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_ports/mem.h"
  20 #include "vpx_ports/vpx_timer.h"
  21
  22 #include "vp9/common/vp9_common.h"
  23 #include "vp9/common/vp9_entropy.h"
  24 #include "vp9/common/vp9_entropymode.h"
  25 #include "vp9/common/vp9_idct.h"
  26 #include "vp9/common/vp9_mvref_common.h"
  27 #include "vp9/common/vp9_pred_common.h"
  28 #include "vp9/common/vp9_quant_common.h"
  29 #include "vp9/common/vp9_reconintra.h"
  30 #include "vp9/common/vp9_reconinter.h"
  31 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
  32 #include "vp9/common/vp9_systemdependent.h"
  33 #include "vp9/common/vp9_tile_common.h"
  34
  35 #include "vp9/encoder/vp9_aq_complexity.h"
  36 #include "vp9/encoder/vp9_aq_cyclicrefresh.h"
  37 #include "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
  38 #include "vp9/encoder/vp9_encodeframe.h"
  39 #include "vp9/encoder/vp9_encodemb.h"
  40 #include "vp9/encoder/vp9_encodemv.h"
  41 #include "vp9/encoder/vp9_ethread.h"
  42 #include "vp9/encoder/vp9_extend.h"
  43 #include "vp9/encoder/vp9_pickmode.h"
  44 #include "vp9/encoder/vp9_rd.h"
  45 #include "vp9/encoder/vp9_rdopt.h"
  46 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  47 #include "vp9/encoder/vp9_tokenize.h"
  48
  49 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData * td,
  50                               TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
  51                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
  52                               PICK_MODE_CONTEXT *ctx);
  53
  54 // This is used as a reference when computing the source variance for the
  55 //  purposes of activity masking.
  56 // Eventually this should be replaced by custom no-reference routines,
  57 //  which will be faster.
  58 static const uint8_t VP9_VAR_OFFS[64] = {
  59     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  60     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  61     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  62     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  63     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  64     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  65     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  66     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  67 };
  68
  69 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
  70 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_8[64] = {
  71     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  72     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  73     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  74     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  75     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  76     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  77     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  78     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  79 };
  80
  81 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_10[64] = {
  82     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  83     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  84     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  85     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  86     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  87     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  88     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 };
  91
  92 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_12[64] = {
  93     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  94     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  95     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  96     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  97     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  98     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  99     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 };
 102 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 103
 104 unsigned int vp9_get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi,
 105                                            const struct buf_2d *ref,
 106                                            BLOCK_SIZE bs) {
 107   unsigned int sse;
 108   const unsigned int var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 109                                               VP9_VAR_OFFS, 0, &sse);
 110   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 111 }
 112
 113 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 114 unsigned int vp9_high_get_sby_perpixel_variance(
 115     VP9_COMP *cpi, const struct buf_2d *ref, BLOCK_SIZE bs, int bd) {
 116   unsigned int var, sse;
 117   switch (bd) {
 118     case 10:
 119       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 120                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10),
 121                                0, &sse);
 122       break;
 123     case 12:
 124       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 125                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12),
 126                                0, &sse);
 127       break;
 128     case 8:
 129     default:
 130       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 131                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8),
 132                                0, &sse);
 133       break;
 134   }
 135   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 136 }
 137 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 138
 139 static unsigned int get_sby_perpixel_diff_variance(VP9_COMP *cpi,
 140                                                    const struct buf_2d *ref,
 141                                                    int mi_row, int mi_col,
 142                                                    BLOCK_SIZE bs) {
 143   unsigned int sse, var;
 144   uint8_t *last_y;
 145   const YV12_BUFFER_CONFIG *last = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 146
 147   assert(last != NULL);
 148   last_y =
 149       &last->y_buffer[mi_row * MI_SIZE * last->y_stride + mi_col * MI_SIZE];
 150   var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride, last_y, last->y_stride, &sse);
 151   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 152 }
 153
 154 static BLOCK_SIZE get_rd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
 155                                                    int mi_row,
 156                                                    int mi_col) {
 157   unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &x->plane[0].src,
 158                                                     mi_row, mi_col,
 159                                                     BLOCK_64X64);
 160   if (var < 8)
 161     return BLOCK_64X64;
 162   else if (var < 128)
 163     return BLOCK_32X32;
 164   else if (var < 2048)
 165     return BLOCK_16X16;
 166   else
 167     return BLOCK_8X8;
 168 }
 169
 170 // Lighter version of set_offsets that only sets the mode info
 171 // pointers.
 172 static INLINE void set_mode_info_offsets(VP9_COMMON *const cm,
 173                                          MACROBLOCKD *const xd,
 174                                          int mi_row,
 175                                          int mi_col) {
 176   const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
 177   xd->mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
 178   xd->mi[0] = cm->mi + idx_str;
 179 }
 180
 181 static void set_offsets(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 182                         MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
 183                         BLOCK_SIZE bsize) {
 184   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 185   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 186   MB_MODE_INFO *mbmi;
 187   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 188   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 189   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 190
 191   set_skip_context(xd, mi_row, mi_col);
 192
 193   set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
 194
 195   mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
 196
 197   // Set up destination pointers.
 198   vp9_setup_dst_planes(xd->plane, get_frame_new_buffer(cm), mi_row, mi_col);
 199
 200   // Set up limit values for MV components.
 201   // Mv beyond the range do not produce new/different prediction block.
 202   x->mv_row_min = -(((mi_row + mi_height) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 203   x->mv_col_min = -(((mi_col + mi_width) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 204   x->mv_row_max = (cm->mi_rows - mi_row) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 205   x->mv_col_max = (cm->mi_cols - mi_col) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 206
 207   // Set up distance of MB to edge of frame in 1/8th pel units.
 208   assert(!(mi_col & (mi_width - 1)) && !(mi_row & (mi_height - 1)));
 209   set_mi_row_col(xd, tile, mi_row, mi_height, mi_col, mi_width,
 210                  cm->mi_rows, cm->mi_cols);
 211
 212   // Set up source buffers.
 213   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
 214
 215   // R/D setup.
 216   x->rddiv = cpi->rd.RDDIV;
 217   x->rdmult = cpi->rd.RDMULT;
 218
 219   // Setup segment ID.
 220   if (seg->enabled) {
 221     if (cpi->oxcf.aq_mode != VARIANCE_AQ) {
 222       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
 223                                                  : cm->last_frame_seg_map;
 224       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 225     }
 226     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 227
 228     x->encode_breakout = cpi->segment_encode_breakout[mbmi->segment_id];
 229   } else {
 230     mbmi->segment_id = 0;
 231     x->encode_breakout = cpi->encode_breakout;
 232   }
 233 }
 234
 235 static void duplicate_mode_info_in_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
 236                                       int mi_row, int mi_col,
 237                                       BLOCK_SIZE bsize) {
 238   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 239   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 240   int i, j;
 241   for (j = 0; j < block_height; ++j)
 242     for (i = 0; i < block_width; ++i) {
 243       if (mi_row + j < cm->mi_rows && mi_col + i < cm->mi_cols)
 244         xd->mi[j * xd->mi_stride + i] = xd->mi[0];
 245     }
 246 }
 247
 248 static void set_block_size(VP9_COMP * const cpi,
 249                            MACROBLOCKD *const xd,
 250                            int mi_row, int mi_col,
 251                            BLOCK_SIZE bsize) {
 252   if (cpi->common.mi_cols > mi_col && cpi->common.mi_rows > mi_row) {
 253     set_mode_info_offsets(&cpi->common, xd, mi_row, mi_col);
 254     xd->mi[0]->mbmi.sb_type = bsize;
 255   }
 256 }
 257
 258 typedef struct {
 259   int64_t sum_square_error;
 260   int64_t sum_error;
 261   int log2_count;
 262   int variance;
 263 } var;
 264
 265 typedef struct {
 266   var none;
 267   var horz[2];
 268   var vert[2];
 269 } partition_variance;
 270
 271 typedef struct {
 272   partition_variance part_variances;
 273   var split[4];
 274 } v4x4;
 275
 276 typedef struct {
 277   partition_variance part_variances;
 278   v4x4 split[4];
 279 } v8x8;
 280
 281 typedef struct {
 282   partition_variance part_variances;
 283   v8x8 split[4];
 284 } v16x16;
 285
 286 typedef struct {
 287   partition_variance part_variances;
 288   v16x16 split[4];
 289 } v32x32;
 290
 291 typedef struct {
 292   partition_variance part_variances;
 293   v32x32 split[4];
 294 } v64x64;
 295
 296 typedef struct {
 297   partition_variance *part_variances;
 298   var *split[4];
 299 } variance_node;
 300
 301 typedef enum {
 302   V16X16,
 303   V32X32,
 304   V64X64,
 305 } TREE_LEVEL;
 306
 307 static void tree_to_node(void *data, BLOCK_SIZE bsize, variance_node *node) {
 308   int i;
 309   node->part_variances = NULL;
 310   switch (bsize) {
 311     case BLOCK_64X64: {
 312       v64x64 *vt = (v64x64 *) data;
 313       node->part_variances = &vt->part_variances;
 314       for (i = 0; i < 4; i++)
 315         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 316       break;
 317     }
 318     case BLOCK_32X32: {
 319       v32x32 *vt = (v32x32 *) data;
 320       node->part_variances = &vt->part_variances;
 321       for (i = 0; i < 4; i++)
 322         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 323       break;
 324     }
 325     case BLOCK_16X16: {
 326       v16x16 *vt = (v16x16 *) data;
 327       node->part_variances = &vt->part_variances;
 328       for (i = 0; i < 4; i++)
 329         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 330       break;
 331     }
 332     case BLOCK_8X8: {
 333       v8x8 *vt = (v8x8 *) data;
 334       node->part_variances = &vt->part_variances;
 335       for (i = 0; i < 4; i++)
 336         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 337       break;
 338     }
 339     case BLOCK_4X4: {
 340       v4x4 *vt = (v4x4 *) data;
 341       node->part_variances = &vt->part_variances;
 342       for (i = 0; i < 4; i++)
 343         node->split[i] = &vt->split[i];
 344       break;
 345     }
 346     default: {
 347       assert(0);
 348       break;
 349     }
 350   }
 351 }
 352
 353 // Set variance values given sum square error, sum error, count.
 354 static void fill_variance(int64_t s2, int64_t s, int c, var *v) {
 355   v->sum_square_error = s2;
 356   v->sum_error = s;
 357   v->log2_count = c;
 358 }
 359
 360 static void get_variance(var *v) {
 361   v->variance = (int)(256 * (v->sum_square_error -
 362       ((v->sum_error * v->sum_error) >> v->log2_count)) >> v->log2_count);
 363 }
 364
 365 static void sum_2_variances(const var *a, const var *b, var *r) {
 366   assert(a->log2_count == b->log2_count);
 367   fill_variance(a->sum_square_error + b->sum_square_error,
 368                 a->sum_error + b->sum_error, a->log2_count + 1, r);
 369 }
 370
 371 static void fill_variance_tree(void *data, BLOCK_SIZE bsize) {
 372   variance_node node;
 373   tree_to_node(data, bsize, &node);
 374   sum_2_variances(node.split[0], node.split[1], &node.part_variances->horz[0]);
 375   sum_2_variances(node.split[2], node.split[3], &node.part_variances->horz[1]);
 376   sum_2_variances(node.split[0], node.split[2], &node.part_variances->vert[0]);
 377   sum_2_variances(node.split[1], node.split[3], &node.part_variances->vert[1]);
 378   sum_2_variances(&node.part_variances->vert[0], &node.part_variances->vert[1],
 379                   &node.part_variances->none);
 380 }
 381
 382 static int set_vt_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 383                                MACROBLOCKD *const xd,
 384                                void *data,
 385                                BLOCK_SIZE bsize,
 386                                int mi_row,
 387                                int mi_col,
 388                                int64_t threshold,
 389                                BLOCK_SIZE bsize_min,
 390                                int force_split) {
 391   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 392   variance_node vt;
 393   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 394   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 395   const int low_res = (cm->width <= 352 && cm->height <= 288);
 396
 397   assert(block_height == block_width);
 398   tree_to_node(data, bsize, &vt);
 399
 400   if (force_split == 1)
 401     return 0;
 402
 403   // For bsize=bsize_min (16x16/8x8 for 8x8/4x4 downsampling), select if
 404   // variance is below threshold, otherwise split will be selected.
 405   // No check for vert/horiz split as too few samples for variance.
 406   if (bsize == bsize_min) {
 407     // Variance already computed to set the force_split.
 408     if (low_res || cm->frame_type == KEY_FRAME)
 409       get_variance(&vt.part_variances->none);
 410     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 411         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 412         vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 413       set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 414       return 1;
 415     }
 416     return 0;
 417   } else if (bsize > bsize_min) {
 418     // Variance already computed to set the force_split.
 419     if (low_res || cm->frame_type == KEY_FRAME)
 420       get_variance(&vt.part_variances->none);
 421     // For key frame: take split for bsize above 32X32 or very high variance.
 422     if (cm->frame_type == KEY_FRAME &&
 423         (bsize > BLOCK_32X32 ||
 424         vt.part_variances->none.variance > (threshold << 4))) {
 425       return 0;
 426     }
 427     // If variance is low, take the bsize (no split).
 428     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 429         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 430         vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 431       set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 432       return 1;
 433     }
 434
 435     // Check vertical split.
 436     if (mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows) {
 437       BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
 438       get_variance(&vt.part_variances->vert[0]);
 439       get_variance(&vt.part_variances->vert[1]);
 440       if (vt.part_variances->vert[0].variance < threshold &&
 441           vt.part_variances->vert[1].variance < threshold &&
 442           get_plane_block_size(subsize, &xd->plane[1]) < BLOCK_INVALID) {
 443         set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 444         set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col + block_width / 2, subsize);
 445         return 1;
 446       }
 447     }
 448     // Check horizontal split.
 449     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols) {
 450       BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
 451       get_variance(&vt.part_variances->horz[0]);
 452       get_variance(&vt.part_variances->horz[1]);
 453       if (vt.part_variances->horz[0].variance < threshold &&
 454           vt.part_variances->horz[1].variance < threshold &&
 455           get_plane_block_size(subsize, &xd->plane[1]) < BLOCK_INVALID) {
 456         set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 457         set_block_size(cpi, xd, mi_row + block_height / 2, mi_col, subsize);
 458         return 1;
 459       }
 460     }
 461
 462     return 0;
 463   }
 464   return 0;
 465 }
 466
 467 // Set the variance split thresholds for following the block sizes:
 468 // 0 - threshold_64x64, 1 - threshold_32x32, 2 - threshold_16x16,
 469 // 3 - vbp_threshold_8x8. vbp_threshold_8x8 (to split to 4x4 partition) is
 470 // currently only used on key frame.
 471 static void set_vbp_thresholds(VP9_COMP *cpi, int64_t thresholds[], int q) {
 472   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 473   const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 474   const int threshold_multiplier = is_key_frame ? 20 : 1;
 475   const int64_t threshold_base = (int64_t)(threshold_multiplier *
 476       cpi->y_dequant[q][1]);
 477   if (is_key_frame) {
 478     thresholds[0] = threshold_base;
 479     thresholds[1] = threshold_base >> 2;
 480     thresholds[2] = threshold_base >> 2;
 481     thresholds[3] = threshold_base << 2;
 482   } else {
 483     thresholds[1] = threshold_base;
 484     if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288) {
 485       thresholds[0] = threshold_base >> 2;
 486       thresholds[2] = threshold_base << 3;
 487     } else {
 488       thresholds[0] = threshold_base;
 489       thresholds[1] = (5 * threshold_base) >> 2;
 490       if (cm->width >= 1920 && cm->height >= 1080)
 491         thresholds[1] = (7 * threshold_base) >> 2;
 492       thresholds[2] = threshold_base << cpi->oxcf.speed;
 493     }
 494   }
 495 }
 496
 497 void vp9_set_variance_partition_thresholds(VP9_COMP *cpi, int q) {
 498   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 499   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
 500   const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 501   if (sf->partition_search_type != VAR_BASED_PARTITION &&
 502       sf->partition_search_type != REFERENCE_PARTITION) {
 503     return;
 504   } else {
 505     set_vbp_thresholds(cpi, cpi->vbp_thresholds, q);
 506     // The thresholds below are not changed locally.
 507     if (is_key_frame) {
 508       cpi->vbp_threshold_sad = 0;
 509       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_8X8;
 510     } else {
 511       if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288)
 512         cpi->vbp_threshold_sad = 100;
 513       else
 514         cpi->vbp_threshold_sad = (cpi->y_dequant[q][1] << 1) > 1000 ?
 515             (cpi->y_dequant[q][1] << 1) : 1000;
 516       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_16X16;
 517     }
 518     cpi->vbp_threshold_minmax = 15 + (q >> 3);
 519   }
 520 }
 521
 522 // Compute the minmax over the 8x8 subblocks.
 523 static int compute_minmax_8x8(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 524                               int dp, int x16_idx, int y16_idx,
 525 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 526                               int highbd_flag,
 527 #endif
 528                               int pixels_wide,
 529                               int pixels_high) {
 530   int k;
 531   int minmax_max = 0;
 532   int minmax_min = 255;
 533   // Loop over the 4 8x8 subblocks.
 534   for (k = 0; k < 4; k++) {
 535     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 536     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 537     int min = 0;
 538     int max = 0;
 539     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 540 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 541       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 542         vp9_highbd_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp,
 543                               d + y8_idx * dp + x8_idx, dp,
 544                               &min, &max);
 545       } else {
 546         vp9_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp,
 547                        d + y8_idx * dp + x8_idx, dp,
 548                        &min, &max);
 549       }
 550 #else
 551       vp9_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp,
 552                      d + y8_idx * dp + x8_idx, dp,
 553                      &min, &max);
 554 #endif
 555       if ((max - min) > minmax_max)
 556         minmax_max = (max - min);
 557       if ((max - min) < minmax_min)
 558         minmax_min = (max - min);
 559     }
 560   }
 561   return (minmax_max - minmax_min);
 562 }
 563
 564 static void fill_variance_4x4avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 565                                  int dp, int x8_idx, int y8_idx, v8x8 *vst,
 566 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 567                                  int highbd_flag,
 568 #endif
 569                                  int pixels_wide,
 570                                  int pixels_high,
 571                                  int is_key_frame) {
 572   int k;
 573   for (k = 0; k < 4; k++) {
 574     int x4_idx = x8_idx + ((k & 1) << 2);
 575     int y4_idx = y8_idx + ((k >> 1) << 2);
 576     unsigned int sse = 0;
 577     int sum = 0;
 578     if (x4_idx < pixels_wide && y4_idx < pixels_high) {
 579       int s_avg;
 580       int d_avg = 128;
 581 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 582       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 583         s_avg = vp9_highbd_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 584         if (!is_key_frame)
 585           d_avg = vp9_highbd_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 586       } else {
 587         s_avg = vp9_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 588         if (!is_key_frame)
 589           d_avg = vp9_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 590       }
 591 #else
 592       s_avg = vp9_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 593       if (!is_key_frame)
 594         d_avg = vp9_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 595 #endif
 596       sum = s_avg - d_avg;
 597       sse = sum * sum;
 598     }
 599     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 600   }
 601 }
 602
 603 static void fill_variance_8x8avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 604                                  int dp, int x16_idx, int y16_idx, v16x16 *vst,
 605 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 606                                  int highbd_flag,
 607 #endif
 608                                  int pixels_wide,
 609                                  int pixels_high,
 610                                  int is_key_frame) {
 611   int k;
 612   for (k = 0; k < 4; k++) {
 613     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 614     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 615     unsigned int sse = 0;
 616     int sum = 0;
 617     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 618       int s_avg;
 619       int d_avg = 128;
 620 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 621       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 622         s_avg = vp9_highbd_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 623         if (!is_key_frame)
 624           d_avg = vp9_highbd_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 625       } else {
 626         s_avg = vp9_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 627         if (!is_key_frame)
 628           d_avg = vp9_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 629       }
 630 #else
 631       s_avg = vp9_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 632       if (!is_key_frame)
 633         d_avg = vp9_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 634 #endif
 635       sum = s_avg - d_avg;
 636       sse = sum * sum;
 637     }
 638     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 639   }
 640 }
 641
 642 // This function chooses partitioning based on the variance between source and
 643 // reconstructed last, where variance is computed for down-sampled inputs.
 644 static int choose_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 645                                 const TileInfo *const tile,
 646                                 MACROBLOCK *x,
 647                                 int mi_row, int mi_col) {
 648   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 649   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
 650   int i, j, k, m;
 651   v64x64 vt;
 652   v16x16 vt2[16];
 653   int force_split[21];
 654   uint8_t *s;
 655   const uint8_t *d;
 656   int sp;
 657   int dp;
 658   int pixels_wide = 64, pixels_high = 64;
 659   int64_t thresholds[4] = {cpi->vbp_thresholds[0], cpi->vbp_thresholds[1],
 660       cpi->vbp_thresholds[2], cpi->vbp_thresholds[3]};
 661
 662   // Always use 4x4 partition for key frame.
 663   const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 664   const int use_4x4_partition = is_key_frame;
 665   const int low_res = (cm->width <= 352 && cm->height <= 288);
 666   int variance4x4downsample[16];
 667
 668   int segment_id = CR_SEGMENT_ID_BASE;
 669   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled) {
 670     const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map :
 671                                                     cm->last_frame_seg_map;
 672     segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
 673
 674     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
 675       int q = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id, cm->base_qindex);
 676       set_vbp_thresholds(cpi, thresholds, q);
 677     }
 678   }
 679
 680   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 681
 682   if (xd->mb_to_right_edge < 0)
 683     pixels_wide += (xd->mb_to_right_edge >> 3);
 684   if (xd->mb_to_bottom_edge < 0)
 685     pixels_high += (xd->mb_to_bottom_edge >> 3);
 686
 687   s = x->plane[0].src.buf;
 688   sp = x->plane[0].src.stride;
 689
 690   if (!is_key_frame && !(is_one_pass_cbr_svc(cpi) &&
 691       cpi->svc.layer_context[cpi->svc.temporal_layer_id].is_key_frame)) {
 692     // In the case of spatial/temporal scalable coding, the assumption here is
 693     // that the temporal reference frame will always be of type LAST_FRAME.
 694     // TODO(marpan): If that assumption is broken, we need to revisit this code.
 695     MB_MODE_INFO *mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
 696     unsigned int uv_sad;
 697     const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 698
 699     const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12_g = NULL;
 700     unsigned int y_sad, y_sad_g;
 701     const BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_32X32
 702         + (mi_col + 4 < cm->mi_cols) * 2 + (mi_row + 4 < cm->mi_rows);
 703
 704     assert(yv12 != NULL);
 705
 706     if (!(is_one_pass_cbr_svc(cpi) && cpi->svc.spatial_layer_id)) {
 707       // For now, GOLDEN will not be used for non-zero spatial layers, since
 708       // it may not be a temporal reference.
 709       yv12_g = get_ref_frame_buffer(cpi, GOLDEN_FRAME);
 710     }
 711
 712     if (yv12_g && yv12_g != yv12) {
 713       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
 714                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
 715       y_sad_g = cpi->fn_ptr[bsize].sdf(x->plane[0].src.buf,
 716                                        x->plane[0].src.stride,
 717                                        xd->plane[0].pre[0].buf,
 718                                        xd->plane[0].pre[0].stride);
 719     } else {
 720       y_sad_g = UINT_MAX;
 721     }
 722
 723     vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
 724                          &cm->frame_refs[LAST_FRAME - 1].sf);
 725     mbmi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
 726     mbmi->ref_frame[1] = NONE;
 727     mbmi->sb_type = BLOCK_64X64;
 728     mbmi->mv[0].as_int = 0;
 729     mbmi->interp_filter = BILINEAR;
 730
 731     y_sad = vp9_int_pro_motion_estimation(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col);
 732     if (y_sad_g < y_sad) {
 733       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
 734                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
 735       mbmi->ref_frame[0] = GOLDEN_FRAME;
 736       mbmi->mv[0].as_int = 0;
 737       y_sad = y_sad_g;
 738     } else {
 739       x->pred_mv[LAST_FRAME] = mbmi->mv[0].as_mv;
 740     }
 741
 742     vp9_build_inter_predictors_sb(xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 743
 744     for (i = 1; i <= 2; ++i) {
 745       struct macroblock_plane  *p = &x->plane[i];
 746       struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[i];
 747       const BLOCK_SIZE bs = get_plane_block_size(bsize, pd);
 748
 749       if (bs == BLOCK_INVALID)
 750         uv_sad = UINT_MAX;
 751       else
 752         uv_sad = cpi->fn_ptr[bs].sdf(p->src.buf, p->src.stride,
 753                                      pd->dst.buf, pd->dst.stride);
 754
 755       x->color_sensitivity[i - 1] = uv_sad > (y_sad >> 2);
 756     }
 757
 758     d = xd->plane[0].dst.buf;
 759     dp = xd->plane[0].dst.stride;
 760
 761     // If the y_sad is very small, take 64x64 as partition and exit.
 762     // Don't check on boosted segment for now, as 64x64 is suppressed there.
 763     if (segment_id == CR_SEGMENT_ID_BASE &&
 764         y_sad < cpi->vbp_threshold_sad) {
 765       const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64];
 766       const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_64X64];
 767       if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 768           mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows) {
 769         set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 770         return 0;
 771       }
 772     }
 773   } else {
 774     d = VP9_VAR_OFFS;
 775     dp = 0;
 776 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 777     if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 778       switch (xd->bd) {
 779         case 10:
 780           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10);
 781           break;
 782         case 12:
 783           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12);
 784           break;
 785         case 8:
 786         default:
 787           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8);
 788           break;
 789       }
 790     }
 791 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 792   }
 793
 794   // Index for force_split: 0 for 64x64, 1-4 for 32x32 blocks,
 795   // 5-20 for the 16x16 blocks.
 796   force_split[0] = 0;
 797   // Fill in the entire tree of 8x8 (or 4x4 under some conditions) variances
 798   // for splits.
 799   for (i = 0; i < 4; i++) {
 800     const int x32_idx = ((i & 1) << 5);
 801     const int y32_idx = ((i >> 1) << 5);
 802     const int i2 = i << 2;
 803     force_split[i + 1] = 0;
 804     for (j = 0; j < 4; j++) {
 805       const int x16_idx = x32_idx + ((j & 1) << 4);
 806       const int y16_idx = y32_idx + ((j >> 1) << 4);
 807       const int split_index = 5 + i2 + j;
 808       v16x16 *vst = &vt.split[i].split[j];
 809       force_split[split_index] = 0;
 810       variance4x4downsample[i2 + j] = 0;
 811       if (!is_key_frame) {
 812         fill_variance_8x8avg(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx, vst,
 813 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 814                             xd->cur_buf->flags,
 815 #endif
 816                             pixels_wide,
 817                             pixels_high,
 818                             is_key_frame);
 819         fill_variance_tree(&vt.split[i].split[j], BLOCK_16X16);
 820         get_variance(&vt.split[i].split[j].part_variances.none);
 821         if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
 822             thresholds[2]) {
 823           // 16X16 variance is above threshold for split, so force split to 8x8
 824           // for this 16x16 block (this also forces splits for upper levels).
 825           force_split[split_index] = 1;
 826           force_split[i + 1] = 1;
 827           force_split[0] = 1;
 828         } else if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
 829                    thresholds[1] &&
 830                    !cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
 831           // We have some nominal amount of 16x16 variance (based on average),
 832           // compute the minmax over the 8x8 sub-blocks, and if above threshold,
 833           // force split to 8x8 block for this 16x16 block.
 834           int minmax = compute_minmax_8x8(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx,
 835 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 836                                           xd->cur_buf->flags,
 837 #endif
 838                                           pixels_wide, pixels_high);
 839           if (minmax > cpi->vbp_threshold_minmax) {
 840             force_split[split_index] = 1;
 841             force_split[i + 1] = 1;
 842             force_split[0] = 1;
 843           }
 844         }
 845       }
 846       if (is_key_frame || (low_res &&
 847           vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
 848           (thresholds[1] << 1))) {
 849         force_split[split_index] = 0;
 850         // Go down to 4x4 down-sampling for variance.
 851         variance4x4downsample[i2 + j] = 1;
 852         for (k = 0; k < 4; k++) {
 853           int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 854           int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 855           v8x8 *vst2 = is_key_frame ? &vst->split[k] :
 856               &vt2[i2 + j].split[k];
 857           fill_variance_4x4avg(s, sp, d, dp, x8_idx, y8_idx, vst2,
 858 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 859                                xd->cur_buf->flags,
 860 #endif
 861                                pixels_wide,
 862                                pixels_high,
 863                                is_key_frame);
 864         }
 865       }
 866     }
 867   }
 868
 869   // Fill the rest of the variance tree by summing split partition values.
 870   for (i = 0; i < 4; i++) {
 871     const int i2 = i << 2;
 872     for (j = 0; j < 4; j++) {
 873       if (variance4x4downsample[i2 + j] == 1) {
 874         v16x16 *vtemp = (!is_key_frame) ? &vt2[i2 + j] :
 875             &vt.split[i].split[j];
 876         for (m = 0; m < 4; m++)
 877           fill_variance_tree(&vtemp->split[m], BLOCK_8X8);
 878         fill_variance_tree(vtemp, BLOCK_16X16);
 879       }
 880     }
 881     fill_variance_tree(&vt.split[i], BLOCK_32X32);
 882     // If variance of this 32x32 block is above the threshold, force the block
 883     // to split. This also forces a split on the upper (64x64) level.
 884     if (!force_split[i + 1]) {
 885       get_variance(&vt.split[i].part_variances.none);
 886       if (vt.split[i].part_variances.none.variance > thresholds[1]) {
 887         force_split[i + 1] = 1;
 888         force_split[0] = 1;
 889       }
 890     }
 891   }
 892   if (!force_split[0]) {
 893     fill_variance_tree(&vt, BLOCK_64X64);
 894     get_variance(&vt.part_variances.none);
 895   }
 896
 897   // Now go through the entire structure, splitting every block size until
 898   // we get to one that's got a variance lower than our threshold.
 899   if ( mi_col + 8 > cm->mi_cols || mi_row + 8 > cm->mi_rows ||
 900       !set_vt_partitioning(cpi, xd, &vt, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col,
 901                            thresholds[0], BLOCK_16X16, force_split[0])) {
 902     for (i = 0; i < 4; ++i) {
 903       const int x32_idx = ((i & 1) << 2);
 904       const int y32_idx = ((i >> 1) << 2);
 905       const int i2 = i << 2;
 906       if (!set_vt_partitioning(cpi, xd, &vt.split[i], BLOCK_32X32,
 907                                (mi_row + y32_idx), (mi_col + x32_idx),
 908                                thresholds[1], BLOCK_16X16,
 909                                force_split[i + 1])) {
 910         for (j = 0; j < 4; ++j) {
 911           const int x16_idx = ((j & 1) << 1);
 912           const int y16_idx = ((j >> 1) << 1);
 913           // For inter frames: if variance4x4downsample[] == 1 for this 16x16
 914           // block, then the variance is based on 4x4 down-sampling, so use vt2
 915           // in set_vt_partioning(), otherwise use vt.
 916           v16x16 *vtemp = (!is_key_frame &&
 917                            variance4x4downsample[i2 + j] == 1) ?
 918                            &vt2[i2 + j] : &vt.split[i].split[j];
 919           if (!set_vt_partitioning(cpi, xd, vtemp, BLOCK_16X16,
 920                                    mi_row + y32_idx + y16_idx,
 921                                    mi_col + x32_idx + x16_idx,
 922                                    thresholds[2],
 923                                    cpi->vbp_bsize_min,
 924                                    force_split[5 + i2  + j])) {
 925             for (k = 0; k < 4; ++k) {
 926               const int x8_idx = (k & 1);
 927               const int y8_idx = (k >> 1);
 928               if (use_4x4_partition) {
 929                 if (!set_vt_partitioning(cpi, xd, &vtemp->split[k],
 930                                          BLOCK_8X8,
 931                                          mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx,
 932                                          mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx,
 933                                          thresholds[3], BLOCK_8X8, 0)) {
 934                   set_block_size(cpi, xd,
 935                                  (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
 936                                  (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
 937                                  BLOCK_4X4);
 938                 }
 939               } else {
 940                 set_block_size(cpi, xd,
 941                                (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
 942                                (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
 943                                BLOCK_8X8);
 944               }
 945             }
 946           }
 947         }
 948       }
 949     }
 950   }
 951   return 0;
 952 }
 953
 954 static void update_state(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
 955                          PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
 956                          int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
 957                          int output_enabled) {
 958   int i, x_idx, y;
 959   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 960   RD_COUNTS *const rdc = &td->rd_counts;
 961   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
 962   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 963   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
 964   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
 965   MODE_INFO *mi = &ctx->mic;
 966   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
 967   MODE_INFO *mi_addr = xd->mi[0];
 968   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 969   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->mbmi.sb_type];
 970   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->mbmi.sb_type];
 971   const int x_mis = MIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
 972   const int y_mis = MIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
 973   MV_REF *const frame_mvs =
 974       cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
 975   int w, h;
 976
 977   const int mis = cm->mi_stride;
 978   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 979   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 980   int max_plane;
 981
 982   assert(mi->mbmi.sb_type == bsize);
 983
 984   *mi_addr = *mi;
 985
 986   // If segmentation in use
 987   if (seg->enabled) {
 988     // For in frame complexity AQ copy the segment id from the segment map.
 989     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
 990       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
 991                                                  : cm->last_frame_seg_map;
 992       mi_addr->mbmi.segment_id =
 993         vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 994     }
 995     // Else for cyclic refresh mode update the segment map, set the segment id
 996     // and then update the quantizer.
 997     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
 998       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, &xd->mi[0]->mbmi, mi_row,
 999                                         mi_col, bsize, ctx->rate, ctx->dist,
1000                                         x->skip);
1001     }
1002   }
1003
1004   max_plane = is_inter_block(mbmi) ? MAX_MB_PLANE : 1;
1005   for (i = 0; i < max_plane; ++i) {
1006     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][1];
1007     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][1];
1008     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][1];
1009     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][1];
1010   }
1011
1012   for (i = max_plane; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1013     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][2];
1014     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][2];
1015     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][2];
1016     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][2];
1017   }
1018
1019   // Restore the coding context of the MB to that that was in place
1020   // when the mode was picked for it
1021   for (y = 0; y < mi_height; y++)
1022     for (x_idx = 0; x_idx < mi_width; x_idx++)
1023       if ((xd->mb_to_right_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_width > x_idx
1024         && (xd->mb_to_bottom_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_height > y) {
1025         xd->mi[x_idx + y * mis] = mi_addr;
1026       }
1027
1028   if (cpi->oxcf.aq_mode)
1029     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1030
1031   // FIXME(rbultje) I'm pretty sure this should go to the end of this block
1032   // (i.e. after the output_enabled)
1033   if (bsize < BLOCK_32X32) {
1034     if (bsize < BLOCK_16X16)
1035       ctx->tx_rd_diff[ALLOW_16X16] = ctx->tx_rd_diff[ALLOW_8X8];
1036     ctx->tx_rd_diff[ALLOW_32X32] = ctx->tx_rd_diff[ALLOW_16X16];
1037   }
1038
1039   if (is_inter_block(mbmi) && mbmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
1040     mbmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
1041     mbmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
1042   }
1043
1044   x->skip = ctx->skip;
1045   memcpy(x->zcoeff_blk[mbmi->tx_size], ctx->zcoeff_blk,
1046          sizeof(uint8_t) * ctx->num_4x4_blk);
1047
1048   if (!output_enabled)
1049     return;
1050
1051   if (!vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
1052     for (i = 0; i < TX_MODES; i++)
1053       rdc->tx_select_diff[i] += ctx->tx_rd_diff[i];
1054   }
1055
1056 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
1057   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1058     static const int kf_mode_index[] = {
1059       THR_DC        /*DC_PRED*/,
1060       THR_V_PRED    /*V_PRED*/,
1061       THR_H_PRED    /*H_PRED*/,
1062       THR_D45_PRED  /*D45_PRED*/,
1063       THR_D135_PRED /*D135_PRED*/,
1064       THR_D117_PRED /*D117_PRED*/,
1065       THR_D153_PRED /*D153_PRED*/,
1066       THR_D207_PRED /*D207_PRED*/,
1067       THR_D63_PRED  /*D63_PRED*/,
1068       THR_TM        /*TM_PRED*/,
1069     };
1070     ++cpi->mode_chosen_counts[kf_mode_index[mbmi->mode]];
1071   } else {
1072     // Note how often each mode chosen as best
1073     ++cpi->mode_chosen_counts[ctx->best_mode_index];
1074   }
1075 #endif
1076   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1077     if (is_inter_block(mbmi)) {
1078       vp9_update_mv_count(td);
1079
1080       if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1081         const int ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
1082         ++td->counts->switchable_interp[ctx][mbmi->interp_filter];
1083       }
1084     }
1085
1086     rdc->comp_pred_diff[SINGLE_REFERENCE] += ctx->single_pred_diff;
1087     rdc->comp_pred_diff[COMPOUND_REFERENCE] += ctx->comp_pred_diff;
1088     rdc->comp_pred_diff[REFERENCE_MODE_SELECT] += ctx->hybrid_pred_diff;
1089
1090     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
1091       rdc->filter_diff[i] += ctx->best_filter_diff[i];
1092   }
1093
1094   for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
1095     MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
1096     for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
1097       MV_REF *const mv = frame_mv + w;
1098       mv->ref_frame[0] = mi->mbmi.ref_frame[0];
1099       mv->ref_frame[1] = mi->mbmi.ref_frame[1];
1100       mv->mv[0].as_int = mi->mbmi.mv[0].as_int;
1101       mv->mv[1].as_int = mi->mbmi.mv[1].as_int;
1102     }
1103   }
1104 }
1105
1106 void vp9_setup_src_planes(MACROBLOCK *x, const YV12_BUFFER_CONFIG *src,
1107                           int mi_row, int mi_col) {
1108   uint8_t *const buffers[3] = {src->y_buffer, src->u_buffer, src->v_buffer };
1109   const int strides[3] = {src->y_stride, src->uv_stride, src->uv_stride };
1110   int i;
1111
1112   // Set current frame pointer.
1113   x->e_mbd.cur_buf = src;
1114
1115   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; i++)
1116     setup_pred_plane(&x->plane[i].src, buffers[i], strides[i], mi_row, mi_col,
1117                      NULL, x->e_mbd.plane[i].subsampling_x,
1118                      x->e_mbd.plane[i].subsampling_y);
1119 }
1120
1121 static void set_mode_info_seg_skip(MACROBLOCK *x, TX_MODE tx_mode,
1122                                    RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize) {
1123   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1124   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
1125   INTERP_FILTER filter_ref;
1126
1127   if (xd->up_available)
1128     filter_ref = xd->mi[-xd->mi_stride]->mbmi.interp_filter;
1129   else if (xd->left_available)
1130     filter_ref = xd->mi[-1]->mbmi.interp_filter;
1131   else
1132     filter_ref = EIGHTTAP;
1133
1134   mbmi->sb_type = bsize;
1135   mbmi->mode = ZEROMV;
1136   mbmi->tx_size = MIN(max_txsize_lookup[bsize],
1137                       tx_mode_to_biggest_tx_size[tx_mode]);
1138   mbmi->skip = 1;
1139   mbmi->uv_mode = DC_PRED;
1140   mbmi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
1141   mbmi->ref_frame[1] = NONE;
1142   mbmi->mv[0].as_int = 0;
1143   mbmi->interp_filter = filter_ref;
1144
1145   xd->mi[0]->bmi[0].as_mv[0].as_int = 0;
1146   x->skip = 1;
1147
1148   vp9_rd_cost_init(rd_cost);
1149 }
1150
1151 static int set_segment_rdmult(VP9_COMP *const cpi,
1152                                MACROBLOCK *const x,
1153                                int8_t segment_id) {
1154   int segment_qindex;
1155   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1156   vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1157   vp9_clear_system_state();
1158   segment_qindex = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id,
1159                                   cm->base_qindex);
1160   return vp9_compute_rd_mult(cpi, segment_qindex + cm->y_dc_delta_q);
1161 }
1162
1163 static void rd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi,
1164                              TileDataEnc *tile_data,
1165                              MACROBLOCK *const x,
1166                              int mi_row, int mi_col, RD_COST *rd_cost,
1167                              BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1168                              int64_t best_rd) {
1169   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1170   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
1171   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1172   MB_MODE_INFO *mbmi;
1173   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
1174   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
1175   const AQ_MODE aq_mode = cpi->oxcf.aq_mode;
1176   int i, orig_rdmult;
1177
1178   vp9_clear_system_state();
1179
1180   // Use the lower precision, but faster, 32x32 fdct for mode selection.
1181   x->use_lp32x32fdct = 1;
1182
1183   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
1184   mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
1185   mbmi->sb_type = bsize;
1186
1187   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1188     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
1189     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
1190     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
1191     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
1192   }
1193   ctx->is_coded = 0;
1194   ctx->skippable = 0;
1195   ctx->pred_pixel_ready = 0;
1196   x->skip_recode = 0;
1197
1198   // Set to zero to make sure we do not use the previous encoded frame stats
1199   mbmi->skip = 0;
1200
1201 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1202   if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
1203     x->source_variance =
1204         vp9_high_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src,
1205                                            bsize, xd->bd);
1206   } else {
1207     x->source_variance =
1208       vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
1209   }
1210 #else
1211   x->source_variance =
1212     vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
1213 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1214
1215   // Save rdmult before it might be changed, so it can be restored later.
1216   orig_rdmult = x->rdmult;
1217
1218   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
1219     const int energy = bsize <= BLOCK_16X16 ? x->mb_energy
1220                                             : vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1221     if (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
1222         cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1223         (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
1224       mbmi->segment_id = vp9_vaq_segment_id(energy);
1225     } else {
1226       const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1227                                                     : cm->last_frame_seg_map;
1228       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1229     }
1230     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mbmi->segment_id);
1231   } else if (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
1232     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mbmi->segment_id);
1233   } else if (aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1234     const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1235                                                   : cm->last_frame_seg_map;
1236     // If segment is boosted, use rdmult for that segment.
1237     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(
1238             vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col)))
1239       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
1240   }
1241
1242   // Find best coding mode & reconstruct the MB so it is available
1243   // as a predictor for MBs that follow in the SB
1244   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1245     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1246   } else {
1247     if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1248       if (vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
1249         vp9_rd_pick_inter_mode_sb_seg_skip(cpi, tile_data, x, rd_cost, bsize,
1250                                            ctx, best_rd);
1251       else
1252         vp9_rd_pick_inter_mode_sb(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
1253                                   rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1254     } else {
1255       vp9_rd_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
1256                                     rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1257     }
1258   }
1259
1260
1261   // Examine the resulting rate and for AQ mode 2 make a segment choice.
1262   if ((rd_cost->rate != INT_MAX) &&
1263       (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && (bsize >= BLOCK_16X16) &&
1264       (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
1265        cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1266        (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref))) {
1267     vp9_caq_select_segment(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, rd_cost->rate);
1268   }
1269
1270   x->rdmult = orig_rdmult;
1271
1272   // TODO(jingning) The rate-distortion optimization flow needs to be
1273   // refactored to provide proper exit/return handle.
1274   if (rd_cost->rate == INT_MAX)
1275     rd_cost->rdcost = INT64_MAX;
1276
1277   ctx->rate = rd_cost->rate;
1278   ctx->dist = rd_cost->dist;
1279 }
1280
1281 static void update_stats(VP9_COMMON *cm, ThreadData *td) {
1282   const MACROBLOCK *x = &td->mb;
1283   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1284   const MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
1285   const MB_MODE_INFO *const mbmi = &mi->mbmi;
1286   const BLOCK_SIZE bsize = mbmi->sb_type;
1287
1288   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1289     FRAME_COUNTS *const counts = td->counts;
1290     const int inter_block = is_inter_block(mbmi);
1291     const int seg_ref_active = vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id,
1292                                                      SEG_LVL_REF_FRAME);
1293     if (!seg_ref_active) {
1294       counts->intra_inter[vp9_get_intra_inter_context(xd)][inter_block]++;
1295       // If the segment reference feature is enabled we have only a single
1296       // reference frame allowed for the segment so exclude it from
1297       // the reference frame counts used to work out probabilities.
1298       if (inter_block) {
1299         const MV_REFERENCE_FRAME ref0 = mbmi->ref_frame[0];
1300         if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT)
1301           counts->comp_inter[vp9_get_reference_mode_context(cm, xd)]
1302                             [has_second_ref(mbmi)]++;
1303
1304         if (has_second_ref(mbmi)) {
1305           counts->comp_ref[vp9_get_pred_context_comp_ref_p(cm, xd)]
1306                           [ref0 == GOLDEN_FRAME]++;
1307         } else {
1308           counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p1(xd)][0]
1309                             [ref0 != LAST_FRAME]++;
1310           if (ref0 != LAST_FRAME)
1311             counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p2(xd)][1]
1312                               [ref0 != GOLDEN_FRAME]++;
1313         }
1314       }
1315     }
1316     if (inter_block &&
1317         !vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
1318       const int mode_ctx = mbmi->mode_context[mbmi->ref_frame[0]];
1319       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1320         const PREDICTION_MODE mode = mbmi->mode;
1321         ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(mode)];
1322       } else {
1323         const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1324         const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1325         int idx, idy;
1326         for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h) {
1327           for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w) {
1328             const int j = idy * 2 + idx;
1329             const PREDICTION_MODE b_mode = mi->bmi[j].as_mode;
1330             ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(b_mode)];
1331           }
1332         }
1333       }
1334     }
1335   }
1336 }
1337
1338 static void restore_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1339                             ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1340                             ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1341                             PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1342                             BLOCK_SIZE bsize) {
1343   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1344   int p;
1345   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1346   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1347   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1348   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1349   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; p++) {
1350     memcpy(
1351         xd->above_context[p] + ((mi_col * 2) >> xd->plane[p].subsampling_x),
1352         a + num_4x4_blocks_wide * p,
1353         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1354         xd->plane[p].subsampling_x);
1355     memcpy(
1356         xd->left_context[p]
1357             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1358         l + num_4x4_blocks_high * p,
1359         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1360         xd->plane[p].subsampling_y);
1361   }
1362   memcpy(xd->above_seg_context + mi_col, sa,
1363          sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1364   memcpy(xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK), sl,
1365          sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1366 }
1367
1368 static void save_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1369                          ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1370                          ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1371                          PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1372                          BLOCK_SIZE bsize) {
1373   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1374   int p;
1375   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1376   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1377   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1378   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1379
1380   // buffer the above/left context information of the block in search.
1381   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; ++p) {
1382     memcpy(
1383         a + num_4x4_blocks_wide * p,
1384         xd->above_context[p] + (mi_col * 2 >> xd->plane[p].subsampling_x),
1385         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1386         xd->plane[p].subsampling_x);
1387     memcpy(
1388         l + num_4x4_blocks_high * p,
1389         xd->left_context[p]
1390             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1391         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1392         xd->plane[p].subsampling_y);
1393   }
1394   memcpy(sa, xd->above_seg_context + mi_col,
1395          sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1396   memcpy(sl, xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK),
1397          sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1398 }
1399
1400 static void encode_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1401                      ThreadData *td,
1402                      TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1403                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1404                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1405   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1406   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
1407   update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize, output_enabled);
1408   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
1409
1410   if (output_enabled) {
1411     update_stats(&cpi->common, td);
1412
1413     (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1414     (*tp)++;
1415   }
1416 }
1417
1418 static void encode_sb(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1419                       const TileInfo *const tile,
1420                       TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1421                       int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1422                       PC_TREE *pc_tree) {
1423   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1424   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1425   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1426
1427   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
1428   int ctx;
1429   PARTITION_TYPE partition;
1430   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
1431
1432   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1433     return;
1434
1435   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1436     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1437     subsize = get_subsize(bsize, pc_tree->partitioning);
1438   } else {
1439     ctx = 0;
1440     subsize = BLOCK_4X4;
1441   }
1442
1443   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1444   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
1445     td->counts->partition[ctx][partition]++;
1446
1447   switch (partition) {
1448     case PARTITION_NONE:
1449       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1450                &pc_tree->none);
1451       break;
1452     case PARTITION_VERT:
1453       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1454                &pc_tree->vertical[0]);
1455       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
1456         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1457                  subsize, &pc_tree->vertical[1]);
1458       }
1459       break;
1460     case PARTITION_HORZ:
1461       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1462                &pc_tree->horizontal[0]);
1463       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
1464         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1465                  subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
1466       }
1467       break;
1468     case PARTITION_SPLIT:
1469       if (bsize == BLOCK_8X8) {
1470         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1471                  pc_tree->leaf_split[0]);
1472       } else {
1473         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1474                   pc_tree->split[0]);
1475         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1476                   subsize, pc_tree->split[1]);
1477         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1478                   subsize, pc_tree->split[2]);
1479         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
1480                   subsize, pc_tree->split[3]);
1481       }
1482       break;
1483     default:
1484       assert(0 && "Invalid partition type.");
1485       break;
1486   }
1487
1488   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1489     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1490 }
1491
1492 // Check to see if the given partition size is allowed for a specified number
1493 // of 8x8 block rows and columns remaining in the image.
1494 // If not then return the largest allowed partition size
1495 static BLOCK_SIZE find_partition_size(BLOCK_SIZE bsize,
1496                                       int rows_left, int cols_left,
1497                                       int *bh, int *bw) {
1498   if (rows_left <= 0 || cols_left <= 0) {
1499     return MIN(bsize, BLOCK_8X8);
1500   } else {
1501     for (; bsize > 0; bsize -= 3) {
1502       *bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1503       *bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1504       if ((*bh <= rows_left) && (*bw <= cols_left)) {
1505         break;
1506       }
1507     }
1508   }
1509   return bsize;
1510 }
1511
1512 static void set_partial_b64x64_partition(MODE_INFO *mi, int mis,
1513     int bh_in, int bw_in, int row8x8_remaining, int col8x8_remaining,
1514     BLOCK_SIZE bsize, MODE_INFO **mi_8x8) {
1515   int bh = bh_in;
1516   int r, c;
1517   for (r = 0; r < MI_BLOCK_SIZE; r += bh) {
1518     int bw = bw_in;
1519     for (c = 0; c < MI_BLOCK_SIZE; c += bw) {
1520       const int index = r * mis + c;
1521       mi_8x8[index] = mi + index;
1522       mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = find_partition_size(bsize,
1523           row8x8_remaining - r, col8x8_remaining - c, &bh, &bw);
1524     }
1525   }
1526 }
1527
1528 // This function attempts to set all mode info entries in a given SB64
1529 // to the same block partition size.
1530 // However, at the bottom and right borders of the image the requested size
1531 // may not be allowed in which case this code attempts to choose the largest
1532 // allowable partition.
1533 static void set_fixed_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1534                                    MODE_INFO **mi_8x8, int mi_row, int mi_col,
1535                                    BLOCK_SIZE bsize) {
1536   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1537   const int mis = cm->mi_stride;
1538   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1539   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1540   int block_row, block_col;
1541   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1542   int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1543   int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1544
1545   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1546
1547   // Apply the requested partition size to the SB64 if it is all "in image"
1548   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1549       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1550     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
1551       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
1552         int index = block_row * mis + block_col;
1553         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1554         mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = bsize;
1555       }
1556     }
1557   } else {
1558     // Else this is a partial SB64.
1559     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw, row8x8_remaining,
1560         col8x8_remaining, bsize, mi_8x8);
1561   }
1562 }
1563
1564 const struct {
1565   int row;
1566   int col;
1567 } coord_lookup[16] = {
1568     // 32x32 index = 0
1569     {0, 0}, {0, 2}, {2, 0}, {2, 2},
1570     // 32x32 index = 1
1571     {0, 4}, {0, 6}, {2, 4}, {2, 6},
1572     // 32x32 index = 2
1573     {4, 0}, {4, 2}, {6, 0}, {6, 2},
1574     // 32x32 index = 3
1575     {4, 4}, {4, 6}, {6, 4}, {6, 6},
1576 };
1577
1578 static void set_source_var_based_partition(VP9_COMP *cpi,
1579                                            const TileInfo *const tile,
1580                                            MACROBLOCK *const x,
1581                                            MODE_INFO **mi_8x8,
1582                                            int mi_row, int mi_col) {
1583   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1584   const int mis = cm->mi_stride;
1585   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1586   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1587   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1588
1589   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
1590
1591   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1592
1593   // In-image SB64
1594   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1595       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1596     int i, j;
1597     int index;
1598     diff d32[4];
1599     const int offset = (mi_row >> 1) * cm->mb_cols + (mi_col >> 1);
1600     int is_larger_better = 0;
1601     int use32x32 = 0;
1602     unsigned int thr = cpi->source_var_thresh;
1603
1604     memset(d32, 0, 4 * sizeof(diff));
1605
1606     for (i = 0; i < 4; i++) {
1607       diff *d16[4];
1608
1609       for (j = 0; j < 4; j++) {
1610         int b_mi_row = coord_lookup[i * 4 + j].row;
1611         int b_mi_col = coord_lookup[i * 4 + j].col;
1612         int boffset = b_mi_row / 2 * cm->mb_cols +
1613                       b_mi_col / 2;
1614
1615         d16[j] = cpi->source_diff_var + offset + boffset;
1616
1617         index = b_mi_row * mis + b_mi_col;
1618         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1619         mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = BLOCK_16X16;
1620
1621         // TODO(yunqingwang): If d16[j].var is very large, use 8x8 partition
1622         // size to further improve quality.
1623       }
1624
1625       is_larger_better = (d16[0]->var < thr) && (d16[1]->var < thr) &&
1626           (d16[2]->var < thr) && (d16[3]->var < thr);
1627
1628       // Use 32x32 partition
1629       if (is_larger_better) {
1630         use32x32 += 1;
1631
1632         for (j = 0; j < 4; j++) {
1633           d32[i].sse += d16[j]->sse;
1634           d32[i].sum += d16[j]->sum;
1635         }
1636
1637         d32[i].var = d32[i].sse - (((int64_t)d32[i].sum * d32[i].sum) >> 10);
1638
1639         index = coord_lookup[i*4].row * mis + coord_lookup[i*4].col;
1640         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1641         mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = BLOCK_32X32;
1642       }
1643     }
1644
1645     if (use32x32 == 4) {
1646       thr <<= 1;
1647       is_larger_better = (d32[0].var < thr) && (d32[1].var < thr) &&
1648           (d32[2].var < thr) && (d32[3].var < thr);
1649
1650       // Use 64x64 partition
1651       if (is_larger_better) {
1652         mi_8x8[0] = mi_upper_left;
1653         mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = BLOCK_64X64;
1654       }
1655     }
1656   } else {   // partial in-image SB64
1657     int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_16X16];
1658     int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_16X16];
1659     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw,
1660         row8x8_remaining, col8x8_remaining, BLOCK_16X16, mi_8x8);
1661   }
1662 }
1663
1664 static void update_state_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1665                             PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1666                             int mi_row, int mi_col, int bsize) {
1667   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1668   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1669   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1670   MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
1671   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
1672   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
1673   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->mbmi.sb_type];
1674   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->mbmi.sb_type];
1675   const int x_mis = MIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
1676   const int y_mis = MIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
1677
1678   *(xd->mi[0]) = ctx->mic;
1679
1680   if (seg->enabled && cpi->oxcf.aq_mode) {
1681     // For in frame complexity AQ or variance AQ, copy segment_id from
1682     // segmentation_map.
1683     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ ||
1684         cpi->oxcf.aq_mode == VARIANCE_AQ ) {
1685       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
1686                                                  : cm->last_frame_seg_map;
1687       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1688     } else {
1689     // Setting segmentation map for cyclic_refresh.
1690       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, mbmi, mi_row, mi_col, bsize,
1691                                         ctx->rate, ctx->dist, x->skip);
1692     }
1693     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1694   }
1695
1696   if (is_inter_block(mbmi)) {
1697     vp9_update_mv_count(td);
1698     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1699       const int pred_ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
1700       ++td->counts->switchable_interp[pred_ctx][mbmi->interp_filter];
1701     }
1702
1703     if (mbmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
1704       mbmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
1705       mbmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
1706     }
1707   }
1708
1709   if (cm->use_prev_frame_mvs) {
1710     MV_REF *const frame_mvs =
1711         cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
1712     int w, h;
1713
1714     for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
1715       MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
1716       for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
1717         MV_REF *const mv = frame_mv + w;
1718         mv->ref_frame[0] = mi->mbmi.ref_frame[0];
1719         mv->ref_frame[1] = mi->mbmi.ref_frame[1];
1720         mv->mv[0].as_int = mi->mbmi.mv[0].as_int;
1721         mv->mv[1].as_int = mi->mbmi.mv[1].as_int;
1722       }
1723     }
1724   }
1725
1726   x->skip = ctx->skip;
1727   x->skip_txfm[0] = mbmi->segment_id ? 0 : ctx->skip_txfm[0];
1728 }
1729
1730 static void encode_b_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1731                         const TileInfo *const tile,
1732                         TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1733                         int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1734                         PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1735   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1736   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
1737   update_state_rt(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize);
1738
1739 #if CONFIG_VP9_TEMPORAL_DENOISING
1740   if (cpi->oxcf.noise_sensitivity > 0 && output_enabled &&
1741       cpi->common.frame_type != KEY_FRAME) {
1742     vp9_denoiser_denoise(&cpi->denoiser, x, mi_row, mi_col,
1743                          MAX(BLOCK_8X8, bsize), ctx);
1744   }
1745 #endif
1746
1747   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
1748   update_stats(&cpi->common, td);
1749
1750   (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1751   (*tp)++;
1752 }
1753
1754 static void encode_sb_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1755                          const TileInfo *const tile,
1756                          TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1757                          int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1758                          PC_TREE *pc_tree) {
1759   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1760   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1761   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1762
1763   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
1764   int ctx;
1765   PARTITION_TYPE partition;
1766   BLOCK_SIZE subsize;
1767
1768   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1769     return;
1770
1771   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1772     const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
1773     MODE_INFO ** mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
1774     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1775     subsize = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type;
1776   } else {
1777     ctx = 0;
1778     subsize = BLOCK_4X4;
1779   }
1780
1781   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1782   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
1783     td->counts->partition[ctx][partition]++;
1784
1785   switch (partition) {
1786     case PARTITION_NONE:
1787       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1788                   &pc_tree->none);
1789       break;
1790     case PARTITION_VERT:
1791       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1792                   &pc_tree->vertical[0]);
1793       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
1794         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1795                     subsize, &pc_tree->vertical[1]);
1796       }
1797       break;
1798     case PARTITION_HORZ:
1799       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1800                   &pc_tree->horizontal[0]);
1801       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
1802         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1803                     subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
1804       }
1805       break;
1806     case PARTITION_SPLIT:
1807       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1808       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1809                    pc_tree->split[0]);
1810       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1811                    subsize, pc_tree->split[1]);
1812       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1813                    subsize, pc_tree->split[2]);
1814       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs,
1815                    output_enabled, subsize, pc_tree->split[3]);
1816       break;
1817     default:
1818       assert(0 && "Invalid partition type.");
1819       break;
1820   }
1821
1822   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1823     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1824 }
1825
1826 static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
1827                              ThreadData *td,
1828                              TileDataEnc *tile_data,
1829                              MODE_INFO **mi_8x8, TOKENEXTRA **tp,
1830                              int mi_row, int mi_col,
1831                              BLOCK_SIZE bsize,
1832                              int *rate, int64_t *dist,
1833                              int do_recon, PC_TREE *pc_tree) {
1834   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1835   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
1836   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1837   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1838   const int mis = cm->mi_stride;
1839   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
1840   const int mi_step = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
1841   const int bss = (1 << bsl) / 4;
1842   int i, pl;
1843   PARTITION_TYPE partition = PARTITION_NONE;
1844   BLOCK_SIZE subsize;
1845   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
1846   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
1847   RD_COST last_part_rdc, none_rdc, chosen_rdc;
1848   BLOCK_SIZE sub_subsize = BLOCK_4X4;
1849   int splits_below = 0;
1850   BLOCK_SIZE bs_type = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type;
1851   int do_partition_search = 1;
1852   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
1853
1854   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1855     return;
1856
1857   assert(num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] ==
1858          num_4x4_blocks_high_lookup[bsize]);
1859
1860   vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1861   vp9_rd_cost_reset(&none_rdc);
1862   vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
1863
1864   partition = partition_lookup[bsl][bs_type];
1865   subsize = get_subsize(bsize, partition);
1866
1867   pc_tree->partitioning = partition;
1868   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1869
1870   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode) {
1871     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
1872     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1873   }
1874
1875   if (do_partition_search &&
1876       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
1877       cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame) {
1878     // Check if any of the sub blocks are further split.
1879     if (partition == PARTITION_SPLIT && subsize > BLOCK_8X8) {
1880       sub_subsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
1881       splits_below = 1;
1882       for (i = 0; i < 4; i++) {
1883         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1884         MODE_INFO *this_mi = mi_8x8[jj * bss * mis + ii * bss];
1885         if (this_mi && this_mi->mbmi.sb_type >= sub_subsize) {
1886           splits_below = 0;
1887         }
1888       }
1889     }
1890
1891     // If partition is not none try none unless each of the 4 splits are split
1892     // even further..
1893     if (partition != PARTITION_NONE && !splits_below &&
1894         mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
1895         mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1896       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
1897       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &none_rdc, bsize,
1898                        ctx, INT64_MAX);
1899
1900       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1901
1902       if (none_rdc.rate < INT_MAX) {
1903         none_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
1904         none_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, none_rdc.rate,
1905                                  none_rdc.dist);
1906       }
1907
1908       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1909       mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bs_type;
1910       pc_tree->partitioning = partition;
1911     }
1912   }
1913
1914   switch (partition) {
1915     case PARTITION_NONE:
1916       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1917                        bsize, ctx, INT64_MAX);
1918       break;
1919     case PARTITION_HORZ:
1920       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1921                        subsize, &pc_tree->horizontal[0],
1922                        INT64_MAX);
1923       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX &&
1924           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows) {
1925         RD_COST tmp_rdc;
1926         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
1927         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
1928         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
1929         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
1930         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x,
1931                          mi_row + (mi_step >> 1), mi_col, &tmp_rdc,
1932                          subsize, &pc_tree->horizontal[1], INT64_MAX);
1933         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1934           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1935           break;
1936         }
1937         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1938         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1939         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
1940       }
1941       break;
1942     case PARTITION_VERT:
1943       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1944                        subsize, &pc_tree->vertical[0], INT64_MAX);
1945       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX &&
1946           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1947         RD_COST tmp_rdc;
1948         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->vertical[0];
1949         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
1950         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
1951         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
1952         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x,
1953                          mi_row, mi_col + (mi_step >> 1), &tmp_rdc,
1954                          subsize, &pc_tree->vertical[bsize > BLOCK_8X8],
1955                          INT64_MAX);
1956         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1957           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1958           break;
1959         }
1960         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1961         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1962         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
1963       }
1964       break;
1965     case PARTITION_SPLIT:
1966       if (bsize == BLOCK_8X8) {
1967         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1968                          subsize, pc_tree->leaf_split[0], INT64_MAX);
1969         break;
1970       }
1971       last_part_rdc.rate = 0;
1972       last_part_rdc.dist = 0;
1973       last_part_rdc.rdcost = 0;
1974       for (i = 0; i < 4; i++) {
1975         int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
1976         int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
1977         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1978         RD_COST tmp_rdc;
1979         if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
1980           continue;
1981
1982         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
1983         rd_use_partition(cpi, td, tile_data,
1984                          mi_8x8 + jj * bss * mis + ii * bss, tp,
1985                          mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize,
1986                          &tmp_rdc.rate, &tmp_rdc.dist,
1987                          i != 3, pc_tree->split[i]);
1988         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1989           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1990           break;
1991         }
1992         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1993         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1994       }
1995       break;
1996     default:
1997       assert(0);
1998       break;
1999   }
2000
2001   pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2002   if (last_part_rdc.rate < INT_MAX) {
2003     last_part_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][partition];
2004     last_part_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2005                                   last_part_rdc.rate, last_part_rdc.dist);
2006   }
2007
2008   if (do_partition_search
2009       && cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame
2010       && cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION
2011       && partition != PARTITION_SPLIT && bsize > BLOCK_8X8
2012       && (mi_row + mi_step < cm->mi_rows ||
2013           mi_row + (mi_step >> 1) == cm->mi_rows)
2014       && (mi_col + mi_step < cm->mi_cols ||
2015           mi_col + (mi_step >> 1) == cm->mi_cols)) {
2016     BLOCK_SIZE split_subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2017     chosen_rdc.rate = 0;
2018     chosen_rdc.dist = 0;
2019     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2020     pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
2021
2022     // Split partition.
2023     for (i = 0; i < 4; i++) {
2024       int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
2025       int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
2026       RD_COST tmp_rdc;
2027       ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2028       PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2029
2030       if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
2031         continue;
2032
2033       save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2034       pc_tree->split[i]->partitioning = PARTITION_NONE;
2035       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x,
2036                        mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, &tmp_rdc,
2037                        split_subsize, &pc_tree->split[i]->none, INT64_MAX);
2038
2039       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2040
2041       if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2042         vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
2043         break;
2044       }
2045
2046       chosen_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2047       chosen_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2048
2049       if (i != 3)
2050         encode_sb(cpi, td, tile_info, tp,  mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, 0,
2051                   split_subsize, pc_tree->split[i]);
2052
2053       pl = partition_plane_context(xd, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2054                                    split_subsize);
2055       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2056     }
2057     pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2058     if (chosen_rdc.rate < INT_MAX) {
2059       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2060       chosen_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2061                                  chosen_rdc.rate, chosen_rdc.dist);
2062     }
2063   }
2064
2065   // If last_part is better set the partitioning to that.
2066   if (last_part_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
2067     mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bsize;
2068     if (bsize >= BLOCK_8X8)
2069       pc_tree->partitioning = partition;
2070     chosen_rdc = last_part_rdc;
2071   }
2072   // If none was better set the partitioning to that.
2073   if (none_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
2074     if (bsize >= BLOCK_8X8)
2075       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2076     chosen_rdc = none_rdc;
2077   }
2078
2079   restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2080
2081   // We must have chosen a partitioning and encoding or we'll fail later on.
2082   // No other opportunities for success.
2083   if (bsize == BLOCK_64X64)
2084     assert(chosen_rdc.rate < INT_MAX && chosen_rdc.dist < INT64_MAX);
2085
2086   if (do_recon) {
2087     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2088     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
2089               pc_tree);
2090   }
2091
2092   *rate = chosen_rdc.rate;
2093   *dist = chosen_rdc.dist;
2094 }
2095
2096 static const BLOCK_SIZE min_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
2097   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
2098   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
2099   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,
2100   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
2101   BLOCK_16X16
2102 };
2103
2104 static const BLOCK_SIZE max_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
2105   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
2106   BLOCK_16X16, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
2107   BLOCK_32X32, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
2108   BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
2109   BLOCK_64X64
2110 };
2111
2112 // Look at all the mode_info entries for blocks that are part of this
2113 // partition and find the min and max values for sb_type.
2114 // At the moment this is designed to work on a 64x64 SB but could be
2115 // adjusted to use a size parameter.
2116 //
2117 // The min and max are assumed to have been initialized prior to calling this
2118 // function so repeat calls can accumulate a min and max of more than one sb64.
2119 static void get_sb_partition_size_range(MACROBLOCKD *xd, MODE_INFO **mi_8x8,
2120                                         BLOCK_SIZE *min_block_size,
2121                                         BLOCK_SIZE *max_block_size,
2122                                         int bs_hist[BLOCK_SIZES]) {
2123   int sb_width_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
2124   int sb_height_in_blocks  = MI_BLOCK_SIZE;
2125   int i, j;
2126   int index = 0;
2127
2128   // Check the sb_type for each block that belongs to this region.
2129   for (i = 0; i < sb_height_in_blocks; ++i) {
2130     for (j = 0; j < sb_width_in_blocks; ++j) {
2131       MODE_INFO *mi = mi_8x8[index+j];
2132       BLOCK_SIZE sb_type = mi ? mi->mbmi.sb_type : 0;
2133       bs_hist[sb_type]++;
2134       *min_block_size = MIN(*min_block_size, sb_type);
2135       *max_block_size = MAX(*max_block_size, sb_type);
2136     }
2137     index += xd->mi_stride;
2138   }
2139 }
2140
2141 // Next square block size less or equal than current block size.
2142 static const BLOCK_SIZE next_square_size[BLOCK_SIZES] = {
2143   BLOCK_4X4, BLOCK_4X4, BLOCK_4X4,
2144   BLOCK_8X8, BLOCK_8X8, BLOCK_8X8,
2145   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
2146   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
2147   BLOCK_64X64
2148 };
2149
2150 // Look at neighboring blocks and set a min and max partition size based on
2151 // what they chose.
2152 static void rd_auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2153                                     MACROBLOCKD *const xd,
2154                                     int mi_row, int mi_col,
2155                                     BLOCK_SIZE *min_block_size,
2156                                     BLOCK_SIZE *max_block_size) {
2157   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2158   MODE_INFO **mi = xd->mi;
2159   const int left_in_image = xd->left_available && mi[-1];
2160   const int above_in_image = xd->up_available && mi[-xd->mi_stride];
2161   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2162   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2163   int bh, bw;
2164   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_4X4;
2165   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_64X64;
2166   int bs_hist[BLOCK_SIZES] = {0};
2167
2168   // Trap case where we do not have a prediction.
2169   if (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2170     // Default "min to max" and "max to min"
2171     min_size = BLOCK_64X64;
2172     max_size = BLOCK_4X4;
2173
2174     // NOTE: each call to get_sb_partition_size_range() uses the previous
2175     // passed in values for min and max as a starting point.
2176     // Find the min and max partition used in previous frame at this location
2177     if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2178       MODE_INFO **prev_mi =
2179           &cm->prev_mi_grid_visible[mi_row * xd->mi_stride + mi_col];
2180       get_sb_partition_size_range(xd, prev_mi, &min_size, &max_size, bs_hist);
2181     }
2182     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64
2183     if (left_in_image) {
2184       MODE_INFO **left_sb64_mi = &mi[-MI_BLOCK_SIZE];
2185       get_sb_partition_size_range(xd, left_sb64_mi, &min_size, &max_size,
2186                                   bs_hist);
2187     }
2188     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
2189     if (above_in_image) {
2190       MODE_INFO **above_sb64_mi = &mi[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE];
2191       get_sb_partition_size_range(xd, above_sb64_mi, &min_size, &max_size,
2192                                   bs_hist);
2193     }
2194
2195     // Adjust observed min and max for "relaxed" auto partition case.
2196     if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size == RELAXED_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
2197       min_size = min_partition_size[min_size];
2198       max_size = max_partition_size[max_size];
2199     }
2200   }
2201
2202   // Check border cases where max and min from neighbors may not be legal.
2203   max_size = find_partition_size(max_size,
2204                                  row8x8_remaining, col8x8_remaining,
2205                                  &bh, &bw);
2206   min_size = MIN(cpi->sf.rd_auto_partition_min_limit, MIN(min_size, max_size));
2207
2208   // When use_square_partition_only is true, make sure at least one square
2209   // partition is allowed by selecting the next smaller square size as
2210   // *min_block_size.
2211   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
2212       next_square_size[max_size] < min_size) {
2213      min_size = next_square_size[max_size];
2214   }
2215
2216   *min_block_size = min_size;
2217   *max_block_size = max_size;
2218 }
2219
2220 static void auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2221                                  MACROBLOCKD *const xd,
2222                                  int mi_row, int mi_col,
2223                                  BLOCK_SIZE *min_block_size,
2224                                  BLOCK_SIZE *max_block_size) {
2225   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2226   MODE_INFO **mi_8x8 = xd->mi;
2227   const int left_in_image = xd->left_available && mi_8x8[-1];
2228   const int above_in_image = xd->up_available && mi_8x8[-xd->mi_stride];
2229   int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2230   int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2231   int bh, bw;
2232   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_32X32;
2233   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_8X8;
2234   int bsl = mi_width_log2_lookup[BLOCK_64X64];
2235   const int search_range_ctrl = (((mi_row + mi_col) >> bsl) +
2236                        get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) & 0x1;
2237   // Trap case where we do not have a prediction.
2238   if (search_range_ctrl &&
2239       (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME)) {
2240     int block;
2241     MODE_INFO **mi;
2242     BLOCK_SIZE sb_type;
2243
2244     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64.
2245     if (left_in_image) {
2246       MODE_INFO *cur_mi;
2247       mi = &mi_8x8[-1];
2248       for (block = 0; block < MI_BLOCK_SIZE; ++block) {
2249         cur_mi = mi[block * xd->mi_stride];
2250         sb_type = cur_mi ? cur_mi->mbmi.sb_type : 0;
2251         min_size = MIN(min_size, sb_type);
2252         max_size = MAX(max_size, sb_type);
2253       }
2254     }
2255     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
2256     if (above_in_image) {
2257       mi = &mi_8x8[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE];
2258       for (block = 0; block < MI_BLOCK_SIZE; ++block) {
2259         sb_type = mi[block] ? mi[block]->mbmi.sb_type : 0;
2260         min_size = MIN(min_size, sb_type);
2261         max_size = MAX(max_size, sb_type);
2262       }
2263     }
2264
2265     min_size = min_partition_size[min_size];
2266     max_size = find_partition_size(max_size, row8x8_remaining, col8x8_remaining,
2267                                    &bh, &bw);
2268     min_size = MIN(min_size, max_size);
2269     min_size = MAX(min_size, BLOCK_8X8);
2270     max_size = MIN(max_size, BLOCK_32X32);
2271   } else {
2272     min_size = BLOCK_8X8;
2273     max_size = BLOCK_32X32;
2274   }
2275
2276   *min_block_size = min_size;
2277   *max_block_size = max_size;
2278 }
2279
2280 // TODO(jingning) refactor functions setting partition search range
2281 static void set_partition_range(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
2282                                 int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
2283                                 BLOCK_SIZE *min_bs, BLOCK_SIZE *max_bs) {
2284   int mi_width  = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2285   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2286   int idx, idy;
2287
2288   MODE_INFO *mi;
2289   const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
2290   MODE_INFO **prev_mi = &cm->prev_mi_grid_visible[idx_str];
2291   BLOCK_SIZE bs, min_size, max_size;
2292
2293   min_size = BLOCK_64X64;
2294   max_size = BLOCK_4X4;
2295
2296   if (prev_mi) {
2297     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2298       for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2299         mi = prev_mi[idy * cm->mi_stride + idx];
2300         bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
2301         min_size = MIN(min_size, bs);
2302         max_size = MAX(max_size, bs);
2303       }
2304     }
2305   }
2306
2307   if (xd->left_available) {
2308     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2309       mi = xd->mi[idy * cm->mi_stride - 1];
2310       bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
2311       min_size = MIN(min_size, bs);
2312       max_size = MAX(max_size, bs);
2313     }
2314   }
2315
2316   if (xd->up_available) {
2317     for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2318       mi = xd->mi[idx - cm->mi_stride];
2319       bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
2320       min_size = MIN(min_size, bs);
2321       max_size = MAX(max_size, bs);
2322     }
2323   }
2324
2325   if (min_size == max_size) {
2326     min_size = min_partition_size[min_size];
2327     max_size = max_partition_size[max_size];
2328   }
2329
2330   *min_bs = min_size;
2331   *max_bs = max_size;
2332 }
2333
2334 static INLINE void store_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2335   memcpy(ctx->pred_mv, x->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2336 }
2337
2338 static INLINE void load_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2339   memcpy(x->pred_mv, ctx->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2340 }
2341
2342 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2343 const int num_16x16_blocks_wide_lookup[BLOCK_SIZES] =
2344   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 4, 4};
2345 const int num_16x16_blocks_high_lookup[BLOCK_SIZES] =
2346   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 2, 4, 2, 4};
2347 const int qindex_skip_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] =
2348   {0, 10, 10, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 90, 100, 100, 120};
2349 const int qindex_split_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] =
2350   {0, 3, 3, 7, 15, 15, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 120};
2351 const int complexity_16x16_blocks_threshold[BLOCK_SIZES] =
2352   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 4, 4, 6};
2353
2354 typedef enum {
2355   MV_ZERO = 0,
2356   MV_LEFT = 1,
2357   MV_UP = 2,
2358   MV_RIGHT = 3,
2359   MV_DOWN = 4,
2360   MV_INVALID
2361 } MOTION_DIRECTION;
2362
2363 static INLINE MOTION_DIRECTION get_motion_direction_fp(uint8_t fp_byte) {
2364   if (fp_byte & FPMB_MOTION_ZERO_MASK) {
2365     return MV_ZERO;
2366   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_LEFT_MASK) {
2367     return MV_LEFT;
2368   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_RIGHT_MASK) {
2369     return MV_RIGHT;
2370   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_UP_MASK) {
2371     return MV_UP;
2372   } else {
2373     return MV_DOWN;
2374   }
2375 }
2376
2377 static INLINE int get_motion_inconsistency(MOTION_DIRECTION this_mv,
2378                                            MOTION_DIRECTION that_mv) {
2379   if (this_mv == that_mv) {
2380     return 0;
2381   } else {
2382     return abs(this_mv - that_mv) == 2 ? 2 : 1;
2383   }
2384 }
2385 #endif
2386
2387 // TODO(jingning,jimbankoski,rbultje): properly skip partition types that are
2388 // unlikely to be selected depending on previous rate-distortion optimization
2389 // results, for encoding speed-up.
2390 static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2391                               TileDataEnc *tile_data,
2392                               TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
2393                               BLOCK_SIZE bsize, RD_COST *rd_cost,
2394                               int64_t best_rd, PC_TREE *pc_tree) {
2395   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2396   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2397   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2398   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2399   const int mi_step = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2400   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2401   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2402   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
2403   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
2404   int i, pl;
2405   BLOCK_SIZE subsize;
2406   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
2407   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
2408   int do_rect = 1;
2409
2410   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
2411   const int force_horz_split = (mi_row + mi_step >= cm->mi_rows);
2412   const int force_vert_split = (mi_col + mi_step >= cm->mi_cols);
2413   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
2414   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
2415
2416   BLOCK_SIZE min_size = x->min_partition_size;
2417   BLOCK_SIZE max_size = x->max_partition_size;
2418
2419 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2420   unsigned int src_diff_var = UINT_MAX;
2421   int none_complexity = 0;
2422 #endif
2423
2424   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
2425   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
2426                                bsize >= BLOCK_8X8;
2427   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
2428                                bsize >= BLOCK_8X8;
2429   (void) *tp_orig;
2430
2431   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2432              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
2433
2434   vp9_rd_cost_init(&this_rdc);
2435   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
2436   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
2437   best_rdc.rdcost = best_rd;
2438
2439   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2440
2441   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode)
2442     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
2443
2444   if (cpi->sf.cb_partition_search && bsize == BLOCK_16X16) {
2445     int cb_partition_search_ctrl = ((pc_tree->index == 0 || pc_tree->index == 3)
2446         + get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) & 0x1;
2447
2448     if (cb_partition_search_ctrl && bsize > min_size && bsize < max_size)
2449       set_partition_range(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize, &min_size, &max_size);
2450   }
2451
2452   // Determine partition types in search according to the speed features.
2453   // The threshold set here has to be of square block size.
2454   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2455     partition_none_allowed &= (bsize <= max_size && bsize >= min_size);
2456     partition_horz_allowed &= ((bsize <= max_size && bsize > min_size) ||
2457                                 force_horz_split);
2458     partition_vert_allowed &= ((bsize <= max_size && bsize > min_size) ||
2459                                 force_vert_split);
2460     do_split &= bsize > min_size;
2461   }
2462   if (cpi->sf.use_square_partition_only) {
2463     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2464     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2465   }
2466
2467   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2468
2469 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2470   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
2471     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2472     src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &x->plane[0].src,
2473                                                   mi_row, mi_col, bsize);
2474   }
2475 #endif
2476
2477 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2478   // Decide whether we shall split directly and skip searching NONE by using
2479   // the first pass block statistics
2480   if (cpi->use_fp_mb_stats && bsize >= BLOCK_32X32 && do_split &&
2481       partition_none_allowed && src_diff_var > 4 &&
2482       cm->base_qindex < qindex_split_threshold_lookup[bsize]) {
2483     int mb_row = mi_row >> 1;
2484     int mb_col = mi_col >> 1;
2485     int mb_row_end =
2486         MIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
2487     int mb_col_end =
2488         MIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
2489     int r, c;
2490
2491     // compute a complexity measure, basically measure inconsistency of motion
2492     // vectors obtained from the first pass in the current block
2493     for (r = mb_row; r < mb_row_end ; r++) {
2494       for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
2495         const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
2496
2497         MOTION_DIRECTION this_mv;
2498         MOTION_DIRECTION right_mv;
2499         MOTION_DIRECTION bottom_mv;
2500
2501         this_mv =
2502             get_motion_direction_fp(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index]);
2503
2504         // to its right
2505         if (c != mb_col_end - 1) {
2506           right_mv = get_motion_direction_fp(
2507               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + 1]);
2508           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, right_mv);
2509         }
2510
2511         // to its bottom
2512         if (r != mb_row_end - 1) {
2513           bottom_mv = get_motion_direction_fp(
2514               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + cm->mb_cols]);
2515           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, bottom_mv);
2516         }
2517
2518         // do not count its left and top neighbors to avoid double counting
2519       }
2520     }
2521
2522     if (none_complexity > complexity_16x16_blocks_threshold[bsize]) {
2523       partition_none_allowed = 0;
2524     }
2525   }
2526 #endif
2527
2528   // PARTITION_NONE
2529   if (partition_none_allowed) {
2530     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
2531                      &this_rdc, bsize, ctx, best_rdc.rdcost);
2532     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
2533       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2534         pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2535         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2536         this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2537                                  this_rdc.rate, this_rdc.dist);
2538       }
2539
2540       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2541         int64_t dist_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_dist_thr;
2542         int rate_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_rate_thr;
2543
2544         best_rdc = this_rdc;
2545         if (bsize >= BLOCK_8X8)
2546           pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2547
2548         // Adjust dist breakout threshold according to the partition size.
2549         dist_breakout_thr >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
2550             b_height_log2_lookup[bsize]);
2551
2552         rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
2553
2554         // If all y, u, v transform blocks in this partition are skippable, and
2555         // the dist & rate are within the thresholds, the partition search is
2556         // terminated for current branch of the partition search tree.
2557         // The dist & rate thresholds are set to 0 at speed 0 to disable the
2558         // early termination at that speed.
2559         if (!x->e_mbd.lossless &&
2560             (ctx->skippable && best_rdc.dist < dist_breakout_thr &&
2561             best_rdc.rate < rate_breakout_thr)) {
2562           do_split = 0;
2563           do_rect = 0;
2564         }
2565
2566 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2567         // Check if every 16x16 first pass block statistics has zero
2568         // motion and the corresponding first pass residue is small enough.
2569         // If that is the case, check the difference variance between the
2570         // current frame and the last frame. If the variance is small enough,
2571         // stop further splitting in RD optimization
2572         if (cpi->use_fp_mb_stats && do_split != 0 &&
2573             cm->base_qindex > qindex_skip_threshold_lookup[bsize]) {
2574           int mb_row = mi_row >> 1;
2575           int mb_col = mi_col >> 1;
2576           int mb_row_end =
2577               MIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
2578           int mb_col_end =
2579               MIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
2580           int r, c;
2581
2582           int skip = 1;
2583           for (r = mb_row; r < mb_row_end; r++) {
2584             for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
2585               const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
2586               if (!(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
2587                     FPMB_MOTION_ZERO_MASK) ||
2588                   !(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
2589                     FPMB_ERROR_SMALL_MASK)) {
2590                 skip = 0;
2591                 break;
2592               }
2593             }
2594             if (skip == 0) {
2595               break;
2596             }
2597           }
2598           if (skip) {
2599             if (src_diff_var == UINT_MAX) {
2600               set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2601               src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(
2602                   cpi, &x->plane[0].src, mi_row, mi_col, bsize);
2603             }
2604             if (src_diff_var < 8) {
2605               do_split = 0;
2606               do_rect = 0;
2607             }
2608           }
2609         }
2610 #endif
2611       }
2612     }
2613     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2614   }
2615
2616   // store estimated motion vector
2617   if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2618     store_pred_mv(x, ctx);
2619
2620   // PARTITION_SPLIT
2621   // TODO(jingning): use the motion vectors given by the above search as
2622   // the starting point of motion search in the following partition type check.
2623   if (do_split) {
2624     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2625     if (bsize == BLOCK_8X8) {
2626       i = 4;
2627       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && partition_none_allowed)
2628         pc_tree->leaf_split[0]->pred_interp_filter =
2629             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2630       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2631                        pc_tree->leaf_split[0], best_rdc.rdcost);
2632       if (sum_rdc.rate == INT_MAX)
2633         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2634     } else {
2635       for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
2636       const int x_idx = (i & 1) * mi_step;
2637       const int y_idx = (i >> 1) * mi_step;
2638
2639         if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
2640           continue;
2641
2642         if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2643           load_pred_mv(x, ctx);
2644
2645         pc_tree->split[i]->index = i;
2646         rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp,
2647                           mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2648                           subsize, &this_rdc,
2649                           best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
2650
2651         if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2652           sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2653           break;
2654         } else {
2655           sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2656           sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2657           sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2658         }
2659       }
2660     }
2661
2662     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && i == 4) {
2663       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2664       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2665       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2666                               sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2667
2668       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2669         best_rdc = sum_rdc;
2670         pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
2671       }
2672     } else {
2673       // skip rectangular partition test when larger block size
2674       // gives better rd cost
2675       if (cpi->sf.less_rectangular_check)
2676         do_rect &= !partition_none_allowed;
2677     }
2678     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2679   }
2680
2681   // PARTITION_HORZ
2682   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
2683     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
2684     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2685       load_pred_mv(x, ctx);
2686     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2687         partition_none_allowed)
2688       pc_tree->horizontal[0].pred_interp_filter =
2689           ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2690     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2691                      &pc_tree->horizontal[0], best_rdc.rdcost);
2692
2693     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + mi_step < cm->mi_rows &&
2694         bsize > BLOCK_8X8) {
2695       PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
2696       update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2697       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2698
2699       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2700         load_pred_mv(x, ctx);
2701       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2702           partition_none_allowed)
2703         pc_tree->horizontal[1].pred_interp_filter =
2704             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2705       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + mi_step, mi_col,
2706                        &this_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1],
2707                        best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
2708       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2709         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2710       } else {
2711         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2712         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2713         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2714       }
2715     }
2716
2717     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2718       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2719       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
2720       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2721       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2722         best_rdc = sum_rdc;
2723         pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
2724       }
2725     }
2726     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2727   }
2728   // PARTITION_VERT
2729   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
2730     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
2731
2732     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2733       load_pred_mv(x, ctx);
2734     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2735         partition_none_allowed)
2736       pc_tree->vertical[0].pred_interp_filter =
2737           ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2738     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2739                      &pc_tree->vertical[0], best_rdc.rdcost);
2740     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + mi_step < cm->mi_cols &&
2741         bsize > BLOCK_8X8) {
2742       update_state(cpi, td, &pc_tree->vertical[0], mi_row, mi_col, subsize, 0);
2743       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize,
2744                         &pc_tree->vertical[0]);
2745
2746       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2747         load_pred_mv(x, ctx);
2748       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2749           partition_none_allowed)
2750         pc_tree->vertical[1].pred_interp_filter =
2751             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2752       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + mi_step,
2753                        &this_rdc, subsize,
2754                        &pc_tree->vertical[1], best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
2755       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2756         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2757       } else {
2758         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2759         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2760         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2761       }
2762     }
2763
2764     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2765       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2766       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
2767       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2768                               sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2769       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2770         best_rdc = sum_rdc;
2771         pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
2772       }
2773     }
2774     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2775   }
2776
2777   // TODO(jbb): This code added so that we avoid static analysis
2778   // warning related to the fact that best_rd isn't used after this
2779   // point.  This code should be refactored so that the duplicate
2780   // checks occur in some sub function and thus are used...
2781   (void) best_rd;
2782   *rd_cost = best_rdc;
2783
2784
2785   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX &&
2786       pc_tree->index != 3) {
2787     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2788     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
2789               bsize, pc_tree);
2790   }
2791
2792   if (bsize == BLOCK_64X64) {
2793     assert(tp_orig < *tp);
2794     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
2795     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
2796   } else {
2797     assert(tp_orig == *tp);
2798   }
2799 }
2800
2801 static void encode_rd_sb_row(VP9_COMP *cpi,
2802                              ThreadData *td,
2803                              TileDataEnc *tile_data,
2804                              int mi_row,
2805                              TOKENEXTRA **tp) {
2806   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2807   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2808   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2809   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2810   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
2811   int mi_col;
2812
2813   // Initialize the left context for the new SB row
2814   memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
2815   memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
2816
2817   // Code each SB in the row
2818   for (mi_col = tile_info->mi_col_start; mi_col < tile_info->mi_col_end;
2819        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
2820     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
2821     int dummy_rate;
2822     int64_t dummy_dist;
2823     RD_COST dummy_rdc;
2824     int i;
2825     int seg_skip = 0;
2826
2827     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
2828     MODE_INFO **mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
2829
2830     if (sf->adaptive_pred_interp_filter) {
2831       for (i = 0; i < 64; ++i)
2832         td->leaf_tree[i].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2833
2834       for (i = 0; i < 64; ++i) {
2835         td->pc_tree[i].vertical[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2836         td->pc_tree[i].vertical[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2837         td->pc_tree[i].horizontal[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2838         td->pc_tree[i].horizontal[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2839       }
2840     }
2841
2842     vp9_zero(x->pred_mv);
2843     td->pc_root->index = 0;
2844
2845     if (seg->enabled) {
2846       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
2847                                                  : cm->last_frame_seg_map;
2848       int segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
2849       seg_skip = vp9_segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
2850     }
2851
2852     x->source_variance = UINT_MAX;
2853     if (sf->partition_search_type == FIXED_PARTITION || seg_skip) {
2854       const BLOCK_SIZE bsize =
2855           seg_skip ? BLOCK_64X64 : sf->always_this_block_size;
2856       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2857       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
2858       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
2859                        BLOCK_64X64, &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
2860     } else if (cpi->partition_search_skippable_frame) {
2861       BLOCK_SIZE bsize;
2862       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2863       bsize = get_rd_var_based_fixed_partition(cpi, x, mi_row, mi_col);
2864       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
2865       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
2866                        BLOCK_64X64, &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
2867     } else if (sf->partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION &&
2868                cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2869       choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
2870       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
2871                        BLOCK_64X64, &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
2872     } else {
2873       // If required set upper and lower partition size limits
2874       if (sf->auto_min_max_partition_size) {
2875         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2876         rd_auto_partition_range(cpi, tile_info, xd, mi_row, mi_col,
2877                                 &x->min_partition_size,
2878                                 &x->max_partition_size);
2879       }
2880       rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2881                         &dummy_rdc, INT64_MAX, td->pc_root);
2882     }
2883   }
2884 }
2885
2886 static void init_encode_frame_mb_context(VP9_COMP *cpi) {
2887   MACROBLOCK *const x = &cpi->td.mb;
2888   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2889   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2890   const int aligned_mi_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols);
2891
2892   // Copy data over into macro block data structures.
2893   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, 0, 0);
2894
2895   vp9_setup_block_planes(&x->e_mbd, cm->subsampling_x, cm->subsampling_y);
2896
2897   // Note: this memset assumes above_context[0], [1] and [2]
2898   // are allocated as part of the same buffer.
2899   memset(xd->above_context[0], 0,
2900          sizeof(*xd->above_context[0]) *
2901          2 * aligned_mi_cols * MAX_MB_PLANE);
2902   memset(xd->above_seg_context, 0,
2903          sizeof(*xd->above_seg_context) * aligned_mi_cols);
2904 }
2905
2906 static int check_dual_ref_flags(VP9_COMP *cpi) {
2907   const int ref_flags = cpi->ref_frame_flags;
2908
2909   if (vp9_segfeature_active(&cpi->common.seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
2910     return 0;
2911   } else {
2912     return (!!(ref_flags & VP9_GOLD_FLAG) + !!(ref_flags & VP9_LAST_FLAG)
2913         + !!(ref_flags & VP9_ALT_FLAG)) >= 2;
2914   }
2915 }
2916
2917 static void reset_skip_tx_size(VP9_COMMON *cm, TX_SIZE max_tx_size) {
2918   int mi_row, mi_col;
2919   const int mis = cm->mi_stride;
2920   MODE_INFO **mi_ptr = cm->mi_grid_visible;
2921
2922   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; ++mi_row, mi_ptr += mis) {
2923     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; ++mi_col) {
2924       if (mi_ptr[mi_col]->mbmi.tx_size > max_tx_size)
2925         mi_ptr[mi_col]->mbmi.tx_size = max_tx_size;
2926     }
2927   }
2928 }
2929
2930 static MV_REFERENCE_FRAME get_frame_type(const VP9_COMP *cpi) {
2931   if (frame_is_intra_only(&cpi->common))
2932     return INTRA_FRAME;
2933   else if (cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && cpi->refresh_golden_frame)
2934     return ALTREF_FRAME;
2935   else if (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)
2936     return GOLDEN_FRAME;
2937   else
2938     return LAST_FRAME;
2939 }
2940
2941 static TX_MODE select_tx_mode(const VP9_COMP *cpi, MACROBLOCKD *const xd) {
2942   if (xd->lossless)
2943     return ONLY_4X4;
2944   if (cpi->common.frame_type == KEY_FRAME &&
2945       cpi->sf.use_nonrd_pick_mode &&
2946       cpi->sf.partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION)
2947     return ALLOW_16X16;
2948   if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL)
2949     return ALLOW_32X32;
2950   else if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_FULL_RD||
2951            cpi->sf.tx_size_search_method == USE_TX_8X8)
2952     return TX_MODE_SELECT;
2953   else
2954     return cpi->common.tx_mode;
2955 }
2956
2957 static void hybrid_intra_mode_search(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *const x,
2958                                      RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
2959                                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2960   if (bsize < BLOCK_16X16)
2961     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, INT64_MAX);
2962   else
2963     vp9_pick_intra_mode(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
2964 }
2965
2966 static void nonrd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi,
2967                                 TileDataEnc *tile_data, MACROBLOCK *const x,
2968                                 int mi_row, int mi_col, RD_COST *rd_cost,
2969                                 BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2970   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2971   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2972   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2973   MB_MODE_INFO *mbmi;
2974   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2975   mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
2976   mbmi->sb_type = bsize;
2977
2978   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled)
2979     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(mbmi->segment_id))
2980       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
2981
2982   if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
2983     hybrid_intra_mode_search(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
2984   else if (vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
2985     set_mode_info_seg_skip(x, cm->tx_mode, rd_cost, bsize);
2986   else if (bsize >= BLOCK_8X8)
2987     vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile_data, mi_row, mi_col,
2988                         rd_cost, bsize, ctx);
2989   else
2990     vp9_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, x, tile_data, mi_row, mi_col,
2991                                rd_cost, bsize, ctx);
2992
2993   duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2994
2995   if (rd_cost->rate == INT_MAX)
2996     vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
2997
2998   ctx->rate = rd_cost->rate;
2999   ctx->dist = rd_cost->dist;
3000 }
3001
3002 static void fill_mode_info_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCK *x,
3003                               int mi_row, int mi_col,
3004                               BLOCK_SIZE bsize,
3005                               PC_TREE *pc_tree) {
3006   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
3007   int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3008   PARTITION_TYPE partition = pc_tree->partitioning;
3009   BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, partition);
3010
3011   assert(bsize >= BLOCK_8X8);
3012
3013   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
3014     return;
3015
3016   switch (partition) {
3017     case PARTITION_NONE:
3018       set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
3019       *(xd->mi[0]) = pc_tree->none.mic;
3020       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
3021       break;
3022     case PARTITION_VERT:
3023       set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
3024       *(xd->mi[0]) = pc_tree->vertical[0].mic;
3025       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
3026
3027       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
3028         set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs);
3029         *(xd->mi[0]) = pc_tree->vertical[1].mic;
3030         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs, subsize);
3031       }
3032       break;
3033     case PARTITION_HORZ:
3034       set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
3035       *(xd->mi[0]) = pc_tree->horizontal[0].mic;
3036       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
3037       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3038         set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col);
3039         *(xd->mi[0]) = pc_tree->horizontal[1].mic;
3040         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col, subsize);
3041       }
3042       break;
3043     case PARTITION_SPLIT: {
3044       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, subsize, pc_tree->split[0]);
3045       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col + hbs, subsize,
3046                         pc_tree->split[1]);
3047       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col, subsize,
3048                         pc_tree->split[2]);
3049       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
3050                         pc_tree->split[3]);
3051       break;
3052     }
3053     default:
3054       break;
3055   }
3056 }
3057
3058 // Reset the prediction pixel ready flag recursively.
3059 static void pred_pixel_ready_reset(PC_TREE *pc_tree, BLOCK_SIZE bsize) {
3060   pc_tree->none.pred_pixel_ready = 0;
3061   pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 0;
3062   pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 0;
3063   pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 0;
3064   pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 0;
3065
3066   if (bsize > BLOCK_8X8) {
3067     BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3068     int i;
3069     for (i = 0; i < 4; ++i)
3070       pred_pixel_ready_reset(pc_tree->split[i], subsize);
3071   }
3072 }
3073
3074 static void nonrd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3075                                  TileDataEnc *tile_data,
3076                                  TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
3077                                  int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, RD_COST *rd_cost,
3078                                  int do_recon, int64_t best_rd,
3079                                  PC_TREE *pc_tree) {
3080   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3081   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3082   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3083   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3084   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3085   const int ms = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
3086   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
3087   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
3088   int i;
3089   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
3090   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
3091   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
3092   int do_rect = 1;
3093   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
3094   const int force_horz_split = (mi_row + ms >= cm->mi_rows);
3095   const int force_vert_split = (mi_col + ms >= cm->mi_cols);
3096   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
3097   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
3098
3099   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
3100   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
3101                                bsize >= BLOCK_8X8;
3102   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
3103                                bsize >= BLOCK_8X8;
3104   (void) *tp_orig;
3105
3106   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
3107              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
3108
3109   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
3110   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
3111   best_rdc.rdcost = best_rd;
3112
3113   // Determine partition types in search according to the speed features.
3114   // The threshold set here has to be of square block size.
3115   if (sf->auto_min_max_partition_size) {
3116     partition_none_allowed &= (bsize <= x->max_partition_size &&
3117                                bsize >= x->min_partition_size);
3118     partition_horz_allowed &= ((bsize <= x->max_partition_size &&
3119                                 bsize > x->min_partition_size) ||
3120                                 force_horz_split);
3121     partition_vert_allowed &= ((bsize <= x->max_partition_size &&
3122                                 bsize > x->min_partition_size) ||
3123                                 force_vert_split);
3124     do_split &= bsize > x->min_partition_size;
3125   }
3126   if (sf->use_square_partition_only) {
3127     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
3128     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
3129   }
3130
3131   ctx->pred_pixel_ready = !(partition_vert_allowed ||
3132                             partition_horz_allowed ||
3133                             do_split);
3134
3135   // PARTITION_NONE
3136   if (partition_none_allowed) {
3137     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
3138                         &this_rdc, bsize, ctx);
3139     ctx->mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3140     ctx->skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3141     ctx->skip = x->skip;
3142
3143     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
3144       int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3145       this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
3146       this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
3147                               this_rdc.rate, this_rdc.dist);
3148       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3149         int64_t dist_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_dist_thr;
3150         int64_t rate_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_rate_thr;
3151
3152         dist_breakout_thr >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
3153             b_height_log2_lookup[bsize]);
3154
3155         rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
3156
3157         best_rdc = this_rdc;
3158         if (bsize >= BLOCK_8X8)
3159           pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
3160
3161         if (!x->e_mbd.lossless &&
3162             this_rdc.rate < rate_breakout_thr &&
3163             this_rdc.dist < dist_breakout_thr) {
3164           do_split = 0;
3165           do_rect = 0;
3166         }
3167       }
3168     }
3169   }
3170
3171   // store estimated motion vector
3172   store_pred_mv(x, ctx);
3173
3174   // PARTITION_SPLIT
3175   if (do_split) {
3176     int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3177     sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
3178     sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3179     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3180     for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
3181       const int x_idx = (i & 1) * ms;
3182       const int y_idx = (i >> 1) * ms;
3183
3184       if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
3185         continue;
3186       load_pred_mv(x, ctx);
3187       nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp,
3188                            mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
3189                            subsize, &this_rdc, 0,
3190                            best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
3191
3192       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3193         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3194       } else {
3195         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3196         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3197         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
3198       }
3199     }
3200
3201     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3202       best_rdc = sum_rdc;
3203       pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
3204     } else {
3205       // skip rectangular partition test when larger block size
3206       // gives better rd cost
3207       if (sf->less_rectangular_check)
3208         do_rect &= !partition_none_allowed;
3209     }
3210   }
3211
3212   // PARTITION_HORZ
3213   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
3214     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
3215     if (sf->adaptive_motion_search)
3216       load_pred_mv(x, ctx);
3217     pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3218     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3219                         &pc_tree->horizontal[0]);
3220
3221     pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3222     pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3223     pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3224
3225     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + ms < cm->mi_rows) {
3226       load_pred_mv(x, ctx);
3227       pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3228       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + ms, mi_col,
3229                           &this_rdc, subsize,
3230                           &pc_tree->horizontal[1]);
3231
3232       pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3233       pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3234       pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3235
3236       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3237         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3238       } else {
3239         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3240         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
3241         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3242         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3243         sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
3244                                 sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3245       }
3246     }
3247
3248     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3249       best_rdc = sum_rdc;
3250       pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
3251     } else {
3252       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
3253     }
3254   }
3255
3256   // PARTITION_VERT
3257   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
3258     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
3259     if (sf->adaptive_motion_search)
3260       load_pred_mv(x, ctx);
3261     pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3262     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3263                         &pc_tree->vertical[0]);
3264     pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3265     pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3266     pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3267
3268     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + ms < cm->mi_cols) {
3269       load_pred_mv(x, ctx);
3270       pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3271       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + ms,
3272                           &this_rdc, subsize,
3273                           &pc_tree->vertical[1]);
3274       pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3275       pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3276       pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3277
3278       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3279         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3280       } else {
3281         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3282         sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
3283         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3284         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3285         sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
3286                                 sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3287       }
3288     }
3289
3290     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3291       best_rdc = sum_rdc;
3292       pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
3293     } else {
3294       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
3295     }
3296   }
3297
3298   *rd_cost = best_rdc;
3299
3300   if (best_rdc.rate == INT_MAX) {
3301     vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
3302     return;
3303   }
3304
3305   // update mode info array
3306   fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, bsize, pc_tree);
3307
3308   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX && do_recon) {
3309     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
3310     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3311                  bsize, pc_tree);
3312   }
3313
3314   if (bsize == BLOCK_64X64 && do_recon) {
3315     assert(tp_orig < *tp);
3316     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
3317     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
3318   } else {
3319     assert(tp_orig == *tp);
3320   }
3321 }
3322
3323 static void nonrd_select_partition(VP9_COMP *cpi,
3324                                    ThreadData *td,
3325                                    TileDataEnc *tile_data,
3326                                    MODE_INFO **mi,
3327                                    TOKENEXTRA **tp,
3328                                    int mi_row, int mi_col,
3329                                    BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
3330                                    RD_COST *rd_cost, PC_TREE *pc_tree) {
3331   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3332   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3333   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3334   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3335   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3336   const int mis = cm->mi_stride;
3337   PARTITION_TYPE partition;
3338   BLOCK_SIZE subsize;
3339   RD_COST this_rdc;
3340
3341   vp9_rd_cost_reset(&this_rdc);
3342   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
3343     return;
3344
3345   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0]->mbmi.sb_type : BLOCK_4X4;
3346   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
3347
3348   if (bsize == BLOCK_32X32 && partition != PARTITION_NONE &&
3349       subsize >= BLOCK_16X16) {
3350     x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
3351     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3352     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize,
3353                          rd_cost, 0, INT64_MAX, pc_tree);
3354   } else if (bsize == BLOCK_16X16 && partition != PARTITION_NONE) {
3355     x->max_partition_size = BLOCK_16X16;
3356     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3357     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize,
3358                          rd_cost, 0, INT64_MAX, pc_tree);
3359   } else {
3360     switch (partition) {
3361       case PARTITION_NONE:
3362         pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
3363         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
3364                             subsize, &pc_tree->none);
3365         pc_tree->none.mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3366         pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3367         pc_tree->none.skip = x->skip;
3368         break;
3369       case PARTITION_VERT:
3370         pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3371         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
3372                             subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3373         pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3374         pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3375         pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3376         if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
3377           pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3378           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs,
3379                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3380           pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3381           pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3382           pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3383           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3384               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3385             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3386             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3387           }
3388         }
3389         break;
3390       case PARTITION_HORZ:
3391         pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3392         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
3393                             subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3394         pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3395         pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3396         pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3397         if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3398           pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3399           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col,
3400                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3401           pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3402           pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3403           pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3404           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3405               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3406             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3407             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3408           }
3409         }
3410         break;
3411       case PARTITION_SPLIT:
3412         subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3413         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3414                                subsize, output_enabled, rd_cost,
3415                                pc_tree->split[0]);
3416         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp,
3417                                mi_row, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3418                                &this_rdc, pc_tree->split[1]);
3419         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3420             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3421           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3422           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3423         }
3424         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
3425                                mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
3426                                &this_rdc, pc_tree->split[2]);
3427         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3428             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3429           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3430           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3431         }
3432         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
3433                                mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
3434                                output_enabled, &this_rdc, pc_tree->split[3]);
3435         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3436             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3437           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3438           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3439         }
3440         break;
3441       default:
3442         assert(0 && "Invalid partition type.");
3443         break;
3444     }
3445   }
3446
3447   if (bsize == BLOCK_64X64 && output_enabled)
3448     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, 1, bsize, pc_tree);
3449 }
3450
3451
3452 static void nonrd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
3453                                 ThreadData *td,
3454                                 TileDataEnc *tile_data,
3455                                 MODE_INFO **mi,
3456                                 TOKENEXTRA **tp,
3457                                 int mi_row, int mi_col,
3458                                 BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
3459                                 RD_COST *dummy_cost, PC_TREE *pc_tree) {
3460   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3461   TileInfo *tile_info = &tile_data->tile_info;
3462   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3463   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3464   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3465   const int mis = cm->mi_stride;
3466   PARTITION_TYPE partition;
3467   BLOCK_SIZE subsize;
3468
3469   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
3470     return;
3471
3472   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0]->mbmi.sb_type : BLOCK_4X4;
3473   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
3474
3475   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4) {
3476     int ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3477     td->counts->partition[ctx][partition]++;
3478   }
3479
3480   switch (partition) {
3481     case PARTITION_NONE:
3482       pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
3483       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3484                           subsize, &pc_tree->none);
3485       pc_tree->none.mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3486       pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3487       pc_tree->none.skip = x->skip;
3488       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3489                   subsize, &pc_tree->none);
3490       break;
3491     case PARTITION_VERT:
3492       pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3493       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3494                           subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3495       pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3496       pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3497       pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3498       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3499                   subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3500       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
3501         pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3502         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs,
3503                             dummy_cost, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3504         pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3505         pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3506         pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3507         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col + hbs,
3508                     output_enabled, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3509       }
3510       break;
3511     case PARTITION_HORZ:
3512       pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3513       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3514                           subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3515       pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3516       pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3517       pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3518       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3519                   subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3520
3521       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
3522         pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3523         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col,
3524                             dummy_cost, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3525         pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3526         pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3527         pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3528         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row + hbs, mi_col,
3529                     output_enabled, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3530       }
3531       break;
3532     case PARTITION_SPLIT:
3533       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3534       if (bsize == BLOCK_8X8) {
3535         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3536                             subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
3537         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col,
3538                     output_enabled, subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
3539       } else {
3540         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3541                             subsize, output_enabled, dummy_cost,
3542                             pc_tree->split[0]);
3543         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp,
3544                             mi_row, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3545                             dummy_cost, pc_tree->split[1]);
3546         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
3547                             mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
3548                             dummy_cost, pc_tree->split[2]);
3549         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
3550                             mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3551                             dummy_cost, pc_tree->split[3]);
3552       }
3553       break;
3554     default:
3555       assert(0 && "Invalid partition type.");
3556       break;
3557   }
3558
3559   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
3560     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
3561 }
3562
3563 static void encode_nonrd_sb_row(VP9_COMP *cpi,
3564                                 ThreadData *td,
3565                                 TileDataEnc *tile_data,
3566                                 int mi_row,
3567                                 TOKENEXTRA **tp) {
3568   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3569   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3570   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3571   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3572   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3573   int mi_col;
3574
3575   // Initialize the left context for the new SB row
3576   memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
3577   memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
3578
3579   // Code each SB in the row
3580   for (mi_col = tile_info->mi_col_start; mi_col < tile_info->mi_col_end;
3581        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
3582     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
3583     RD_COST dummy_rdc;
3584     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
3585     MODE_INFO **mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
3586     PARTITION_SEARCH_TYPE partition_search_type = sf->partition_search_type;
3587     BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
3588     int seg_skip = 0;
3589     x->source_variance = UINT_MAX;
3590     vp9_zero(x->pred_mv);
3591     vp9_rd_cost_init(&dummy_rdc);
3592     x->color_sensitivity[0] = 0;
3593     x->color_sensitivity[1] = 0;
3594
3595     if (seg->enabled) {
3596       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
3597                                                  : cm->last_frame_seg_map;
3598       int segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
3599       seg_skip = vp9_segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
3600       if (seg_skip) {
3601         partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3602       }
3603     }
3604
3605     // Set the partition type of the 64X64 block
3606     switch (partition_search_type) {
3607       case VAR_BASED_PARTITION:
3608         // TODO(jingning, marpan): The mode decision and encoding process
3609         // support both intra and inter sub8x8 block coding for RTC mode.
3610         // Tune the thresholds accordingly to use sub8x8 block coding for
3611         // coding performance improvement.
3612         choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
3613         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3614                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3615         break;
3616       case SOURCE_VAR_BASED_PARTITION:
3617         set_source_var_based_partition(cpi, tile_info, x, mi, mi_row, mi_col);
3618         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3619                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3620         break;
3621       case FIXED_PARTITION:
3622         if (!seg_skip)
3623           bsize = sf->always_this_block_size;
3624         set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
3625         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3626                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3627         break;
3628       case REFERENCE_PARTITION:
3629         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
3630         if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled &&
3631             xd->mi[0]->mbmi.segment_id) {
3632           x->max_partition_size = BLOCK_64X64;
3633           x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3634           nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col,
3635                                BLOCK_64X64, &dummy_rdc, 1,
3636                                INT64_MAX, td->pc_root);
3637         } else {
3638           choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
3639           nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3640                                  BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3641         }
3642
3643         break;
3644       default:
3645         assert(0);
3646         break;
3647     }
3648   }
3649 }
3650 // end RTC play code
3651
3652 static int set_var_thresh_from_histogram(VP9_COMP *cpi) {
3653   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3654   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3655
3656   const uint8_t *src = cpi->Source->y_buffer;
3657   const uint8_t *last_src = cpi->Last_Source->y_buffer;
3658   const int src_stride = cpi->Source->y_stride;
3659   const int last_stride = cpi->Last_Source->y_stride;
3660
3661   // Pick cutoff threshold
3662   const int cutoff = (MIN(cm->width, cm->height) >= 720) ?
3663       (cm->MBs * VAR_HIST_LARGE_CUT_OFF / 100) :
3664       (cm->MBs * VAR_HIST_SMALL_CUT_OFF / 100);
3665   DECLARE_ALIGNED(16, int, hist[VAR_HIST_BINS]);
3666   diff *var16 = cpi->source_diff_var;
3667
3668   int sum = 0;
3669   int i, j;
3670
3671   memset(hist, 0, VAR_HIST_BINS * sizeof(hist[0]));
3672
3673   for (i = 0; i < cm->mb_rows; i++) {
3674     for (j = 0; j < cm->mb_cols; j++) {
3675 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3676       if (cm->use_highbitdepth) {
3677         switch (cm->bit_depth) {
3678           case VPX_BITS_8:
3679             vpx_highbd_8_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3680                                    &var16->sse, &var16->sum);
3681             break;
3682           case VPX_BITS_10:
3683             vpx_highbd_10_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3684                                     &var16->sse, &var16->sum);
3685             break;
3686           case VPX_BITS_12:
3687             vpx_highbd_12_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3688                                       &var16->sse, &var16->sum);
3689             break;
3690           default:
3691             assert(0 && "cm->bit_depth should be VPX_BITS_8, VPX_BITS_10"
3692                    " or VPX_BITS_12");
3693             return -1;
3694         }
3695       } else {
3696         vpx_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3697                         &var16->sse, &var16->sum);
3698       }
3699 #else
3700       vpx_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3701                       &var16->sse, &var16->sum);
3702 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3703       var16->var = var16->sse -
3704           (((uint32_t)var16->sum * var16->sum) >> 8);
3705
3706       if (var16->var >= VAR_HIST_MAX_BG_VAR)
3707         hist[VAR_HIST_BINS - 1]++;
3708       else
3709         hist[var16->var / VAR_HIST_FACTOR]++;
3710
3711       src += 16;
3712       last_src += 16;
3713       var16++;
3714     }
3715
3716     src = src - cm->mb_cols * 16 + 16 * src_stride;
3717     last_src = last_src - cm->mb_cols * 16 + 16 * last_stride;
3718   }
3719
3720   cpi->source_var_thresh = 0;
3721
3722   if (hist[VAR_HIST_BINS - 1] < cutoff) {
3723     for (i = 0; i < VAR_HIST_BINS - 1; i++) {
3724       sum += hist[i];
3725
3726       if (sum > cutoff) {
3727         cpi->source_var_thresh = (i + 1) * VAR_HIST_FACTOR;
3728         return 0;
3729       }
3730     }
3731   }
3732
3733   return sf->search_type_check_frequency;
3734 }
3735
3736 static void source_var_based_partition_search_method(VP9_COMP *cpi) {
3737   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3738   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3739
3740   if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
3741     // For key frame, use SEARCH_PARTITION.
3742     sf->partition_search_type = SEARCH_PARTITION;
3743   } else if (cm->intra_only) {
3744     sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3745   } else {
3746     if (cm->last_width != cm->width || cm->last_height != cm->height) {
3747       if (cpi->source_diff_var)
3748         vpx_free(cpi->source_diff_var);
3749
3750       CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->source_diff_var,
3751                       vpx_calloc(cm->MBs, sizeof(diff)));
3752     }
3753
3754     if (!cpi->frames_till_next_var_check)
3755       cpi->frames_till_next_var_check = set_var_thresh_from_histogram(cpi);
3756
3757     if (cpi->frames_till_next_var_check > 0) {
3758       sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3759       cpi->frames_till_next_var_check--;
3760     }
3761   }
3762 }
3763
3764 static int get_skip_encode_frame(const VP9_COMMON *cm, ThreadData *const td) {
3765   unsigned int intra_count = 0, inter_count = 0;
3766   int j;
3767
3768   for (j = 0; j < INTRA_INTER_CONTEXTS; ++j) {
3769     intra_count += td->counts->intra_inter[j][0];
3770     inter_count += td->counts->intra_inter[j][1];
3771   }
3772
3773   return (intra_count << 2) < inter_count &&
3774          cm->frame_type != KEY_FRAME &&
3775          cm->show_frame;
3776 }
3777
3778 void vp9_init_tile_data(VP9_COMP *cpi) {
3779   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3780   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3781   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
3782   int tile_col, tile_row;
3783   TOKENEXTRA *pre_tok = cpi->tile_tok[0][0];
3784   int tile_tok = 0;
3785
3786   if (cpi->tile_data == NULL) {
3787     CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->tile_data,
3788         vpx_malloc(tile_cols * tile_rows * sizeof(*cpi->tile_data)));
3789     for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
3790       for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
3791         TileDataEnc *tile_data =
3792             &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
3793         int i, j;
3794         for (i = 0; i < BLOCK_SIZES; ++i) {
3795           for (j = 0; j < MAX_MODES; ++j) {
3796             tile_data->thresh_freq_fact[i][j] = 32;
3797             tile_data->mode_map[i][j] = j;
3798           }
3799         }
3800       }
3801   }
3802
3803   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row) {
3804     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
3805       TileInfo *tile_info =
3806           &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col].tile_info;
3807       vp9_tile_init(tile_info, cm, tile_row, tile_col);
3808
3809       cpi->tile_tok[tile_row][tile_col] = pre_tok + tile_tok;
3810       pre_tok = cpi->tile_tok[tile_row][tile_col];
3811       tile_tok = allocated_tokens(*tile_info);
3812     }
3813   }
3814 }
3815
3816 void vp9_encode_tile(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3817                      int tile_row, int tile_col) {
3818   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3819   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3820   TileDataEnc *this_tile =
3821       &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
3822   const TileInfo * const tile_info = &this_tile->tile_info;
3823   TOKENEXTRA *tok = cpi->tile_tok[tile_row][tile_col];
3824   int mi_row;
3825
3826   for (mi_row = tile_info->mi_row_start; mi_row < tile_info->mi_row_end;
3827        mi_row += MI_BLOCK_SIZE) {
3828     if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
3829       encode_nonrd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
3830     else
3831       encode_rd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
3832   }
3833   cpi->tok_count[tile_row][tile_col] =
3834       (unsigned int)(tok - cpi->tile_tok[tile_row][tile_col]);
3835   assert(tok - cpi->tile_tok[tile_row][tile_col] <=
3836       allocated_tokens(*tile_info));
3837 }
3838
3839 static void encode_tiles(VP9_COMP *cpi) {
3840   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3841   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3842   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
3843   int tile_col, tile_row;
3844
3845   vp9_init_tile_data(cpi);
3846
3847   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
3848     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col)
3849       vp9_encode_tile(cpi, &cpi->td, tile_row, tile_col);
3850 }
3851
3852 #if CONFIG_FP_MB_STATS
3853 static int input_fpmb_stats(FIRSTPASS_MB_STATS *firstpass_mb_stats,
3854                             VP9_COMMON *cm, uint8_t **this_frame_mb_stats) {
3855   uint8_t *mb_stats_in = firstpass_mb_stats->mb_stats_start +
3856       cm->current_video_frame * cm->MBs * sizeof(uint8_t);
3857
3858   if (mb_stats_in > firstpass_mb_stats->mb_stats_end)
3859     return EOF;
3860
3861   *this_frame_mb_stats = mb_stats_in;
3862
3863   return 1;
3864 }
3865 #endif
3866
3867 static void encode_frame_internal(VP9_COMP *cpi) {
3868   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3869   RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
3870   ThreadData *const td = &cpi->td;
3871   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3872   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3873   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3874   RD_COUNTS *const rdc = &cpi->td.rd_counts;
3875
3876   xd->mi = cm->mi_grid_visible;
3877   xd->mi[0] = cm->mi;
3878
3879   vp9_zero(*td->counts);
3880   vp9_zero(rdc->coef_counts);
3881   vp9_zero(rdc->comp_pred_diff);
3882   vp9_zero(rdc->filter_diff);
3883   vp9_zero(rdc->tx_select_diff);
3884   vp9_zero(rd_opt->tx_select_threshes);
3885
3886   xd->lossless = cm->base_qindex == 0 &&
3887                  cm->y_dc_delta_q == 0 &&
3888                  cm->uv_dc_delta_q == 0 &&
3889                  cm->uv_ac_delta_q == 0;
3890
3891 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3892   if (cm->use_highbitdepth)
3893     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_highbd_fwht4x4 : vp9_highbd_fdct4x4;
3894   else
3895     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vp9_fdct4x4;
3896   x->highbd_itxm_add = xd->lossless ? vp9_highbd_iwht4x4_add :
3897                                       vp9_highbd_idct4x4_add;
3898 #else
3899   x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vp9_fdct4x4;
3900 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3901   x->itxm_add = xd->lossless ? vp9_iwht4x4_add : vp9_idct4x4_add;
3902
3903   if (xd->lossless)
3904     x->optimize = 0;
3905
3906   cm->tx_mode = select_tx_mode(cpi, xd);
3907
3908   vp9_frame_init_quantizer(cpi);
3909
3910   vp9_initialize_rd_consts(cpi);
3911   vp9_initialize_me_consts(cpi, x, cm->base_qindex);
3912   init_encode_frame_mb_context(cpi);
3913   cm->use_prev_frame_mvs = !cm->error_resilient_mode &&
3914                            cm->width == cm->last_width &&
3915                            cm->height == cm->last_height &&
3916                            !cm->intra_only &&
3917                            cm->last_show_frame;
3918   // Special case: set prev_mi to NULL when the previous mode info
3919   // context cannot be used.
3920   cm->prev_mi = cm->use_prev_frame_mvs ?
3921                 cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 : NULL;
3922
3923   x->quant_fp = cpi->sf.use_quant_fp;
3924   vp9_zero(x->skip_txfm);
3925   if (sf->use_nonrd_pick_mode) {
3926     // Initialize internal buffer pointers for rtc coding, where non-RD
3927     // mode decision is used and hence no buffer pointer swap needed.
3928     int i;
3929     struct macroblock_plane *const p = x->plane;
3930     struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
3931     PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &cpi->td.pc_root->none;
3932
3933     for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
3934       p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
3935       p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
3936       pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
3937       p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
3938     }
3939     vp9_zero(x->zcoeff_blk);
3940
3941     if (cm->frame_type != KEY_FRAME && cpi->rc.frames_since_golden == 0)
3942       cpi->ref_frame_flags &= (~VP9_GOLD_FLAG);
3943
3944     if (sf->partition_search_type == SOURCE_VAR_BASED_PARTITION)
3945       source_var_based_partition_search_method(cpi);
3946   }
3947
3948   {
3949     struct vpx_usec_timer emr_timer;
3950     vpx_usec_timer_start(&emr_timer);
3951
3952 #if CONFIG_FP_MB_STATS
3953   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
3954     input_fpmb_stats(&cpi->twopass.firstpass_mb_stats, cm,
3955                      &cpi->twopass.this_frame_mb_stats);
3956   }
3957 #endif
3958
3959     // If allowed, encoding tiles in parallel with one thread handling one tile.
3960     if (MIN(cpi->oxcf.max_threads, 1 << cm->log2_tile_cols) > 1)
3961       vp9_encode_tiles_mt(cpi);
3962     else
3963       encode_tiles(cpi);
3964
3965     vpx_usec_timer_mark(&emr_timer);
3966     cpi->time_encode_sb_row += vpx_usec_timer_elapsed(&emr_timer);
3967   }
3968
3969   sf->skip_encode_frame = sf->skip_encode_sb ?
3970       get_skip_encode_frame(cm, td) : 0;
3971
3972 #if 0
3973   // Keep record of the total distortion this time around for future use
3974   cpi->last_frame_distortion = cpi->frame_distortion;
3975 #endif
3976 }
3977
3978 static INTERP_FILTER get_interp_filter(
3979     const int64_t threshes[SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS], int is_alt_ref) {
3980   if (!is_alt_ref &&
3981       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP] &&
3982       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP_SHARP] &&
3983       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
3984     return EIGHTTAP_SMOOTH;
3985   } else if (threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[EIGHTTAP] &&
3986              threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
3987     return EIGHTTAP_SHARP;
3988   } else if (threshes[EIGHTTAP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
3989     return EIGHTTAP;
3990   } else {
3991     return SWITCHABLE;
3992   }
3993 }
3994
3995 void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
3996   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3997
3998   // In the longer term the encoder should be generalized to match the
3999   // decoder such that we allow compound where one of the 3 buffers has a
4000   // different sign bias and that buffer is then the fixed ref. However, this
4001   // requires further work in the rd loop. For now the only supported encoder
4002   // side behavior is where the ALT ref buffer has opposite sign bias to
4003   // the other two.
4004   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
4005     if ((cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
4006              cm->ref_frame_sign_bias[GOLDEN_FRAME]) ||
4007         (cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
4008              cm->ref_frame_sign_bias[LAST_FRAME])) {
4009       cpi->allow_comp_inter_inter = 0;
4010     } else {
4011       cpi->allow_comp_inter_inter = 1;
4012       cm->comp_fixed_ref = ALTREF_FRAME;
4013       cm->comp_var_ref[0] = LAST_FRAME;
4014       cm->comp_var_ref[1] = GOLDEN_FRAME;
4015     }
4016   }
4017
4018   if (cpi->sf.frame_parameter_update) {
4019     int i;
4020     RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
4021     FRAME_COUNTS *counts = cpi->td.counts;
4022     RD_COUNTS *const rdc = &cpi->td.rd_counts;
4023
4024     // This code does a single RD pass over the whole frame assuming
4025     // either compound, single or hybrid prediction as per whatever has
4026     // worked best for that type of frame in the past.
4027     // It also predicts whether another coding mode would have worked
4028     // better that this coding mode. If that is the case, it remembers
4029     // that for subsequent frames.
4030     // It does the same analysis for transform size selection also.
4031     const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
4032     int64_t *const mode_thrs = rd_opt->prediction_type_threshes[frame_type];
4033     int64_t *const filter_thrs = rd_opt->filter_threshes[frame_type];
4034     int *const tx_thrs = rd_opt->tx_select_threshes[frame_type];
4035     const int is_alt_ref = frame_type == ALTREF_FRAME;
4036
4037     /* prediction (compound, single or hybrid) mode selection */
4038     if (is_alt_ref || !cpi->allow_comp_inter_inter)
4039       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4040     else if (mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] &&
4041              mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] >
4042                  mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT] &&
4043              check_dual_ref_flags(cpi) &&
4044              cpi->static_mb_pct == 100)
4045       cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
4046     else if (mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] > mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT])
4047       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4048     else
4049       cm->reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
4050
4051     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE)
4052       cm->interp_filter = get_interp_filter(filter_thrs, is_alt_ref);
4053
4054     encode_frame_internal(cpi);
4055
4056     for (i = 0; i < REFERENCE_MODES; ++i)
4057       mode_thrs[i] = (mode_thrs[i] + rdc->comp_pred_diff[i] / cm->MBs) / 2;
4058
4059     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
4060       filter_thrs[i] = (filter_thrs[i] + rdc->filter_diff[i] / cm->MBs) / 2;
4061
4062     for (i = 0; i < TX_MODES; ++i) {
4063       int64_t pd = rdc->tx_select_diff[i];
4064       if (i == TX_MODE_SELECT)
4065         pd -= RDCOST(cpi->td.mb.rdmult, cpi->td.mb.rddiv, 2048 * (TX_SIZES - 1),
4066                      0);
4067       tx_thrs[i] = (tx_thrs[i] + (int)(pd / cm->MBs)) / 2;
4068     }
4069
4070     if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
4071       int single_count_zero = 0;
4072       int comp_count_zero = 0;
4073
4074       for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++) {
4075         single_count_zero += counts->comp_inter[i][0];
4076         comp_count_zero += counts->comp_inter[i][1];
4077       }
4078
4079       if (comp_count_zero == 0) {
4080         cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4081         vp9_zero(counts->comp_inter);
4082       } else if (single_count_zero == 0) {
4083         cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
4084         vp9_zero(counts->comp_inter);
4085       }
4086     }
4087
4088     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
4089       int count4x4 = 0;
4090       int count8x8_lp = 0, count8x8_8x8p = 0;
4091       int count16x16_16x16p = 0, count16x16_lp = 0;
4092       int count32x32 = 0;
4093
4094       for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; ++i) {
4095         count4x4 += counts->tx.p32x32[i][TX_4X4];
4096         count4x4 += counts->tx.p16x16[i][TX_4X4];
4097         count4x4 += counts->tx.p8x8[i][TX_4X4];
4098
4099         count8x8_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_8X8];
4100         count8x8_lp += counts->tx.p16x16[i][TX_8X8];
4101         count8x8_8x8p += counts->tx.p8x8[i][TX_8X8];
4102
4103         count16x16_16x16p += counts->tx.p16x16[i][TX_16X16];
4104         count16x16_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_16X16];
4105         count32x32 += counts->tx.p32x32[i][TX_32X32];
4106       }
4107       if (count4x4 == 0 && count16x16_lp == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
4108           count32x32 == 0) {
4109         cm->tx_mode = ALLOW_8X8;
4110         reset_skip_tx_size(cm, TX_8X8);
4111       } else if (count8x8_8x8p == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
4112                  count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count32x32 == 0) {
4113         cm->tx_mode = ONLY_4X4;
4114         reset_skip_tx_size(cm, TX_4X4);
4115       } else if (count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count4x4 == 0) {
4116         cm->tx_mode = ALLOW_32X32;
4117       } else if (count32x32 == 0 && count8x8_lp == 0 && count4x4 == 0) {
4118         cm->tx_mode = ALLOW_16X16;
4119         reset_skip_tx_size(cm, TX_16X16);
4120       }
4121     }
4122   } else {
4123     cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4124     encode_frame_internal(cpi);
4125   }
4126 }
4127
4128 static void sum_intra_stats(FRAME_COUNTS *counts, const MODE_INFO *mi) {
4129   const PREDICTION_MODE y_mode = mi->mbmi.mode;
4130   const PREDICTION_MODE uv_mode = mi->mbmi.uv_mode;
4131   const BLOCK_SIZE bsize = mi->mbmi.sb_type;
4132
4133   if (bsize < BLOCK_8X8) {
4134     int idx, idy;
4135     const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
4136     const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
4137     for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h)
4138       for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w)
4139         ++counts->y_mode[0][mi->bmi[idy * 2 + idx].as_mode];
4140   } else {
4141     ++counts->y_mode[size_group_lookup[bsize]][y_mode];
4142   }
4143
4144   ++counts->uv_mode[y_mode][uv_mode];
4145 }
4146
4147 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
4148                               TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
4149                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
4150                               PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
4151   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4152   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4153   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4154   MODE_INFO **mi_8x8 = xd->mi;
4155   MODE_INFO *mi = mi_8x8[0];
4156   MB_MODE_INFO *mbmi = &mi->mbmi;
4157   const int seg_skip = vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id,
4158                                              SEG_LVL_SKIP);
4159   const int mis = cm->mi_stride;
4160   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
4161   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
4162
4163   x->skip_recode = !x->select_tx_size && mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
4164                    cpi->oxcf.aq_mode != COMPLEXITY_AQ &&
4165                    cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ &&
4166                    cpi->sf.allow_skip_recode;
4167
4168   if (!x->skip_recode && !cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
4169     memset(x->skip_txfm, 0, sizeof(x->skip_txfm));
4170
4171   x->skip_optimize = ctx->is_coded;
4172   ctx->is_coded = 1;
4173   x->use_lp32x32fdct = cpi->sf.use_lp32x32fdct;
4174   x->skip_encode = (!output_enabled && cpi->sf.skip_encode_frame &&
4175                     x->q_index < QIDX_SKIP_THRESH);
4176
4177   if (x->skip_encode)
4178     return;
4179
4180   set_ref_ptrs(cm, xd, mbmi->ref_frame[0], mbmi->ref_frame[1]);
4181
4182   if (!is_inter_block(mbmi)) {
4183     int plane;
4184     mbmi->skip = 1;
4185     for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane)
4186       vp9_encode_intra_block_plane(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8), plane);
4187     if (output_enabled)
4188       sum_intra_stats(td->counts, mi);
4189     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4190   } else {
4191     int ref;
4192     const int is_compound = has_second_ref(mbmi);
4193     for (ref = 0; ref < 1 + is_compound; ++ref) {
4194       YV12_BUFFER_CONFIG *cfg = get_ref_frame_buffer(cpi,
4195                                                      mbmi->ref_frame[ref]);
4196       assert(cfg != NULL);
4197       vp9_setup_pre_planes(xd, ref, cfg, mi_row, mi_col,
4198                            &xd->block_refs[ref]->sf);
4199     }
4200     if (!(cpi->sf.reuse_inter_pred_sby && ctx->pred_pixel_ready) || seg_skip)
4201       vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4202
4203     vp9_build_inter_predictors_sbuv(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4204
4205     vp9_encode_sb(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4206     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4207   }
4208
4209   if (output_enabled) {
4210     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT &&
4211         mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8  &&
4212         !(is_inter_block(mbmi) && (mbmi->skip || seg_skip))) {
4213       ++get_tx_counts(max_txsize_lookup[bsize], vp9_get_tx_size_context(xd),
4214                       &td->counts->tx)[mbmi->tx_size];
4215     } else {
4216       int x, y;
4217       TX_SIZE tx_size;
4218       // The new intra coding scheme requires no change of transform size
4219       if (is_inter_block(&mi->mbmi)) {
4220         tx_size = MIN(tx_mode_to_biggest_tx_size[cm->tx_mode],
4221                       max_txsize_lookup[bsize]);
4222       } else {
4223         tx_size = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mbmi->tx_size : TX_4X4;
4224       }
4225
4226       for (y = 0; y < mi_height; y++)
4227         for (x = 0; x < mi_width; x++)
4228           if (mi_col + x < cm->mi_cols && mi_row + y < cm->mi_rows)
4229             mi_8x8[mis * y + x]->mbmi.tx_size = tx_size;
4230     }
4231     ++td->counts->tx.tx_totals[mbmi->tx_size];
4232     ++td->counts->tx.tx_totals[get_uv_tx_size(mbmi, &xd->plane[1])];
4233   }
4234 }