mode_sb_seg_skip(cpi, tile_data, x, rd_cost, bsize,
1343                                            ctx, best_rd);
1344       else
1345         vp9_rd_pick_inter_mode_sb(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
1346                                   rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1347     } else {
1348       vp9_rd_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
1349                                     rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1350     }
1351   }
1352
1353
1354   // Examine the resulting rate and for AQ mode 2 make a segment choice.
1355   if ((rd_cost->rate != INT_MAX) &&
1356       (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && (bsize >= BLOCK_16X16) &&
1357       (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
1358        cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1359        (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref))) {
1360     vp9_caq_select_segment(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, rd_cost->rate);
1361   }
1362
1363   x->rdmult = orig_rdmult;
1364
1365   // TODO(jingning) The rate-distortion optimization flow needs to be
1366   // refactored to provide proper exit/return handle.
1367   if (rd_cost->rate == INT_MAX)
1368     rd_cost->rdcost = INT64_MAX;
1369
1370   ctx->rate = rd_cost->rate;
1371   ctx->dist = rd_cost->dist;
1372 }
1373
1374 static void update_stats(VP9_COMMON *cm, ThreadData *td) {
1375   const MACROBLOCK *x = &td->mb;
1376   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1377   const MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
1378   const MB_MODE_INFO_EXT *const mbmi_ext = x->mbmi_ext;
1379   const BLOCK_SIZE bsize = mi->sb_type;
1380
1381   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1382     FRAME_COUNTS *const counts = td->counts;
1383     const int inter_block = is_inter_block(mi);
1384     const int seg_ref_active = segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id,
1385                                                  SEG_LVL_REF_FRAME);
1386     if (!seg_ref_active) {
1387       counts->intra_inter[vp9_get_intra_inter_context(xd)][inter_block]++;
1388       // If the segment reference feature is enabled we have only a single
1389       // reference frame allowed for the segment so exclude it from
1390       // the reference frame counts used to work out probabilities.
1391       if (inter_block) {
1392         const MV_REFERENCE_FRAME ref0 = mi->ref_frame[0];
1393         if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT)
1394           counts->comp_inter[vp9_get_reference_mode_context(cm, xd)]
1395                             [has_second_ref(mi)]++;
1396
1397         if (has_second_ref(mi)) {
1398           counts->comp_ref[vp9_get_pred_context_comp_ref_p(cm, xd)]
1399                           [ref0 == GOLDEN_FRAME]++;
1400         } else {
1401           counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p1(xd)][0]
1402                             [ref0 != LAST_FRAME]++;
1403           if (ref0 != LAST_FRAME)
1404             counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p2(xd)][1]
1405                               [ref0 != GOLDEN_FRAME]++;
1406         }
1407       }
1408     }
1409     if (inter_block &&
1410         !segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
1411       const int mode_ctx = mbmi_ext->mode_context[mi->ref_frame[0]];
1412       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1413         const PREDICTION_MODE mode = mi->mode;
1414         ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(mode)];
1415       } else {
1416         const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1417         const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1418         int idx, idy;
1419         for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h) {
1420           for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w) {
1421             const int j = idy * 2 + idx;
1422             const PREDICTION_MODE b_mode = mi->bmi[j].as_mode;
1423             ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(b_mode)];
1424           }
1425         }
1426       }
1427     }
1428   }
1429 }
1430
1431 static void restore_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1432                             ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1433                             ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1434                             PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1435                             BLOCK_SIZE bsize) {
1436   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1437   int p;
1438   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1439   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1440   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1441   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1442   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; p++) {
1443     memcpy(
1444         xd->above_context[p] + ((mi_col * 2) >> xd->plane[p].subsampling_x),
1445         a + num_4x4_blocks_wide * p,
1446         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1447         xd->plane[p].subsampling_x);
1448     memcpy(
1449         xd->left_context[p]
1450             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1451         l + num_4x4_blocks_high * p,
1452         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1453         xd->plane[p].subsampling_y);
1454   }
1455   memcpy(xd->above_seg_context + mi_col, sa,
1456          sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1457   memcpy(xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK), sl,
1458          sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1459 }
1460
1461 static void save_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1462                          ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1463                          ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1464                          PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1465                          BLOCK_SIZE bsize) {
1466   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1467   int p;
1468   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1469   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1470   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1471   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1472
1473   // buffer the above/left context information of the block in search.
1474   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; ++p) {
1475     memcpy(
1476         a + num_4x4_blocks_wide * p,
1477         xd->above_context[p] + (mi_col * 2 >> xd->plane[p].subsampling_x),
1478         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1479         xd->plane[p].subsampling_x);
1480     memcpy(
1481         l + num_4x4_blocks_high * p,
1482         xd->left_context[p]
1483             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1484         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1485         xd->plane[p].subsampling_y);
1486   }
1487   memcpy(sa, xd->above_seg_context + mi_col,
1488          sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1489   memcpy(sl, xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK),
1490          sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1491 }
1492
1493 static void encode_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1494                      ThreadData *td,
1495                      TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1496                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1497                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1498   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1499   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
1500   update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize, output_enabled);
1501   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
1502
1503   if (output_enabled) {
1504     update_stats(&cpi->common, td);
1505
1506     (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1507     (*tp)++;
1508   }
1509 }
1510
1511 static void encode_sb(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1512                       const TileInfo *const tile,
1513                       TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1514                       int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1515                       PC_TREE *pc_tree) {
1516   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1517   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1518   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1519
1520   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
1521   int ctx;
1522   PARTITION_TYPE partition;
1523   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
1524
1525   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1526     return;
1527
1528   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1529     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1530     subsize = get_subsize(bsize, pc_tree->partitioning);
1531   } else {
1532     ctx = 0;
1533     subsize = BLOCK_4X4;
1534   }
1535
1536   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1537   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
1538     td->counts->partition[ctx][partition]++;
1539
1540   switch (partition) {
1541     case PARTITION_NONE:
1542       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1543                &pc_tree->none);
1544       break;
1545     case PARTITION_VERT:
1546       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1547                &pc_tree->vertical[0]);
1548       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
1549         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1550                  subsize, &pc_tree->vertical[1]);
1551       }
1552       break;
1553     case PARTITION_HORZ:
1554       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1555                &pc_tree->horizontal[0]);
1556       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
1557         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1558                  subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
1559       }
1560       break;
1561     case PARTITION_SPLIT:
1562       if (bsize == BLOCK_8X8) {
1563         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1564                  pc_tree->leaf_split[0]);
1565       } else {
1566         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1567                   pc_tree->split[0]);
1568         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1569                   subsize, pc_tree->split[1]);
1570         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1571                   subsize, pc_tree->split[2]);
1572         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
1573                   subsize, pc_tree->split[3]);
1574       }
1575       break;
1576     default:
1577       assert(0 && "Invalid partition type.");
1578       break;
1579   }
1580
1581   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1582     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1583 }
1584
1585 // Check to see if the given partition size is allowed for a specified number
1586 // of 8x8 block rows and columns remaining in the image.
1587 // If not then return the largest allowed partition size
1588 static BLOCK_SIZE find_partition_size(BLOCK_SIZE bsize,
1589                                       int rows_left, int cols_left,
1590                                       int *bh, int *bw) {
1591   if (rows_left <= 0 || cols_left <= 0) {
1592     return VPXMIN(bsize, BLOCK_8X8);
1593   } else {
1594     for (; bsize > 0; bsize -= 3) {
1595       *bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1596       *bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1597       if ((*bh <= rows_left) && (*bw <= cols_left)) {
1598         break;
1599       }
1600     }
1601   }
1602   return bsize;
1603 }
1604
1605 static void set_partial_b64x64_partition(MODE_INFO *mi, int mis,
1606     int bh_in, int bw_in, int row8x8_remaining, int col8x8_remaining,
1607     BLOCK_SIZE bsize, MODE_INFO **mi_8x8) {
1608   int bh = bh_in;
1609   int r, c;
1610   for (r = 0; r < MI_BLOCK_SIZE; r += bh) {
1611     int bw = bw_in;
1612     for (c = 0; c < MI_BLOCK_SIZE; c += bw) {
1613       const int index = r * mis + c;
1614       mi_8x8[index] = mi + index;
1615       mi_8x8[index]->sb_type = find_partition_size(bsize,
1616           row8x8_remaining - r, col8x8_remaining - c, &bh, &bw);
1617     }
1618   }
1619 }
1620
1621 // This function attempts to set all mode info entries in a given SB64
1622 // to the same block partition size.
1623 // However, at the bottom and right borders of the image the requested size
1624 // may not be allowed in which case this code attempts to choose the largest
1625 // allowable partition.
1626 static void set_fixed_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1627                                    MODE_INFO **mi_8x8, int mi_row, int mi_col,
1628                                    BLOCK_SIZE bsize) {
1629   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1630   const int mis = cm->mi_stride;
1631   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1632   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1633   int block_row, block_col;
1634   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1635   int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1636   int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1637
1638   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1639
1640   // Apply the requested partition size to the SB64 if it is all "in image"
1641   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1642       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1643     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
1644       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
1645         int index = block_row * mis + block_col;
1646         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1647         mi_8x8[index]->sb_type = bsize;
1648       }
1649     }
1650   } else {
1651     // Else this is a partial SB64.
1652     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw, row8x8_remaining,
1653         col8x8_remaining, bsize, mi_8x8);
1654   }
1655 }
1656
1657 static const struct {
1658   int row;
1659   int col;
1660 } coord_lookup[16] = {
1661     // 32x32 index = 0
1662     {0, 0}, {0, 2}, {2, 0}, {2, 2},
1663     // 32x32 index = 1
1664     {0, 4}, {0, 6}, {2, 4}, {2, 6},
1665     // 32x32 index = 2
1666     {4, 0}, {4, 2}, {6, 0}, {6, 2},
1667     // 32x32 index = 3
1668     {4, 4}, {4, 6}, {6, 4}, {6, 6},
1669 };
1670
1671 static void set_source_var_based_partition(VP9_COMP *cpi,
1672                                            const TileInfo *const tile,
1673                                            MACROBLOCK *const x,
1674                                            MODE_INFO **mi_8x8,
1675                                            int mi_row, int mi_col) {
1676   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1677   const int mis = cm->mi_stride;
1678   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1679   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1680   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1681
1682   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
1683
1684   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1685
1686   // In-image SB64
1687   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1688       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1689     int i, j;
1690     int index;
1691     diff d32[4];
1692     const int offset = (mi_row >> 1) * cm->mb_cols + (mi_col >> 1);
1693     int is_larger_better = 0;
1694     int use32x32 = 0;
1695     unsigned int thr = cpi->source_var_thresh;
1696
1697     memset(d32, 0, 4 * sizeof(diff));
1698
1699     for (i = 0; i < 4; i++) {
1700       diff *d16[4];
1701
1702       for (j = 0; j < 4; j++) {
1703         int b_mi_row = coord_lookup[i * 4 + j].row;
1704         int b_mi_col = coord_lookup[i * 4 + j].col;
1705         int boffset = b_mi_row / 2 * cm->mb_cols +
1706                       b_mi_col / 2;
1707
1708         d16[j] = cpi->source_diff_var + offset + boffset;
1709
1710         index = b_mi_row * mis + b_mi_col;
1711         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1712         mi_8x8[index]->sb_type = BLOCK_16X16;
1713
1714         // TODO(yunqingwang): If d16[j].var is very large, use 8x8 partition
1715         // size to further improve quality.
1716       }
1717
1718       is_larger_better = (d16[0]->var < thr) && (d16[1]->var < thr) &&
1719           (d16[2]->var < thr) && (d16[3]->var < thr);
1720
1721       // Use 32x32 partition
1722       if (is_larger_better) {
1723         use32x32 += 1;
1724
1725         for (j = 0; j < 4; j++) {
1726           d32[i].sse += d16[j]->sse;
1727           d32[i].sum += d16[j]->sum;
1728         }
1729
1730         d32[i].var = d32[i].sse - (((int64_t)d32[i].sum * d32[i].sum) >> 10);
1731
1732         index = coord_lookup[i*4].row * mis + coord_lookup[i*4].col;
1733         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1734         mi_8x8[index]->sb_type = BLOCK_32X32;
1735       }
1736     }
1737
1738     if (use32x32 == 4) {
1739       thr <<= 1;
1740       is_larger_better = (d32[0].var < thr) && (d32[1].var < thr) &&
1741           (d32[2].var < thr) && (d32[3].var < thr);
1742
1743       // Use 64x64 partition
1744       if (is_larger_better) {
1745         mi_8x8[0] = mi_upper_left;
1746         mi_8x8[0]->sb_type = BLOCK_64X64;
1747       }
1748     }
1749   } else {   // partial in-image SB64
1750     int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_16X16];
1751     int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_16X16];
1752     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw,
1753         row8x8_remaining, col8x8_remaining, BLOCK_16X16, mi_8x8);
1754   }
1755 }
1756
1757 static void update_state_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1758                             PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1759                             int mi_row, int mi_col, int bsize) {
1760   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1761   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1762   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1763   MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
1764   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
1765   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
1766   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->sb_type];
1767   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->sb_type];
1768   const int x_mis = VPXMIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
1769   const int y_mis = VPXMIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
1770
1771   *(xd->mi[0]) = ctx->mic;
1772   *(x->mbmi_ext) = ctx->mbmi_ext;
1773
1774   if (seg->enabled && cpi->oxcf.aq_mode) {
1775     // For in frame complexity AQ or variance AQ, copy segment_id from
1776     // segmentation_map.
1777     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ ||
1778         cpi->oxcf.aq_mode == VARIANCE_AQ ||
1779         cpi->oxcf.aq_mode == EQUATOR360_AQ) {
1780       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
1781                                                  : cm->last_frame_seg_map;
1782       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1783     } else {
1784     // Setting segmentation map for cyclic_refresh.
1785       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, mi, mi_row, mi_col, bsize,
1786                                         ctx->rate, ctx->dist, x->skip, p);
1787     }
1788     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1789   }
1790
1791   if (is_inter_block(mi)) {
1792     vp9_update_mv_count(td);
1793     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1794       const int pred_ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
1795       ++td->counts->switchable_interp[pred_ctx][mi->interp_filter];
1796     }
1797
1798     if (mi->sb_type < BLOCK_8X8) {
1799       mi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
1800       mi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
1801     }
1802   }
1803
1804   if (cm->use_prev_frame_mvs ||
1805       (cpi->svc.use_base_mv && cpi->svc.number_spatial_layers > 1
1806         && cpi->svc.spatial_layer_id != cpi->svc.number_spatial_layers - 1)) {
1807     MV_REF *const frame_mvs =
1808         cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
1809     int w, h;
1810
1811     for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
1812       MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
1813       for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
1814         MV_REF *const mv = frame_mv + w;
1815         mv->ref_frame[0] = mi->ref_frame[0];
1816         mv->ref_frame[1] = mi->ref_frame[1];
1817         mv->mv[0].as_int = mi->mv[0].as_int;
1818         mv->mv[1].as_int = mi->mv[1].as_int;
1819       }
1820     }
1821   }
1822
1823   x->skip = ctx->skip;
1824   x->skip_txfm[0] = mi->segment_id ? 0 : ctx->skip_txfm[0];
1825 }
1826
1827 static void encode_b_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1828                         const TileInfo *const tile,
1829                         TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1830                         int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1831                         PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1832   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1833   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
1834   update_state_rt(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize);
1835
1836   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
1837   update_stats(&cpi->common, td);
1838
1839   (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1840   (*tp)++;
1841 }
1842
1843 static void encode_sb_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1844                          const TileInfo *const tile,
1845                          TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1846                          int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1847                          PC_TREE *pc_tree) {
1848   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1849   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1850   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1851
1852   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
1853   int ctx;
1854   PARTITION_TYPE partition;
1855   BLOCK_SIZE subsize;
1856
1857   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1858     return;
1859
1860   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1861     const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
1862     MODE_INFO ** mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
1863     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1864     subsize = mi_8x8[0]->sb_type;
1865   } else {
1866     ctx = 0;
1867     subsize = BLOCK_4X4;
1868   }
1869
1870   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1871   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
1872     td->counts->partition[ctx][partition]++;
1873
1874   switch (partition) {
1875     case PARTITION_NONE:
1876       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1877                   &pc_tree->none);
1878       break;
1879     case PARTITION_VERT:
1880       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1881                   &pc_tree->vertical[0]);
1882       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
1883         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1884                     subsize, &pc_tree->vertical[1]);
1885       }
1886       break;
1887     case PARTITION_HORZ:
1888       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1889                   &pc_tree->horizontal[0]);
1890       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
1891         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1892                     subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
1893       }
1894       break;
1895     case PARTITION_SPLIT:
1896       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1897       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1898                    pc_tree->split[0]);
1899       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1900                    subsize, pc_tree->split[1]);
1901       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1902                    subsize, pc_tree->split[2]);
1903       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs,
1904                    output_enabled, subsize, pc_tree->split[3]);
1905       break;
1906     default:
1907       assert(0 && "Invalid partition type.");
1908       break;
1909   }
1910
1911   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1912     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1913 }
1914
1915 static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
1916                              ThreadData *td,
1917                              TileDataEnc *tile_data,
1918                              MODE_INFO **mi_8x8, TOKENEXTRA **tp,
1919                              int mi_row, int mi_col,
1920                              BLOCK_SIZE bsize,
1921                              int *rate, int64_t *dist,
1922                              int do_recon, PC_TREE *pc_tree) {
1923   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1924   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
1925   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1926   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1927   const int mis = cm->mi_stride;
1928   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
1929   const int mi_step = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
1930   const int bss = (1 << bsl) / 4;
1931   int i, pl;
1932   PARTITION_TYPE partition = PARTITION_NONE;
1933   BLOCK_SIZE subsize;
1934   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
1935   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
1936   RD_COST last_part_rdc, none_rdc, chosen_rdc;
1937   BLOCK_SIZE sub_subsize = BLOCK_4X4;
1938   int splits_below = 0;
1939   BLOCK_SIZE bs_type = mi_8x8[0]->sb_type;
1940   int do_partition_search = 1;
1941   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
1942
1943   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1944     return;
1945
1946   assert(num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] ==
1947          num_4x4_blocks_high_lookup[bsize]);
1948
1949   vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1950   vp9_rd_cost_reset(&none_rdc);
1951   vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
1952
1953   partition = partition_lookup[bsl][bs_type];
1954   subsize = get_subsize(bsize, partition);
1955
1956   pc_tree->partitioning = partition;
1957   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1958
1959   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode) {
1960     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
1961     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1962   }
1963
1964   if (do_partition_search &&
1965       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
1966       cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame) {
1967     // Check if any of the sub blocks are further split.
1968     if (partition == PARTITION_SPLIT && subsize > BLOCK_8X8) {
1969       sub_subsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
1970       splits_below = 1;
1971       for (i = 0; i < 4; i++) {
1972         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1973         MODE_INFO *this_mi = mi_8x8[jj * bss * mis + ii * bss];
1974         if (this_mi && this_mi->sb_type >= sub_subsize) {
1975           splits_below = 0;
1976         }
1977       }
1978     }
1979
1980     // If partition is not none try none unless each of the 4 splits are split
1981     // even further..
1982     if (partition != PARTITION_NONE && !splits_below &&
1983         mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
1984         mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1985       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
1986       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &none_rdc, bsize,
1987                        ctx, INT64_MAX);
1988
1989       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1990
1991       if (none_rdc.rate < INT_MAX) {
1992         none_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
1993         none_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, none_rdc.rate,
1994                                  none_rdc.dist);
1995       }
1996
1997       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1998       mi_8x8[0]->sb_type = bs_type;
1999       pc_tree->partitioning = partition;
2000     }
2001   }
2002
2003   switch (partition) {
2004     case PARTITION_NONE:
2005       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2006                        bsize, ctx, INT64_MAX);
2007       break;
2008     case PARTITION_HORZ:
2009       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2010                        subsize, &pc_tree->horizontal[0],
2011                        INT64_MAX);
2012       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX &&
2013           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows) {
2014         RD_COST tmp_rdc;
2015         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
2016         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
2017         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2018         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2019         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x,
2020                          mi_row + (mi_step >> 1), mi_col, &tmp_rdc,
2021                          subsize, &pc_tree->horizontal[1], INT64_MAX);
2022         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2023           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2024           break;
2025         }
2026         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2027         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2028         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
2029       }
2030       break;
2031     case PARTITION_VERT:
2032       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2033                        subsize, &pc_tree->vertical[0], INT64_MAX);
2034       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX &&
2035           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
2036         RD_COST tmp_rdc;
2037         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->vertical[0];
2038         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
2039         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2040         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2041         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x,
2042                          mi_row, mi_col + (mi_step >> 1), &tmp_rdc,
2043                          subsize, &pc_tree->vertical[bsize > BLOCK_8X8],
2044                          INT64_MAX);
2045         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2046           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2047           break;
2048         }
2049         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2050         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2051         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
2052       }
2053       break;
2054     case PARTITION_SPLIT:
2055       if (bsize == BLOCK_8X8) {
2056         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2057                          subsize, pc_tree->leaf_split[0], INT64_MAX);
2058         break;
2059       }
2060       last_part_rdc.rate = 0;
2061       last_part_rdc.dist = 0;
2062       last_part_rdc.rdcost = 0;
2063       for (i = 0; i < 4; i++) {
2064         int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
2065         int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
2066         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
2067         RD_COST tmp_rdc;
2068         if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
2069           continue;
2070
2071         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
2072         rd_use_partition(cpi, td, tile_data,
2073                          mi_8x8 + jj * bss * mis + ii * bss, tp,
2074                          mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize,
2075                          &tmp_rdc.rate, &tmp_rdc.dist,
2076                          i != 3, pc_tree->split[i]);
2077         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2078           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2079           break;
2080         }
2081         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2082         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2083       }
2084       break;
2085     default:
2086       assert(0);
2087       break;
2088   }
2089
2090   pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2091   if (last_part_rdc.rate < INT_MAX) {
2092     last_part_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][partition];
2093     last_part_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2094                                   last_part_rdc.rate, last_part_rdc.dist);
2095   }
2096
2097   if (do_partition_search
2098       && cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame
2099       && cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION
2100       && partition != PARTITION_SPLIT && bsize > BLOCK_8X8
2101       && (mi_row + mi_step < cm->mi_rows ||
2102           mi_row + (mi_step >> 1) == cm->mi_rows)
2103       && (mi_col + mi_step < cm->mi_cols ||
2104           mi_col + (mi_step >> 1) == cm->mi_cols)) {
2105     BLOCK_SIZE split_subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2106     chosen_rdc.rate = 0;
2107     chosen_rdc.dist = 0;
2108     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2109     pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
2110
2111     // Split partition.
2112     for (i = 0; i < 4; i++) {
2113       int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
2114       int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
2115       RD_COST tmp_rdc;
2116       ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2117       PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2118
2119       if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
2120         continue;
2121
2122       save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2123       pc_tree->split[i]->partitioning = PARTITION_NONE;
2124       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x,
2125                        mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, &tmp_rdc,
2126                        split_subsize, &pc_tree->split[i]->none, INT64_MAX);
2127
2128       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2129
2130       if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2131         vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
2132         break;
2133       }
2134
2135       chosen_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2136       chosen_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2137
2138       if (i != 3)
2139         encode_sb(cpi, td, tile_info, tp,  mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, 0,
2140                   split_subsize, pc_tree->split[i]);
2141
2142       pl = partition_plane_context(xd, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2143                                    split_subsize);
2144       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2145     }
2146     pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2147     if (chosen_rdc.rate < INT_MAX) {
2148       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2149       chosen_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2150                                  chosen_rdc.rate, chosen_rdc.dist);
2151     }
2152   }
2153
2154   // If last_part is better set the partitioning to that.
2155   if (last_part_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
2156     mi_8x8[0]->sb_type = bsize;
2157     if (bsize >= BLOCK_8X8)
2158       pc_tree->partitioning = partition;
2159     chosen_rdc = last_part_rdc;
2160   }
2161   // If none was better set the partitioning to that.
2162   if (none_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
2163     if (bsize >= BLOCK_8X8)
2164       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2165     chosen_rdc = none_rdc;
2166   }
2167
2168   restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2169
2170   // We must have chosen a partitioning and encoding or we'll fail later on.
2171   // No other opportunities for success.
2172   if (bsize == BLOCK_64X64)
2173     assert(chosen_rdc.rate < INT_MAX && chosen_rdc.dist < INT64_MAX);
2174
2175   if (do_recon) {
2176     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2177     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
2178               pc_tree);
2179   }
2180
2181   *rate = chosen_rdc.rate;
2182   *dist = chosen_rdc.dist;
2183 }
2184
2185 static const BLOCK_SIZE min_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
2186   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
2187   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
2188   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,
2189   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
2190   BLOCK_16X16
2191 };
2192
2193 static const BLOCK_SIZE max_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
2194   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
2195   BLOCK_16X16, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
2196   BLOCK_32X32, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
2197   BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
2198   BLOCK_64X64
2199 };
2200
2201
2202 // Look at all the mode_info entries for blocks that are part of this
2203 // partition and find the min and max values for sb_type.
2204 // At the moment this is designed to work on a 64x64 SB but could be
2205 // adjusted to use a size parameter.
2206 //
2207 // The min and max are assumed to have been initialized prior to calling this
2208 // function so repeat calls can accumulate a min and max of more than one sb64.
2209 static void get_sb_partition_size_range(MACROBLOCKD *xd, MODE_INFO **mi_8x8,
2210                                         BLOCK_SIZE *min_block_size,
2211                                         BLOCK_SIZE *max_block_size,
2212                                         int bs_hist[BLOCK_SIZES]) {
2213   int sb_width_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
2214   int sb_height_in_blocks  = MI_BLOCK_SIZE;
2215   int i, j;
2216   int index = 0;
2217
2218   // Check the sb_type for each block that belongs to this region.
2219   for (i = 0; i < sb_height_in_blocks; ++i) {
2220     for (j = 0; j < sb_width_in_blocks; ++j) {
2221       MODE_INFO *mi = mi_8x8[index+j];
2222       BLOCK_SIZE sb_type = mi ? mi->sb_type : 0;
2223       bs_hist[sb_type]++;
2224       *min_block_size = VPXMIN(*min_block_size, sb_type);
2225       *max_block_size = VPXMAX(*max_block_size, sb_type);
2226     }
2227     index += xd->mi_stride;
2228   }
2229 }
2230
2231 // Next square block size less or equal than current block size.
2232 static const BLOCK_SIZE next_square_size[BLOCK_SIZES] = {
2233   BLOCK_4X4, BLOCK_4X4, BLOCK_4X4,
2234   BLOCK_8X8, BLOCK_8X8, BLOCK_8X8,
2235   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
2236   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
2237   BLOCK_64X64
2238 };
2239
2240 // Look at neighboring blocks and set a min and max partition size based on
2241 // what they chose.
2242 static void rd_auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2243                                     MACROBLOCKD *const xd,
2244                                     int mi_row, int mi_col,
2245                                     BLOCK_SIZE *min_block_size,
2246                                     BLOCK_SIZE *max_block_size) {
2247   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2248   MODE_INFO **mi = xd->mi;
2249   const int left_in_image = xd->left_available && mi[-1];
2250   const int above_in_image = xd->up_available && mi[-xd->mi_stride];
2251   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2252   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2253   int bh, bw;
2254   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_4X4;
2255   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_64X64;
2256   int bs_hist[BLOCK_SIZES] = {0};
2257
2258   // Trap case where we do not have a prediction.
2259   if (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2260     // Default "min to max" and "max to min"
2261     min_size = BLOCK_64X64;
2262     max_size = BLOCK_4X4;
2263
2264     // NOTE: each call to get_sb_partition_size_range() uses the previous
2265     // passed in values for min and max as a starting point.
2266     // Find the min and max partition used in previous frame at this location
2267     if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2268       MODE_INFO **prev_mi =
2269           &cm->prev_mi_grid_visible[mi_row * xd->mi_stride + mi_col];
2270       get_sb_partition_size_range(xd, prev_mi, &min_size, &max_size, bs_hist);
2271     }
2272     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64
2273     if (left_in_image) {
2274       MODE_INFO **left_sb64_mi = &mi[-MI_BLOCK_SIZE];
2275       get_sb_partition_size_range(xd, left_sb64_mi, &min_size, &max_size,
2276                                   bs_hist);
2277     }
2278     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
2279     if (above_in_image) {
2280       MODE_INFO **above_sb64_mi = &mi[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE];
2281       get_sb_partition_size_range(xd, above_sb64_mi, &min_size, &max_size,
2282                                   bs_hist);
2283     }
2284
2285     // Adjust observed min and max for "relaxed" auto partition case.
2286     if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size == RELAXED_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
2287       min_size = min_partition_size[min_size];
2288       max_size = max_partition_size[max_size];
2289     }
2290   }
2291
2292   // Check border cases where max and min from neighbors may not be legal.
2293   max_size = find_partition_size(max_size,
2294                                  row8x8_remaining, col8x8_remaining,
2295                                  &bh, &bw);
2296   // Test for blocks at the edge of the active image.
2297   // This may be the actual edge of the image or where there are formatting
2298   // bars.
2299   if (vp9_active_edge_sb(cpi, mi_row, mi_col)) {
2300     min_size = BLOCK_4X4;
2301   } else {
2302     min_size =
2303         VPXMIN(cpi->sf.rd_auto_partition_min_limit, VPXMIN(min_size, max_size));
2304   }
2305
2306   // When use_square_partition_only is true, make sure at least one square
2307   // partition is allowed by selecting the next smaller square size as
2308   // *min_block_size.
2309   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
2310       next_square_size[max_size] < min_size) {
2311      min_size = next_square_size[max_size];
2312   }
2313
2314   *min_block_size = min_size;
2315   *max_block_size = max_size;
2316 }
2317
2318 // TODO(jingning) refactor functions setting partition search range
2319 static void set_partition_range(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
2320                                 int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
2321                                 BLOCK_SIZE *min_bs, BLOCK_SIZE *max_bs) {
2322   int mi_width  = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2323   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2324   int idx, idy;
2325
2326   MODE_INFO *mi;
2327   const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
2328   MODE_INFO **prev_mi = &cm->prev_mi_grid_visible[idx_str];
2329   BLOCK_SIZE bs, min_size, max_size;
2330
2331   min_size = BLOCK_64X64;
2332   max_size = BLOCK_4X4;
2333
2334   if (prev_mi) {
2335     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2336       for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2337         mi = prev_mi[idy * cm->mi_stride + idx];
2338         bs = mi ? mi->sb_type : bsize;
2339         min_size = VPXMIN(min_size, bs);
2340         max_size = VPXMAX(max_size, bs);
2341       }
2342     }
2343   }
2344
2345   if (xd->left_available) {
2346     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2347       mi = xd->mi[idy * cm->mi_stride - 1];
2348       bs = mi ? mi->sb_type : bsize;
2349       min_size = VPXMIN(min_size, bs);
2350       max_size = VPXMAX(max_size, bs);
2351     }
2352   }
2353
2354   if (xd->up_available) {
2355     for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2356       mi = xd->mi[idx - cm->mi_stride];
2357       bs = mi ? mi->sb_type : bsize;
2358       min_size = VPXMIN(min_size, bs);
2359       max_size = VPXMAX(max_size, bs);
2360     }
2361   }
2362
2363   if (min_size == max_size) {
2364     min_size = min_partition_size[min_size];
2365     max_size = max_partition_size[max_size];
2366   }
2367
2368   *min_bs = min_size;
2369   *max_bs = max_size;
2370 }
2371
2372 static INLINE void store_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2373   memcpy(ctx->pred_mv, x->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2374 }
2375
2376 static INLINE void load_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2377   memcpy(x->pred_mv, ctx->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2378 }
2379
2380 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2381 const int num_16x16_blocks_wide_lookup[BLOCK_SIZES] =
2382   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 4, 4};
2383 const int num_16x16_blocks_high_lookup[BLOCK_SIZES] =
2384   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 2, 4, 2, 4};
2385 const int qindex_skip_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] =
2386   {0, 10, 10, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 90, 100, 100, 120};
2387 const int qindex_split_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] =
2388   {0, 3, 3, 7, 15, 15, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 120};
2389 const int complexity_16x16_blocks_threshold[BLOCK_SIZES] =
2390   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 4, 4, 6};
2391
2392 typedef enum {
2393   MV_ZERO = 0,
2394   MV_LEFT = 1,
2395   MV_UP = 2,
2396   MV_RIGHT = 3,
2397   MV_DOWN = 4,
2398   MV_INVALID
2399 } MOTION_DIRECTION;
2400
2401 static INLINE MOTION_DIRECTION get_motion_direction_fp(uint8_t fp_byte) {
2402   if (fp_byte & FPMB_MOTION_ZERO_MASK) {
2403     return MV_ZERO;
2404   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_LEFT_MASK) {
2405     return MV_LEFT;
2406   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_RIGHT_MASK) {
2407     return MV_RIGHT;
2408   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_UP_MASK) {
2409     return MV_UP;
2410   } else {
2411     return MV_DOWN;
2412   }
2413 }
2414
2415 static INLINE int get_motion_inconsistency(MOTION_DIRECTION this_mv,
2416                                            MOTION_DIRECTION that_mv) {
2417   if (this_mv == that_mv) {
2418     return 0;
2419   } else {
2420     return abs(this_mv - that_mv) == 2 ? 2 : 1;
2421   }
2422 }
2423 #endif
2424
2425 // TODO(jingning,jimbankoski,rbultje): properly skip partition types that are
2426 // unlikely to be selected depending on previous rate-distortion optimization
2427 // results, for encoding speed-up.
2428 static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2429                               TileDataEnc *tile_data,
2430                               TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
2431                               BLOCK_SIZE bsize, RD_COST *rd_cost,
2432                               int64_t best_rd, PC_TREE *pc_tree) {
2433   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2434   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2435   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2436   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2437   const int mi_step = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2438   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2439   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2440   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
2441   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
2442   int i, pl;
2443   BLOCK_SIZE subsize;
2444   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
2445   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
2446   int do_rect = 1;
2447
2448   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
2449   const int force_horz_split = (mi_row + mi_step >= cm->mi_rows);
2450   const int force_vert_split = (mi_col + mi_step >= cm->mi_cols);
2451   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
2452   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
2453
2454   BLOCK_SIZE min_size = x->min_partition_size;
2455   BLOCK_SIZE max_size = x->max_partition_size;
2456
2457 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2458   unsigned int src_diff_var = UINT_MAX;
2459   int none_complexity = 0;
2460 #endif
2461
2462   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
2463   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
2464                                bsize >= BLOCK_8X8;
2465   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
2466                                bsize >= BLOCK_8X8;
2467
2468   int64_t dist_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_dist_thr;
2469   int rate_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_rate_thr;
2470
2471   (void)*tp_orig;
2472
2473   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2474              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
2475
2476   // Adjust dist breakout threshold according to the partition size.
2477   dist_breakout_thr >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
2478       b_height_log2_lookup[bsize]);
2479   rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
2480
2481   vp9_rd_cost_init(&this_rdc);
2482   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
2483   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
2484   best_rdc.rdcost = best_rd;
2485
2486   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2487
2488   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode)
2489     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
2490
2491   if (cpi->sf.cb_partition_search && bsize == BLOCK_16X16) {
2492     int cb_partition_search_ctrl = ((pc_tree->index == 0 || pc_tree->index == 3)
2493         + get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) & 0x1;
2494
2495     if (cb_partition_search_ctrl && bsize > min_size && bsize < max_size)
2496       set_partition_range(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize, &min_size, &max_size);
2497   }
2498
2499   // Determine partition types in search according to the speed features.
2500   // The threshold set here has to be of square block size.
2501   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2502     partition_none_allowed &= (bsize <= max_size && bsize >= min_size);
2503     partition_horz_allowed &= ((bsize <= max_size && bsize > min_size) ||
2504                                 force_horz_split);
2505     partition_vert_allowed &= ((bsize <= max_size && bsize > min_size) ||
2506                                 force_vert_split);
2507     do_split &= bsize > min_size;
2508   }
2509
2510   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
2511       bsize > cpi->sf.use_square_only_threshold) {
2512     if (cpi->use_svc) {
2513       if (!vp9_active_h_edge(cpi, mi_row, mi_step) || x->e_mbd.lossless)
2514         partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2515       if (!vp9_active_v_edge(cpi, mi_row, mi_step) || x->e_mbd.lossless)
2516         partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2517     } else {
2518       partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2519       partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2520     }
2521   }
2522
2523   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2524
2525 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2526   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
2527     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2528     src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &x->plane[0].src,
2529                                                   mi_row, mi_col, bsize);
2530   }
2531 #endif
2532
2533 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2534   // Decide whether we shall split directly and skip searching NONE by using
2535   // the first pass block statistics
2536   if (cpi->use_fp_mb_stats && bsize >= BLOCK_32X32 && do_split &&
2537       partition_none_allowed && src_diff_var > 4 &&
2538       cm->base_qindex < qindex_split_threshold_lookup[bsize]) {
2539     int mb_row = mi_row >> 1;
2540     int mb_col = mi_col >> 1;
2541     int mb_row_end =
2542         VPXMIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
2543     int mb_col_end =
2544         VPXMIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
2545     int r, c;
2546
2547     // compute a complexity measure, basically measure inconsistency of motion
2548     // vectors obtained from the first pass in the current block
2549     for (r = mb_row; r < mb_row_end ; r++) {
2550       for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
2551         const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
2552
2553         MOTION_DIRECTION this_mv;
2554         MOTION_DIRECTION right_mv;
2555         MOTION_DIRECTION bottom_mv;
2556
2557         this_mv =
2558             get_motion_direction_fp(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index]);
2559
2560         // to its right
2561         if (c != mb_col_end - 1) {
2562           right_mv = get_motion_direction_fp(
2563               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + 1]);
2564           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, right_mv);
2565         }
2566
2567         // to its bottom
2568         if (r != mb_row_end - 1) {
2569           bottom_mv = get_motion_direction_fp(
2570               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + cm->mb_cols]);
2571           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, bottom_mv);
2572         }
2573
2574         // do not count its left and top neighbors to avoid double counting
2575       }
2576     }
2577
2578     if (none_complexity > complexity_16x16_blocks_threshold[bsize]) {
2579       partition_none_allowed = 0;
2580     }
2581   }
2582 #endif
2583
2584   // PARTITION_NONE
2585   if (partition_none_allowed) {
2586     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
2587                      &this_rdc, bsize, ctx, best_rdc.rdcost);
2588     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
2589       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2590         pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2591         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2592         this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2593                                  this_rdc.rate, this_rdc.dist);
2594       }
2595
2596       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2597         best_rdc = this_rdc;
2598         if (bsize >= BLOCK_8X8)
2599           pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2600
2601         // If all y, u, v transform blocks in this partition are skippable, and
2602         // the dist & rate are within the thresholds, the partition search is
2603         // terminated for current branch of the partition search tree.
2604         if (!x->e_mbd.lossless && ctx->skippable  &&
2605             ((best_rdc.dist < (dist_breakout_thr >> 2)) ||
2606              (best_rdc.dist < dist_breakout_thr &&
2607               best_rdc.rate < rate_breakout_thr))) {
2608           do_split = 0;
2609           do_rect = 0;
2610         }
2611
2612 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2613         // Check if every 16x16 first pass block statistics has zero
2614         // motion and the corresponding first pass residue is small enough.
2615         // If that is the case, check the difference variance between the
2616         // current frame and the last frame. If the variance is small enough,
2617         // stop further splitting in RD optimization
2618         if (cpi->use_fp_mb_stats && do_split != 0 &&
2619             cm->base_qindex > qindex_skip_threshold_lookup[bsize]) {
2620           int mb_row = mi_row >> 1;
2621           int mb_col = mi_col >> 1;
2622           int mb_row_end =
2623               VPXMIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
2624           int mb_col_end =
2625               VPXMIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
2626           int r, c;
2627
2628           int skip = 1;
2629           for (r = mb_row; r < mb_row_end; r++) {
2630             for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
2631               const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
2632               if (!(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
2633                     FPMB_MOTION_ZERO_MASK) ||
2634                   !(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
2635                     FPMB_ERROR_SMALL_MASK)) {
2636                 skip = 0;
2637                 break;
2638               }
2639             }
2640             if (skip == 0) {
2641               break;
2642             }
2643           }
2644           if (skip) {
2645             if (src_diff_var == UINT_MAX) {
2646               set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2647               src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(
2648                   cpi, &x->plane[0].src, mi_row, mi_col, bsize);
2649             }
2650             if (src_diff_var < 8) {
2651               do_split = 0;
2652               do_rect = 0;
2653             }
2654           }
2655         }
2656 #endif
2657       }
2658     }
2659     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2660   }
2661
2662   // store estimated motion vector
2663   if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2664     store_pred_mv(x, ctx);
2665
2666   // PARTITION_SPLIT
2667   // TODO(jingning): use the motion vectors given by the above search as
2668   // the starting point of motion search in the following partition type check.
2669   if (do_split) {
2670     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2671     if (bsize == BLOCK_8X8) {
2672       i = 4;
2673       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && partition_none_allowed)
2674         pc_tree->leaf_split[0]->pred_interp_filter =
2675             ctx->mic.interp_filter;
2676       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2677                        pc_tree->leaf_split[0], best_rdc.rdcost);
2678       if (sum_rdc.rate == INT_MAX)
2679         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2680     } else {
2681       for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
2682       const int x_idx = (i & 1) * mi_step;
2683       const int y_idx = (i >> 1) * mi_step;
2684
2685         if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
2686           continue;
2687
2688         if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2689           load_pred_mv(x, ctx);
2690
2691         pc_tree->split[i]->index = i;
2692         rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp,
2693                           mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2694                           subsize, &this_rdc,
2695                           best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
2696
2697         if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2698           sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2699           break;
2700         } else {
2701           sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2702           sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2703           sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2704         }
2705       }
2706     }
2707
2708     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && i == 4) {
2709       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2710       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2711       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2712                               sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2713
2714       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2715         best_rdc = sum_rdc;
2716         pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
2717
2718         // Rate and distortion based partition search termination clause.
2719         if (!x->e_mbd.lossless &&
2720             ((best_rdc.dist < (dist_breakout_thr >> 2)) ||
2721              (best_rdc.dist < dist_breakout_thr &&
2722               best_rdc.rate < rate_breakout_thr))) {
2723           do_rect = 0;
2724         }
2725       }
2726     } else {
2727       // skip rectangular partition test when larger block size
2728       // gives better rd cost
2729       if ((cpi->sf.less_rectangular_check) &&
2730           ((bsize > cpi->sf.use_square_only_threshold) ||
2731            (best_rdc.dist < dist_breakout_thr)))
2732         do_rect &= !partition_none_allowed;
2733     }
2734     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2735   }
2736
2737   // PARTITION_HORZ
2738   if (partition_horz_allowed &&
2739       (do_rect || vp9_active_h_edge(cpi, mi_row, mi_step))) {
2740     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
2741     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2742       load_pred_mv(x, ctx);
2743     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2744         partition_none_allowed)
2745       pc_tree->horizontal[0].pred_interp_filter =
2746           ctx->mic.interp_filter;
2747     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2748                      &pc_tree->horizontal[0], best_rdc.rdcost);
2749
2750     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + mi_step < cm->mi_rows &&
2751         bsize > BLOCK_8X8) {
2752       PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
2753       update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2754       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2755
2756       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2757         load_pred_mv(x, ctx);
2758       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2759           partition_none_allowed)
2760         pc_tree->horizontal[1].pred_interp_filter =
2761             ctx->mic.interp_filter;
2762       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + mi_step, mi_col,
2763                        &this_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1],
2764                        best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
2765       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2766         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2767       } else {
2768         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2769         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2770         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2771       }
2772     }
2773
2774     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2775       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2776       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
2777       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2778       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2779         best_rdc = sum_rdc;
2780         pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
2781
2782         if ((cpi->sf.less_rectangular_check) &&
2783             (bsize > cpi->sf.use_square_only_threshold))
2784           do_rect = 0;
2785       }
2786     }
2787     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2788   }
2789   // PARTITION_VERT
2790   if (partition_vert_allowed &&
2791       (do_rect || vp9_active_v_edge(cpi, mi_col, mi_step))) {
2792     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
2793
2794     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2795       load_pred_mv(x, ctx);
2796     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2797         partition_none_allowed)
2798       pc_tree->vertical[0].pred_interp_filter =
2799           ctx->mic.interp_filter;
2800     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2801                      &pc_tree->vertical[0], best_rdc.rdcost);
2802     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + mi_step < cm->mi_cols &&
2803         bsize > BLOCK_8X8) {
2804       update_state(cpi, td, &pc_tree->vertical[0], mi_row, mi_col, subsize, 0);
2805       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize,
2806                         &pc_tree->vertical[0]);
2807
2808       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2809         load_pred_mv(x, ctx);
2810       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2811           partition_none_allowed)
2812         pc_tree->vertical[1].pred_interp_filter =
2813             ctx->mic.interp_filter;
2814       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + mi_step,
2815                        &this_rdc, subsize,
2816                        &pc_tree->vertical[1], best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
2817       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2818         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2819       } else {
2820         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2821         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2822         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2823       }
2824     }
2825
2826     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2827       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2828       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
2829       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2830                               sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2831       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2832         best_rdc = sum_rdc;
2833         pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
2834       }
2835     }
2836     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2837   }
2838
2839   // TODO(jbb): This code added so that we avoid static analysis
2840   // warning related to the fact that best_rd isn't used after this
2841   // point.  This code should be refactored so that the duplicate
2842   // checks occur in some sub function and thus are used...
2843   (void) best_rd;
2844   *rd_cost = best_rdc;
2845
2846   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX &&
2847       pc_tree->index != 3) {
2848     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2849     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
2850               bsize, pc_tree);
2851   }
2852
2853   if (bsize == BLOCK_64X64) {
2854     assert(tp_orig < *tp);
2855     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
2856     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
2857   } else {
2858     assert(tp_orig == *tp);
2859   }
2860 }
2861
2862 static void encode_rd_sb_row(VP9_COMP *cpi,
2863                              ThreadData *td,
2864                              TileDataEnc *tile_data,
2865                              int mi_row,
2866                              TOKENEXTRA **tp) {
2867   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2868   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2869   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2870   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2871   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
2872   int mi_col;
2873
2874   // Initialize the left context for the new SB row
2875   memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
2876   memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
2877
2878   // Code each SB in the row
2879   for (mi_col = tile_info->mi_col_start; mi_col < tile_info->mi_col_end;
2880        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
2881     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
2882     int dummy_rate;
2883     int64_t dummy_dist;
2884     RD_COST dummy_rdc;
2885     int i;
2886     int seg_skip = 0;
2887
2888     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
2889     MODE_INFO **mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
2890
2891     if (sf->adaptive_pred_interp_filter) {
2892       for (i = 0; i < 64; ++i)
2893         td->leaf_tree[i].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2894
2895       for (i = 0; i < 64; ++i) {
2896         td->pc_tree[i].vertical[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2897         td->pc_tree[i].vertical[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2898         td->pc_tree[i].horizontal[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2899         td->pc_tree[i].horizontal[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2900       }
2901     }
2902
2903     vp9_zero(x->pred_mv);
2904     td->pc_root->index = 0;
2905
2906     if (seg->enabled) {
2907       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
2908                                                  : cm->last_frame_seg_map;
2909       int segment_id = get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
2910       seg_skip = segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
2911     }
2912
2913     x->source_variance = UINT_MAX;
2914     if (sf->partition_search_type == FIXED_PARTITION || seg_skip) {
2915       const BLOCK_SIZE bsize =
2916           seg_skip ? BLOCK_64X64 : sf->always_this_block_size;
2917       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2918       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
2919       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
2920                        BLOCK_64X64, &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
2921     } else if (cpi->partition_search_skippable_frame) {
2922       BLOCK_SIZE bsize;
2923       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2924       bsize = get_rd_var_based_fixed_partition(cpi, x, mi_row, mi_col);
2925       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
2926       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
2927                        BLOCK_64X64, &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
2928     } else if (sf->partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION &&
2929                cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2930       choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
2931       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
2932                        BLOCK_64X64, &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
2933     } else {
2934       // If required set upper and lower partition size limits
2935       if (sf->auto_min_max_partition_size) {
2936         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2937         rd_auto_partition_range(cpi, tile_info, xd, mi_row, mi_col,
2938                                 &x->min_partition_size,
2939                                 &x->max_partition_size);
2940       }
2941       rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2942                         &dummy_rdc, INT64_MAX, td->pc_root);
2943     }
2944   }
2945 }
2946
2947 static void init_encode_frame_mb_context(VP9_COMP *cpi) {
2948   MACROBLOCK *const x = &cpi->td.mb;
2949   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2950   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2951   const int aligned_mi_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols);
2952
2953   // Copy data over into macro block data structures.
2954   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, 0, 0);
2955
2956   vp9_setup_block_planes(&x->e_mbd, cm->subsampling_x, cm->subsampling_y);
2957
2958   // Note: this memset assumes above_context[0], [1] and [2]
2959   // are allocated as part of the same buffer.
2960   memset(xd->above_context[0], 0,
2961          sizeof(*xd->above_context[0]) *
2962          2 * aligned_mi_cols * MAX_MB_PLANE);
2963   memset(xd->above_seg_context, 0,
2964          sizeof(*xd->above_seg_context) * aligned_mi_cols);
2965 }
2966
2967 static int check_dual_ref_flags(VP9_COMP *cpi) {
2968   const int ref_flags = cpi->ref_frame_flags;
2969
2970   if (segfeature_active(&cpi->common.seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
2971     return 0;
2972   } else {
2973     return (!!(ref_flags & VP9_GOLD_FLAG) + !!(ref_flags & VP9_LAST_FLAG)
2974         + !!(ref_flags & VP9_ALT_FLAG)) >= 2;
2975   }
2976 }
2977
2978 static void reset_skip_tx_size(VP9_COMMON *cm, TX_SIZE max_tx_size) {
2979   int mi_row, mi_col;
2980   const int mis = cm->mi_stride;
2981   MODE_INFO **mi_ptr = cm->mi_grid_visible;
2982
2983   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; ++mi_row, mi_ptr += mis) {
2984     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; ++mi_col) {
2985       if (mi_ptr[mi_col]->tx_size > max_tx_size)
2986         mi_ptr[mi_col]->tx_size = max_tx_size;
2987     }
2988   }
2989 }
2990
2991 static MV_REFERENCE_FRAME get_frame_type(const VP9_COMP *cpi) {
2992   if (frame_is_intra_only(&cpi->common))
2993     return INTRA_FRAME;
2994   else if (cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && cpi->refresh_golden_frame)
2995     return ALTREF_FRAME;
2996   else if (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)
2997     return GOLDEN_FRAME;
2998   else
2999     return LAST_FRAME;
3000 }
3001
3002 static TX_MODE select_tx_mode(const VP9_COMP *cpi, MACROBLOCKD *const xd) {
3003   if (xd->lossless)
3004     return ONLY_4X4;
3005   if (cpi->common.frame_type == KEY_FRAME &&
3006       cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
3007     return ALLOW_16X16;
3008   if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL)
3009     return ALLOW_32X32;
3010   else if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_FULL_RD||
3011            cpi->sf.tx_size_search_method == USE_TX_8X8)
3012     return TX_MODE_SELECT;
3013   else
3014     return cpi->common.tx_mode;
3015 }
3016
3017 static void hybrid_intra_mode_search(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *const x,
3018                                      RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
3019                                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
3020   if (bsize < BLOCK_16X16)
3021     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, INT64_MAX);
3022   else
3023     vp9_pick_intra_mode(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
3024 }
3025
3026 static void nonrd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi,
3027                                 TileDataEnc *tile_data, MACROBLOCK *const x,
3028                                 int mi_row, int mi_col, RD_COST *rd_cost,
3029                                 BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
3030   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3031   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3032   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3033   MODE_INFO *mi;
3034   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
3035   mi = xd->mi[0];
3036   mi->sb_type = bsize;
3037
3038   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled)
3039     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(mi->segment_id))
3040       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
3041
3042   if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
3043     hybrid_intra_mode_search(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
3044   else if (segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
3045     set_mode_info_seg_skip(x, cm->tx_mode, rd_cost, bsize);
3046   else if (bsize >= BLOCK_8X8)
3047     vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile_data, mi_row, mi_col,
3048                         rd_cost, bsize, ctx);
3049   else
3050     vp9_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, x, mi_row, mi_col,
3051                                rd_cost, bsize, ctx);
3052
3053   duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
3054
3055   if (rd_cost->rate == INT_MAX)
3056     vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
3057
3058   ctx->rate = rd_cost->rate;
3059   ctx->dist = rd_cost->dist;
3060 }
3061
3062 static void fill_mode_info_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCK *x,
3063                               int mi_row, int mi_col,
3064                               BLOCK_SIZE bsize,
3065                               PC_TREE *pc_tree) {
3066   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
3067   int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3068   PARTITION_TYPE partition = pc_tree->partitioning;
3069   BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, partition);
3070
3071   assert(bsize >= BLOCK_8X8);
3072
3073   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
3074     return;
3075
3076   switch (partition) {
3077     case PARTITION_NONE:
3078       set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
3079       *(xd->mi[0]) = pc_tree->none.mic;
3080       *(x->mbmi_ext) = pc_tree->none.mbmi_ext;
3081       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
3082       break;
3083     case PARTITION_VERT:
3084       set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
3085       *(xd->mi[0]) = pc_tree->vertical[0].mic;
3086       *(x->mbmi_ext) = pc_tree->vertical[0].mbmi_ext;
3087       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
3088
3089       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
3090         set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col + hbs);
3091         *(xd->mi[0]) = pc_tree->vertical[1].mic;
3092         *(x->mbmi_ext) = pc_tree->vertical[1].mbmi_ext;
3093         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs, subsize);
3094       }
3095       break;
3096     case PARTITION_HORZ:
3097       set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
3098       *(xd->mi[0]) = pc_tree->horizontal[0].mic;
3099       *(x->mbmi_ext) = pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext;
3100       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
3101       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3102         set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row + hbs, mi_col);
3103         *(xd->mi[0]) = pc_tree->horizontal[1].mic;
3104         *(x->mbmi_ext) = pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext;
3105         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col, subsize);
3106       }
3107       break;
3108     case PARTITION_SPLIT: {
3109       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, subsize, pc_tree->split[0]);
3110       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col + hbs, subsize,
3111                         pc_tree->split[1]);
3112       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col, subsize,
3113                         pc_tree->split[2]);
3114       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
3115                         pc_tree->split[3]);
3116       break;
3117     }
3118     default:
3119       break;
3120   }
3121 }
3122
3123 // Reset the prediction pixel ready flag recursively.
3124 static void pred_pixel_ready_reset(PC_TREE *pc_tree, BLOCK_SIZE bsize) {
3125   pc_tree->none.pred_pixel_ready = 0;
3126   pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 0;
3127   pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 0;
3128   pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 0;
3129   pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 0;
3130
3131   if (bsize > BLOCK_8X8) {
3132     BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3133     int i;
3134     for (i = 0; i < 4; ++i)
3135       pred_pixel_ready_reset(pc_tree->split[i], subsize);
3136   }
3137 }
3138
3139 static void nonrd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3140                                  TileDataEnc *tile_data,
3141                                  TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
3142                                  int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, RD_COST *rd_cost,
3143                                  int do_recon, int64_t best_rd,
3144                                  PC_TREE *pc_tree) {
3145   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3146   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3147   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3148   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3149   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3150   const int ms = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
3151   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
3152   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
3153   int i;
3154   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
3155   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
3156   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
3157   int do_rect = 1;
3158   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
3159   const int force_horz_split = (mi_row + ms >= cm->mi_rows);
3160   const int force_vert_split = (mi_col + ms >= cm->mi_cols);
3161   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
3162   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
3163
3164   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
3165   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
3166                                bsize >= BLOCK_8X8;
3167   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
3168                                bsize >= BLOCK_8X8;
3169   (void) *tp_orig;
3170
3171   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
3172              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
3173
3174   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
3175   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
3176   best_rdc.rdcost = best_rd;
3177
3178   // Determine partition types in search according to the speed features.
3179   // The threshold set here has to be of square block size.
3180   if (sf->auto_min_max_partition_size) {
3181     partition_none_allowed &= (bsize <= x->max_partition_size &&
3182                                bsize >= x->min_partition_size);
3183     partition_horz_allowed &= ((bsize <= x->max_partition_size &&
3184                                 bsize > x->min_partition_size) ||
3185                                 force_horz_split);
3186     partition_vert_allowed &= ((bsize <= x->max_partition_size &&
3187                                 bsize > x->min_partition_size) ||
3188                                 force_vert_split);
3189     do_split &= bsize > x->min_partition_size;
3190   }
3191   if (sf->use_square_partition_only) {
3192     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
3193     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
3194   }
3195
3196   ctx->pred_pixel_ready = !(partition_vert_allowed ||
3197                             partition_horz_allowed ||
3198                             do_split);
3199
3200   // PARTITION_NONE
3201   if (partition_none_allowed) {
3202     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
3203                         &this_rdc, bsize, ctx);
3204     ctx->mic = *xd->mi[0];
3205     ctx->mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3206     ctx->skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3207     ctx->skip = x->skip;
3208
3209     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
3210       int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3211       this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
3212       this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
3213                               this_rdc.rate, this_rdc.dist);
3214       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3215         int64_t dist_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_dist_thr;
3216         int64_t rate_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_rate_thr;
3217
3218         dist_breakout_thr >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
3219             b_height_log2_lookup[bsize]);
3220
3221         rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
3222
3223         best_rdc = this_rdc;
3224         if (bsize >= BLOCK_8X8)
3225           pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
3226
3227         if (!x->e_mbd.lossless &&
3228             this_rdc.rate < rate_breakout_thr &&
3229             this_rdc.dist < dist_breakout_thr) {
3230           do_split = 0;
3231           do_rect = 0;
3232         }
3233       }
3234     }
3235   }
3236
3237   // store estimated motion vector
3238   store_pred_mv(x, ctx);
3239
3240   // PARTITION_SPLIT
3241   if (do_split) {
3242     int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3243     sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
3244     sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3245     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3246     for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
3247       const int x_idx = (i & 1) * ms;
3248       const int y_idx = (i >> 1) * ms;
3249
3250       if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
3251         continue;
3252       load_pred_mv(x, ctx);
3253       nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp,
3254                            mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
3255                            subsize, &this_rdc, 0,
3256                            best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
3257
3258       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3259         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3260       } else {
3261         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3262         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3263         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
3264       }
3265     }
3266
3267     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3268       best_rdc = sum_rdc;
3269       pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
3270     } else {
3271       // skip rectangular partition test when larger block size
3272       // gives better rd cost
3273       if (sf->less_rectangular_check)
3274         do_rect &= !partition_none_allowed;
3275     }
3276   }
3277
3278   // PARTITION_HORZ
3279   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
3280     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
3281     if (sf->adaptive_motion_search)
3282       load_pred_mv(x, ctx);
3283     pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3284     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3285                         &pc_tree->horizontal[0]);
3286
3287     pc_tree->horizontal[0].mic = *xd->mi[0];
3288     pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3289     pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3290     pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3291
3292     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + ms < cm->mi_rows) {
3293       load_pred_mv(x, ctx);
3294       pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3295       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + ms, mi_col,
3296                           &this_rdc, subsize,
3297                           &pc_tree->horizontal[1]);
3298
3299       pc_tree->horizontal[1].mic = *xd->mi[0];
3300       pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3301       pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3302       pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3303
3304       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3305         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3306       } else {
3307         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3308         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
3309         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3310         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3311         sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
3312                                 sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3313       }
3314     }
3315
3316     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3317       best_rdc = sum_rdc;
3318       pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
3319     } else {
3320       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
3321     }
3322   }
3323
3324   // PARTITION_VERT
3325   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
3326     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
3327     if (sf->adaptive_motion_search)
3328       load_pred_mv(x, ctx);
3329     pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3330     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3331                         &pc_tree->vertical[0]);
3332     pc_tree->vertical[0].mic = *xd->mi[0];
3333     pc_tree->vertical[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3334     pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3335     pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3336
3337     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + ms < cm->mi_cols) {
3338       load_pred_mv(x, ctx);
3339       pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3340       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + ms,
3341                           &this_rdc, subsize,
3342                           &pc_tree->vertical[1]);
3343       pc_tree->vertical[1].mic = *xd->mi[0];
3344       pc_tree->vertical[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3345       pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3346       pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3347
3348       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3349         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3350       } else {
3351         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3352         sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
3353         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3354         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3355         sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
3356                                 sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3357       }
3358     }
3359
3360     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3361       best_rdc = sum_rdc;
3362       pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
3363     } else {
3364       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
3365     }
3366   }
3367
3368   *rd_cost = best_rdc;
3369
3370   if (best_rdc.rate == INT_MAX) {
3371     vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
3372     return;
3373   }
3374
3375   // update mode info array
3376   fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, bsize, pc_tree);
3377
3378   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX && do_recon) {
3379     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
3380     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3381                  bsize, pc_tree);
3382   }
3383
3384   if (bsize == BLOCK_64X64 && do_recon) {
3385     assert(tp_orig < *tp);
3386     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
3387     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
3388   } else {
3389     assert(tp_orig == *tp);
3390   }
3391 }
3392
3393 static void nonrd_select_partition(VP9_COMP *cpi,
3394                                    ThreadData *td,
3395                                    TileDataEnc *tile_data,
3396                                    MODE_INFO **mi,
3397                                    TOKENEXTRA **tp,
3398                                    int mi_row, int mi_col,
3399                                    BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
3400                                    RD_COST *rd_cost, PC_TREE *pc_tree) {
3401   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3402   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3403   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3404   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3405   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3406   const int mis = cm->mi_stride;
3407   PARTITION_TYPE partition;
3408   BLOCK_SIZE subsize;
3409   RD_COST this_rdc;
3410
3411   vp9_rd_cost_reset(&this_rdc);
3412   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
3413     return;
3414
3415   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0]->sb_type : BLOCK_4X4;
3416   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
3417
3418   if (bsize == BLOCK_32X32 && subsize == BLOCK_32X32) {
3419     x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
3420     x->min_partition_size = BLOCK_16X16;
3421     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize,
3422                          rd_cost, 0, INT64_MAX, pc_tree);
3423   } else if (bsize == BLOCK_32X32 && partition != PARTITION_NONE &&
3424              subsize >= BLOCK_16X16) {
3425     x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
3426     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3427     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize,
3428                          rd_cost, 0, INT64_MAX, pc_tree);
3429   } else if (bsize == BLOCK_16X16 && partition != PARTITION_NONE) {
3430     x->max_partition_size = BLOCK_16X16;
3431     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3432     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize,
3433                          rd_cost, 0, INT64_MAX, pc_tree);
3434   } else {
3435     switch (partition) {
3436       case PARTITION_NONE:
3437         pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
3438         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
3439                             subsize, &pc_tree->none);
3440         pc_tree->none.mic = *xd->mi[0];
3441         pc_tree->none.mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3442         pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3443         pc_tree->none.skip = x->skip;
3444         break;
3445       case PARTITION_VERT:
3446         pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3447         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
3448                             subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3449         pc_tree->vertical[0].mic = *xd->mi[0];
3450         pc_tree->vertical[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3451         pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3452         pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3453         if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
3454           pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3455           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs,
3456                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3457           pc_tree->vertical[1].mic = *xd->mi[0];
3458           pc_tree->vertical[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3459           pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3460           pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3461           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3462               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3463             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3464             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3465           }
3466         }
3467         break;
3468       case PARTITION_HORZ:
3469         pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3470         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
3471                             subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3472         pc_tree->horizontal[0].mic = *xd->mi[0];
3473         pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3474         pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3475         pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3476         if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3477           pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3478           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col,
3479                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3480           pc_tree->horizontal[1].mic = *xd->mi[0];
3481           pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3482           pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3483           pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3484           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3485               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3486             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3487             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3488           }
3489         }
3490         break;
3491       case PARTITION_SPLIT:
3492         subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3493         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3494                                subsize, output_enabled, rd_cost,
3495                                pc_tree->split[0]);
3496         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp,
3497                                mi_row, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3498                                &this_rdc, pc_tree->split[1]);
3499         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3500             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3501           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3502           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3503         }
3504         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
3505                                mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
3506                                &this_rdc, pc_tree->split[2]);
3507         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3508             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3509           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3510           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3511         }
3512         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
3513                                mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
3514                                output_enabled, &this_rdc, pc_tree->split[3]);
3515         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3516             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3517           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3518           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3519         }
3520         break;
3521       default:
3522         assert(0 && "Invalid partition type.");
3523         break;
3524     }
3525   }
3526
3527   if (bsize == BLOCK_64X64 && output_enabled)
3528     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, 1, bsize, pc_tree);
3529 }
3530
3531
3532 static void nonrd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
3533                                 ThreadData *td,
3534                                 TileDataEnc *tile_data,
3535                                 MODE_INFO **mi,
3536                                 TOKENEXTRA **tp,
3537                                 int mi_row, int mi_col,
3538                                 BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
3539                                 RD_COST *dummy_cost, PC_TREE *pc_tree) {
3540   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3541   TileInfo *tile_info = &tile_data->tile_info;
3542   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3543   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3544   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3545   const int mis = cm->mi_stride;
3546   PARTITION_TYPE partition;
3547   BLOCK_SIZE subsize;
3548
3549   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
3550     return;
3551
3552   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0]->sb_type : BLOCK_4X4;
3553   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
3554
3555   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4) {
3556     int ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3557     td->counts->partition[ctx][partition]++;
3558   }
3559
3560   switch (partition) {
3561     case PARTITION_NONE:
3562       pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
3563       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3564                           subsize, &pc_tree->none);
3565       pc_tree->none.mic = *xd->mi[0];
3566       pc_tree->none.mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3567       pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3568       pc_tree->none.skip = x->skip;
3569       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3570                   subsize, &pc_tree->none);
3571       break;
3572     case PARTITION_VERT:
3573       pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3574       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3575                           subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3576       pc_tree->vertical[0].mic = *xd->mi[0];
3577       pc_tree->vertical[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3578       pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3579       pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3580       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3581                   subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3582       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
3583         pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3584         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs,
3585                             dummy_cost, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3586         pc_tree->vertical[1].mic = *xd->mi[0];
3587         pc_tree->vertical[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3588         pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3589         pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3590         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col + hbs,
3591                     output_enabled, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3592       }
3593       break;
3594     case PARTITION_HORZ:
3595       pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3596       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3597                           subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3598       pc_tree->horizontal[0].mic = *xd->mi[0];
3599       pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3600       pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3601       pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3602       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3603                   subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3604
3605       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
3606         pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3607         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col,
3608                             dummy_cost, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3609         pc_tree->horizontal[1].mic = *xd->mi[0];
3610         pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
3611         pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3612         pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3613         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row + hbs, mi_col,
3614                     output_enabled, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3615       }
3616       break;
3617     case PARTITION_SPLIT:
3618       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3619       if (bsize == BLOCK_8X8) {
3620         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3621                             subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
3622         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col,
3623                     output_enabled, subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
3624       } else {
3625         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3626                             subsize, output_enabled, dummy_cost,
3627                             pc_tree->split[0]);
3628         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp,
3629                             mi_row, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3630                             dummy_cost, pc_tree->split[1]);
3631         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
3632                             mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
3633                             dummy_cost, pc_tree->split[2]);
3634         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
3635                             mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3636                             dummy_cost, pc_tree->split[3]);
3637       }
3638       break;
3639     default:
3640       assert(0 && "Invalid partition type.");
3641       break;
3642   }
3643
3644   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
3645     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
3646 }
3647
3648 static void encode_nonrd_sb_row(VP9_COMP *cpi,
3649                                 ThreadData *td,
3650                                 TileDataEnc *tile_data,
3651                                 int mi_row,
3652                                 TOKENEXTRA **tp) {
3653   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3654   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3655   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3656   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3657   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3658   int mi_col;
3659
3660   // Initialize the left context for the new SB row
3661   memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
3662   memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
3663
3664   // Code each SB in the row
3665   for (mi_col = tile_info->mi_col_start; mi_col < tile_info->mi_col_end;
3666        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
3667     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
3668     RD_COST dummy_rdc;
3669     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
3670     MODE_INFO **mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
3671     PARTITION_SEARCH_TYPE partition_search_type = sf->partition_search_type;
3672     BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
3673     int seg_skip = 0;
3674     x->source_variance = UINT_MAX;
3675     vp9_zero(x->pred_mv);
3676     vp9_rd_cost_init(&dummy_rdc);
3677     x->color_sensitivity[0] = 0;
3678     x->color_sensitivity[1] = 0;
3679     x->sb_is_skin = 0;
3680
3681     if (seg->enabled) {
3682       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
3683                                                  : cm->last_frame_seg_map;
3684       int segment_id = get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
3685       seg_skip = segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
3686       if (seg_skip) {
3687         partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3688       }
3689     }
3690
3691     // Set the partition type of the 64X64 block
3692     switch (partition_search_type) {
3693       case VAR_BASED_PARTITION:
3694         // TODO(jingning, marpan): The mode decision and encoding process
3695         // support both intra and inter sub8x8 block coding for RTC mode.
3696         // Tune the thresholds accordingly to use sub8x8 block coding for
3697         // coding performance improvement.
3698         choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
3699         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3700                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3701         break;
3702       case SOURCE_VAR_BASED_PARTITION:
3703         set_source_var_based_partition(cpi, tile_info, x, mi, mi_row, mi_col);
3704         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3705                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3706         break;
3707       case FIXED_PARTITION:
3708         if (!seg_skip)
3709           bsize = sf->always_this_block_size;
3710         set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
3711         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3712                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3713         break;
3714       case REFERENCE_PARTITION:
3715         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
3716         if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled &&
3717             xd->mi[0]->segment_id) {
3718           // Use lower max_partition_size for low resoultions.
3719           if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288)
3720             x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
3721           else
3722             x->max_partition_size = BLOCK_64X64;
3723           x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3724           nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col,
3725                                BLOCK_64X64, &dummy_rdc, 1,
3726                                INT64_MAX, td->pc_root);
3727         } else {
3728           choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
3729           // TODO(marpan): Seems like nonrd_select_partition does not support
3730           // 4x4 partition. Since 4x4 is used on key frame, use this switch
3731           // for now.
3732           if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
3733             nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3734                                 BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3735           else
3736             nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3737                                    BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3738         }
3739
3740         break;
3741       default:
3742         assert(0);
3743         break;
3744     }
3745   }
3746 }
3747 // end RTC play code
3748
3749 static int set_var_thresh_from_histogram(VP9_COMP *cpi) {
3750   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3751   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3752
3753   const uint8_t *src = cpi->Source->y_buffer;
3754   const uint8_t *last_src = cpi->Last_Source->y_buffer;
3755   const int src_stride = cpi->Source->y_stride;
3756   const int last_stride = cpi->Last_Source->y_stride;
3757
3758   // Pick cutoff threshold
3759   const int cutoff = (VPXMIN(cm->width, cm->height) >= 720) ?
3760       (cm->MBs * VAR_HIST_LARGE_CUT_OFF / 100) :
3761       (cm->MBs * VAR_HIST_SMALL_CUT_OFF / 100);
3762   DECLARE_ALIGNED(16, int, hist[VAR_HIST_BINS]);
3763   diff *var16 = cpi->source_diff_var;
3764
3765   int sum = 0;
3766   int i, j;
3767
3768   memset(hist, 0, VAR_HIST_BINS * sizeof(hist[0]));
3769
3770   for (i = 0; i < cm->mb_rows; i++) {
3771     for (j = 0; j < cm->mb_cols; j++) {
3772 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3773       if (cm->use_highbitdepth) {
3774         switch (cm->bit_depth) {
3775           case VPX_BITS_8:
3776             vpx_highbd_8_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3777                                    &var16->sse, &var16->sum);
3778             break;
3779           case VPX_BITS_10:
3780             vpx_highbd_10_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3781                                     &var16->sse, &var16->sum);
3782             break;
3783           case VPX_BITS_12:
3784             vpx_highbd_12_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3785                                       &var16->sse, &var16->sum);
3786             break;
3787           default:
3788             assert(0 && "cm->bit_depth should be VPX_BITS_8, VPX_BITS_10"
3789                    " or VPX_BITS_12");
3790             return -1;
3791         }
3792       } else {
3793         vpx_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3794                         &var16->sse, &var16->sum);
3795       }
3796 #else
3797       vpx_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3798                       &var16->sse, &var16->sum);
3799 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3800       var16->var = var16->sse -
3801           (((uint32_t)var16->sum * var16->sum) >> 8);
3802
3803       if (var16->var >= VAR_HIST_MAX_BG_VAR)
3804         hist[VAR_HIST_BINS - 1]++;
3805       else
3806         hist[var16->var / VAR_HIST_FACTOR]++;
3807
3808       src += 16;
3809       last_src += 16;
3810       var16++;
3811     }
3812
3813     src = src - cm->mb_cols * 16 + 16 * src_stride;
3814     last_src = last_src - cm->mb_cols * 16 + 16 * last_stride;
3815   }
3816
3817   cpi->source_var_thresh = 0;
3818
3819   if (hist[VAR_HIST_BINS - 1] < cutoff) {
3820     for (i = 0; i < VAR_HIST_BINS - 1; i++) {
3821       sum += hist[i];
3822
3823       if (sum > cutoff) {
3824         cpi->source_var_thresh = (i + 1) * VAR_HIST_FACTOR;
3825         return 0;
3826       }
3827     }
3828   }
3829
3830   return sf->search_type_check_frequency;
3831 }
3832
3833 static void source_var_based_partition_search_method(VP9_COMP *cpi) {
3834   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3835   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3836
3837   if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
3838     // For key frame, use SEARCH_PARTITION.
3839     sf->partition_search_type = SEARCH_PARTITION;
3840   } else if (cm->intra_only) {
3841     sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3842   } else {
3843     if (cm->last_width != cm->width || cm->last_height != cm->height) {
3844       if (cpi->source_diff_var)
3845         vpx_free(cpi->source_diff_var);
3846
3847       CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->source_diff_var,
3848                       vpx_calloc(cm->MBs, sizeof(diff)));
3849     }
3850
3851     if (!cpi->frames_till_next_var_check)
3852       cpi->frames_till_next_var_check = set_var_thresh_from_histogram(cpi);
3853
3854     if (cpi->frames_till_next_var_check > 0) {
3855       sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3856       cpi->frames_till_next_var_check--;
3857     }
3858   }
3859 }
3860
3861 static int get_skip_encode_frame(const VP9_COMMON *cm, ThreadData *const td) {
3862   unsigned int intra_count = 0, inter_count = 0;
3863   int j;
3864
3865   for (j = 0; j < INTRA_INTER_CONTEXTS; ++j) {
3866     intra_count += td->counts->intra_inter[j][0];
3867     inter_count += td->counts->intra_inter[j][1];
3868   }
3869
3870   return (intra_count << 2) < inter_count &&
3871          cm->frame_type != KEY_FRAME &&
3872          cm->show_frame;
3873 }
3874
3875 void vp9_init_tile_data(VP9_COMP *cpi) {
3876   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3877   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3878   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
3879   int tile_col, tile_row;
3880   TOKENEXTRA *pre_tok = cpi->tile_tok[0][0];
3881   int tile_tok = 0;
3882
3883   if (cpi->tile_data == NULL || cpi->allocated_tiles < tile_cols * tile_rows) {
3884     if (cpi->tile_data != NULL)
3885       vpx_free(cpi->tile_data);
3886     CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->tile_data,
3887         vpx_malloc(tile_cols * tile_rows * sizeof(*cpi->tile_data)));
3888     cpi->allocated_tiles = tile_cols * tile_rows;
3889
3890     for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
3891       for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
3892         TileDataEnc *tile_data =
3893             &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
3894         int i, j;
3895         for (i = 0; i < BLOCK_SIZES; ++i) {
3896           for (j = 0; j < MAX_MODES; ++j) {
3897             tile_data->thresh_freq_fact[i][j] = 32;
3898             tile_data->mode_map[i][j] = j;
3899           }
3900         }
3901       }
3902   }
3903
3904   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row) {
3905     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
3906       TileInfo *tile_info =
3907           &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col].tile_info;
3908       vp9_tile_init(tile_info, cm, tile_row, tile_col);
3909
3910       cpi->tile_tok[tile_row][tile_col] = pre_tok + tile_tok;
3911       pre_tok = cpi->tile_tok[tile_row][tile_col];
3912       tile_tok = allocated_tokens(*tile_info);
3913     }
3914   }
3915 }
3916
3917 void vp9_encode_tile(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3918                      int tile_row, int tile_col) {
3919   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3920   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3921   TileDataEnc *this_tile =
3922       &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
3923   const TileInfo * const tile_info = &this_tile->tile_info;
3924   TOKENEXTRA *tok = cpi->tile_tok[tile_row][tile_col];
3925   int mi_row;
3926
3927   // Set up pointers to per thread motion search counters.
3928   td->mb.m_search_count_ptr = &td->rd_counts.m_search_count;
3929   td->mb.ex_search_count_ptr = &td->rd_counts.ex_search_count;
3930
3931   for (mi_row = tile_info->mi_row_start; mi_row < tile_info->mi_row_end;
3932        mi_row += MI_BLOCK_SIZE) {
3933     if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
3934       encode_nonrd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
3935     else
3936       encode_rd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
3937   }
3938   cpi->tok_count[tile_row][tile_col] =
3939       (unsigned int)(tok - cpi->tile_tok[tile_row][tile_col]);
3940   assert(tok - cpi->tile_tok[tile_row][tile_col] <=
3941       allocated_tokens(*tile_info));
3942 }
3943
3944 static void encode_tiles(VP9_COMP *cpi) {
3945   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3946   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3947   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
3948   int tile_col, tile_row;
3949
3950   vp9_init_tile_data(cpi);
3951
3952   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
3953     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col)
3954       vp9_encode_tile(cpi, &cpi->td, tile_row, tile_col);
3955 }
3956
3957 #if CONFIG_FP_MB_STATS
3958 static int input_fpmb_stats(FIRSTPASS_MB_STATS *firstpass_mb_stats,
3959                             VP9_COMMON *cm, uint8_t **this_frame_mb_stats) {
3960   uint8_t *mb_stats_in = firstpass_mb_stats->mb_stats_start +
3961       cm->current_video_frame * cm->MBs * sizeof(uint8_t);
3962
3963   if (mb_stats_in > firstpass_mb_stats->mb_stats_end)
3964     return EOF;
3965
3966   *this_frame_mb_stats = mb_stats_in;
3967
3968   return 1;
3969 }
3970 #endif
3971
3972 static void encode_frame_internal(VP9_COMP *cpi) {
3973   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3974   ThreadData *const td = &cpi->td;
3975   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3976   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3977   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3978   RD_COUNTS *const rdc = &cpi->td.rd_counts;
3979
3980   xd->mi = cm->mi_grid_visible;
3981   xd->mi[0] = cm->mi;
3982
3983   vp9_zero(*td->counts);
3984   vp9_zero(rdc->coef_counts);
3985   vp9_zero(rdc->comp_pred_diff);
3986   vp9_zero(rdc->filter_diff);
3987   rdc->m_search_count = 0;   // Count of motion search hits.
3988   rdc->ex_search_count = 0;  // Exhaustive mesh search hits.
3989
3990
3991   xd->lossless = cm->base_qindex == 0 &&
3992                  cm->y_dc_delta_q == 0 &&
3993                  cm->uv_dc_delta_q == 0 &&
3994                  cm->uv_ac_delta_q == 0;
3995
3996 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3997   if (cm->use_highbitdepth)
3998     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_highbd_fwht4x4 : vpx_highbd_fdct4x4;
3999   else
4000     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vpx_fdct4x4;
4001   x->highbd_itxm_add = xd->lossless ? vp9_highbd_iwht4x4_add :
4002                                       vp9_highbd_idct4x4_add;
4003 #else
4004   x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vpx_fdct4x4;
4005 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
4006   x->itxm_add = xd->lossless ? vp9_iwht4x4_add : vp9_idct4x4_add;
4007
4008   if (xd->lossless)
4009     x->optimize = 0;
4010
4011   cm->tx_mode = select_tx_mode(cpi, xd);
4012
4013   vp9_frame_init_quantizer(cpi);
4014
4015   vp9_initialize_rd_consts(cpi);
4016   vp9_initialize_me_consts(cpi, x, cm->base_qindex);
4017   init_encode_frame_mb_context(cpi);
4018   cm->use_prev_frame_mvs = !cm->error_resilient_mode &&
4019                            cm->width == cm->last_width &&
4020                            cm->height == cm->last_height &&
4021                            !cm->intra_only &&
4022                            cm->last_show_frame;
4023   // Special case: set prev_mi to NULL when the previous mode info
4024   // context cannot be used.
4025   cm->prev_mi = cm->use_prev_frame_mvs ?
4026                 cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 : NULL;
4027
4028   x->quant_fp = cpi->sf.use_quant_fp;
4029   vp9_zero(x->skip_txfm);
4030   if (sf->use_nonrd_pick_mode) {
4031     // Initialize internal buffer pointers for rtc coding, where non-RD
4032     // mode decision is used and hence no buffer pointer swap needed.
4033     int i;
4034     struct macroblock_plane *const p = x->plane;
4035     struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
4036     PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &cpi->td.pc_root->none;
4037
4038     for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
4039       p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
4040       p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
4041       pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
4042       p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
4043     }
4044     vp9_zero(x->zcoeff_blk);
4045
4046     if (cm->frame_type != KEY_FRAME &&
4047         cpi->rc.frames_since_golden == 0 &&
4048         !cpi->use_svc)
4049       cpi->ref_frame_flags &= (~VP9_GOLD_FLAG);
4050
4051     if (sf->partition_search_type == SOURCE_VAR_BASED_PARTITION)
4052       source_var_based_partition_search_method(cpi);
4053   }
4054
4055   {
4056     struct vpx_usec_timer emr_timer;
4057     vpx_usec_timer_start(&emr_timer);
4058
4059 #if CONFIG_FP_MB_STATS
4060   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
4061     input_fpmb_stats(&cpi->twopass.firstpass_mb_stats, cm,
4062                      &cpi->twopass.this_frame_mb_stats);
4063   }
4064 #endif
4065
4066     // If allowed, encoding tiles in parallel with one thread handling one tile.
4067     if (VPXMIN(cpi->oxcf.max_threads, 1 << cm->log2_tile_cols) > 1)
4068       vp9_encode_tiles_mt(cpi);
4069     else
4070       encode_tiles(cpi);
4071
4072     vpx_usec_timer_mark(&emr_timer);
4073     cpi->time_encode_sb_row += vpx_usec_timer_elapsed(&emr_timer);
4074   }
4075
4076   sf->skip_encode_frame = sf->skip_encode_sb ?
4077       get_skip_encode_frame(cm, td) : 0;
4078
4079 #if 0
4080   // Keep record of the total distortion this time around for future use
4081   cpi->last_frame_distortion = cpi->frame_distortion;
4082 #endif
4083 }
4084
4085 static INTERP_FILTER get_interp_filter(
4086     const int64_t threshes[SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS], int is_alt_ref) {
4087   if (!is_alt_ref &&
4088       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP] &&
4089       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP_SHARP] &&
4090       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
4091     return EIGHTTAP_SMOOTH;
4092   } else if (threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[EIGHTTAP] &&
4093              threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
4094     return EIGHTTAP_SHARP;
4095   } else if (threshes[EIGHTTAP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
4096     return EIGHTTAP;
4097   } else {
4098     return SWITCHABLE;
4099   }
4100 }
4101
4102 void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
4103   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4104
4105   // In the longer term the encoder should be generalized to match the
4106   // decoder such that we allow compound where one of the 3 buffers has a
4107   // different sign bias and that buffer is then the fixed ref. However, this
4108   // requires further work in the rd loop. For now the only supported encoder
4109   // side behavior is where the ALT ref buffer has opposite sign bias to
4110   // the other two.
4111   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
4112     if ((cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
4113              cm->ref_frame_sign_bias[GOLDEN_FRAME]) ||
4114         (cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
4115              cm->ref_frame_sign_bias[LAST_FRAME])) {
4116       cpi->allow_comp_inter_inter = 0;
4117     } else {
4118       cpi->allow_comp_inter_inter = 1;
4119       cm->comp_fixed_ref = ALTREF_FRAME;
4120       cm->comp_var_ref[0] = LAST_FRAME;
4121       cm->comp_var_ref[1] = GOLDEN_FRAME;
4122     }
4123   }
4124
4125   if (cpi->sf.frame_parameter_update) {
4126     int i;
4127     RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
4128     FRAME_COUNTS *counts = cpi->td.counts;
4129     RD_COUNTS *const rdc = &cpi->td.rd_counts;
4130
4131     // This code does a single RD pass over the whole frame assuming
4132     // either compound, single or hybrid prediction as per whatever has
4133     // worked best for that type of frame in the past.
4134     // It also predicts whether another coding mode would have worked
4135     // better that this coding mode. If that is the case, it remembers
4136     // that for subsequent frames.
4137     // It does the same analysis for transform size selection also.
4138     const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
4139     int64_t *const mode_thrs = rd_opt->prediction_type_threshes[frame_type];
4140     int64_t *const filter_thrs = rd_opt->filter_threshes[frame_type];
4141     const int is_alt_ref = frame_type == ALTREF_FRAME;
4142
4143     /* prediction (compound, single or hybrid) mode selection */
4144     if (is_alt_ref || !cpi->allow_comp_inter_inter)
4145       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4146     else if (mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] &&
4147              mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] >
4148                  mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT] &&
4149              check_dual_ref_flags(cpi) &&
4150              cpi->static_mb_pct == 100)
4151       cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
4152     else if (mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] > mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT])
4153       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4154     else
4155       cm->reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
4156
4157     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE)
4158       cm->interp_filter = get_interp_filter(filter_thrs, is_alt_ref);
4159
4160     encode_frame_internal(cpi);
4161
4162     for (i = 0; i < REFERENCE_MODES; ++i)
4163       mode_thrs[i] = (mode_thrs[i] + rdc->comp_pred_diff[i] / cm->MBs) / 2;
4164
4165     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
4166       filter_thrs[i] = (filter_thrs[i] + rdc->filter_diff[i] / cm->MBs) / 2;
4167
4168     if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
4169       int single_count_zero = 0;
4170       int comp_count_zero = 0;
4171
4172       for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++) {
4173         single_count_zero += counts->comp_inter[i][0];
4174         comp_count_zero += counts->comp_inter[i][1];
4175       }
4176
4177       if (comp_count_zero == 0) {
4178         cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4179         vp9_zero(counts->comp_inter);
4180       } else if (single_count_zero == 0) {
4181         cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
4182         vp9_zero(counts->comp_inter);
4183       }
4184     }
4185
4186     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
4187       int count4x4 = 0;
4188       int count8x8_lp = 0, count8x8_8x8p = 0;
4189       int count16x16_16x16p = 0, count16x16_lp = 0;
4190       int count32x32 = 0;
4191
4192       for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; ++i) {
4193         count4x4 += counts->tx.p32x32[i][TX_4X4];
4194         count4x4 += counts->tx.p16x16[i][TX_4X4];
4195         count4x4 += counts->tx.p8x8[i][TX_4X4];
4196
4197         count8x8_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_8X8];
4198         count8x8_lp += counts->tx.p16x16[i][TX_8X8];
4199         count8x8_8x8p += counts->tx.p8x8[i][TX_8X8];
4200
4201         count16x16_16x16p += counts->tx.p16x16[i][TX_16X16];
4202         count16x16_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_16X16];
4203         count32x32 += counts->tx.p32x32[i][TX_32X32];
4204       }
4205       if (count4x4 == 0 && count16x16_lp == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
4206           count32x32 == 0) {
4207         cm->tx_mode = ALLOW_8X8;
4208         reset_skip_tx_size(cm, TX_8X8);
4209       } else if (count8x8_8x8p == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
4210                  count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count32x32 == 0) {
4211         cm->tx_mode = ONLY_4X4;
4212         reset_skip_tx_size(cm, TX_4X4);
4213       } else if (count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count4x4 == 0) {
4214         cm->tx_mode = ALLOW_32X32;
4215       } else if (count32x32 == 0 && count8x8_lp == 0 && count4x4 == 0) {
4216         cm->tx_mode = ALLOW_16X16;
4217         reset_skip_tx_size(cm, TX_16X16);
4218       }
4219     }
4220   } else {
4221     cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4222     encode_frame_internal(cpi);
4223   }
4224 }
4225
4226 static void sum_intra_stats(FRAME_COUNTS *counts, const MODE_INFO *mi) {
4227   const PREDICTION_MODE y_mode = mi->mode;
4228   const PREDICTION_MODE uv_mode = mi->uv_mode;
4229   const BLOCK_SIZE bsize = mi->sb_type;
4230
4231   if (bsize < BLOCK_8X8) {
4232     int idx, idy;
4233     const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
4234     const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
4235     for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h)
4236       for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w)
4237         ++counts->y_mode[0][mi->bmi[idy * 2 + idx].as_mode];
4238   } else {
4239     ++counts->y_mode[size_group_lookup[bsize]][y_mode];
4240   }
4241
4242   ++counts->uv_mode[y_mode][uv_mode];
4243 }
4244
4245 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
4246                               TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
4247                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
4248                               PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
4249   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4250   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4251   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4252   MODE_INFO **mi_8x8 = xd->mi;
4253   MODE_INFO *mi = mi_8x8[0];
4254   const int seg_skip = segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id,
4255                                          SEG_LVL_SKIP);
4256   const int mis = cm->mi_stride;
4257   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
4258   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
4259
4260   x->skip_recode = !x->select_tx_size && mi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
4261                    cpi->oxcf.aq_mode != COMPLEXITY_AQ &&
4262                    cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ &&
4263                    cpi->sf.allow_skip_recode;
4264
4265   if (!x->skip_recode && !cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
4266     memset(x->skip_txfm, 0, sizeof(x->skip_txfm));
4267
4268   x->skip_optimize = ctx->is_coded;
4269   ctx->is_coded = 1;
4270   x->use_lp32x32fdct = cpi->sf.use_lp32x32fdct;
4271   x->skip_encode = (!output_enabled && cpi->sf.skip_encode_frame &&
4272                     x->q_index < QIDX_SKIP_THRESH);
4273
4274   if (x->skip_encode)
4275     return;
4276
4277   if (!is_inter_block(mi)) {
4278     int plane;
4279     mi->skip = 1;
4280     for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane)
4281       vp9_encode_intra_block_plane(x, VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8), plane);
4282     if (output_enabled)
4283       sum_intra_stats(td->counts, mi);
4284     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4285   } else {
4286     int ref;
4287     const int is_compound = has_second_ref(mi);
4288     set_ref_ptrs(cm, xd, mi->ref_frame[0], mi->ref_frame[1]);
4289     for (ref = 0; ref < 1 + is_compound; ++ref) {
4290       YV12_BUFFER_CONFIG *cfg = get_ref_frame_buffer(cpi,
4291                                                      mi->ref_frame[ref]);
4292       assert(cfg != NULL);
4293       vp9_setup_pre_planes(xd, ref, cfg, mi_row, mi_col,
4294                            &xd->block_refs[ref]->sf);
4295     }
4296     if (!(cpi->sf.reuse_inter_pred_sby && ctx->pred_pixel_ready) || seg_skip)
4297       vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col,
4298                                      VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4299
4300     vp9_build_inter_predictors_sbuv(xd, mi_row, mi_col,
4301                                     VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4302
4303     vp9_encode_sb(x, VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4304     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
4305   }
4306
4307   if (output_enabled) {
4308     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT &&
4309         mi->sb_type >= BLOCK_8X8  &&
4310         !(is_inter_block(mi) && (mi->skip || seg_skip))) {
4311       ++get_tx_counts(max_txsize_lookup[bsize], get_tx_size_context(xd),
4312                       &td->counts->tx)[mi->tx_size];
4313     } else {
4314       int x, y;
4315       TX_SIZE tx_size;
4316       // The new intra coding scheme requires no change of transform size
4317       if (is_inter_block(mi)) {
4318         tx_size = VPXMIN(tx_mode_to_biggest_tx_size[cm->tx_mode],
4319                          max_txsize_lookup[bsize]);
4320       } else {
4321         tx_size = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi->tx_size : TX_4X4;
4322       }
4323
4324       for (y = 0; y < mi_height; y++)
4325         for (x = 0; x < mi_width; x++)
4326           if (mi_col + x < cm->mi_cols && mi_row + y < cm->mi_rows)
4327             mi_8x8[mis * y + x]->tx_size = tx_size;
4328     }
4329     ++td->counts->tx.tx_totals[mi->tx_size];
4330     ++td->counts->tx.tx_totals[get_uv_tx_size(mi, &xd->plane[1])];
4331     if (cm->seg.enabled && cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
4332       vp9_cyclic_refresh_update_sb_postencode(cpi, mi, mi_row, mi_col, bsize);
4333   }
4334 }