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

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2010 The WebM project authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  *  Use of this source code is governed by a BSD-style license
   5  *  that can be found in the LICENSE file in the root of the source
   6  *  tree. An additional intellectual property rights grant can be found
   7  *  in the file PATENTS.  All contributing project authors may
   8  *  be found in the AUTHORS file in the root of the source tree.
   9  */
  10
  11 #include <limits.h>
  12 #include <math.h>
  13 #include <stdio.h>
  14
  15 #include "./vp9_rtcd.h"
  16 #include "./vpx_config.h"
  17
  18 #include "vpx_ports/vpx_timer.h"
  19
  20 #include "vp9/common/vp9_common.h"
  21 #include "vp9/common/vp9_entropy.h"
  22 #include "vp9/common/vp9_entropymode.h"
  23 #include "vp9/common/vp9_idct.h"
  24 #include "vp9/common/vp9_mvref_common.h"
  25 #include "vp9/common/vp9_pred_common.h"
  26 #include "vp9/common/vp9_quant_common.h"
  27 #include "vp9/common/vp9_reconintra.h"
  28 #include "vp9/common/vp9_reconinter.h"
  29 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
  30 #include "vp9/common/vp9_systemdependent.h"
  31 #include "vp9/common/vp9_tile_common.h"
  32
  33 #include "vp9/encoder/vp9_aq_complexity.h"
  34 #include "vp9/encoder/vp9_aq_cyclicrefresh.h"
  35 #include "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
  36 #include "vp9/encoder/vp9_encodeframe.h"
  37 #include "vp9/encoder/vp9_encodemb.h"
  38 #include "vp9/encoder/vp9_encodemv.h"
  39 #include "vp9/encoder/vp9_extend.h"
  40 #include "vp9/encoder/vp9_pickmode.h"
  41 #include "vp9/encoder/vp9_rdopt.h"
  42 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  43 #include "vp9/encoder/vp9_tokenize.h"
  44
  45 #define GF_ZEROMV_ZBIN_BOOST 0
  46 #define LF_ZEROMV_ZBIN_BOOST 0
  47 #define MV_ZBIN_BOOST        0
  48 #define SPLIT_MV_ZBIN_BOOST  0
  49 #define INTRA_ZBIN_BOOST     0
  50
  51 static INLINE uint8_t *get_sb_index(MACROBLOCK *x, BLOCK_SIZE subsize) {
  52   switch (subsize) {
  53     case BLOCK_64X64:
  54     case BLOCK_64X32:
  55     case BLOCK_32X64:
  56     case BLOCK_32X32:
  57       return &x->sb_index;
  58     case BLOCK_32X16:
  59     case BLOCK_16X32:
  60     case BLOCK_16X16:
  61       return &x->mb_index;
  62     case BLOCK_16X8:
  63     case BLOCK_8X16:
  64     case BLOCK_8X8:
  65       return &x->b_index;
  66     case BLOCK_8X4:
  67     case BLOCK_4X8:
  68     case BLOCK_4X4:
  69       return &x->ab_index;
  70     default:
  71       assert(0);
  72       return NULL;
  73   }
  74 }
  75
  76 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
  77                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize);
  78
  79 static void adjust_act_zbin(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x);
  80
  81 // activity_avg must be positive, or flat regions could get a zero weight
  82 //  (infinite lambda), which confounds analysis.
  83 // This also avoids the need for divide by zero checks in
  84 //  vp9_activity_masking().
  85 #define ACTIVITY_AVG_MIN 64
  86
  87 // Motion vector component magnitude threshold for defining fast motion.
  88 #define FAST_MOTION_MV_THRESH 24
  89
  90 // This is used as a reference when computing the source variance for the
  91 //  purposes of activity masking.
  92 // Eventually this should be replaced by custom no-reference routines,
  93 //  which will be faster.
  94 static const uint8_t VP9_VAR_OFFS[64] = {
  95   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  96   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  97   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  98   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  99   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
 100   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
 101   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
 102   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
 103 };
 104
 105 static unsigned int get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi,
 106                                               MACROBLOCK *x,
 107                                               BLOCK_SIZE bs) {
 108   unsigned int var, sse;
 109   var = cpi->fn_ptr[bs].vf(x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride,
 110                            VP9_VAR_OFFS, 0, &sse);
 111   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 112 }
 113
 114 static unsigned int get_sby_perpixel_diff_variance(VP9_COMP *cpi,
 115                                                    MACROBLOCK *x,
 116                                                    int mi_row,
 117                                                    int mi_col,
 118                                                    BLOCK_SIZE bs) {
 119   const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 120   int offset = (mi_row * MI_SIZE) * yv12->y_stride + (mi_col * MI_SIZE);
 121   unsigned int var, sse;
 122   var = cpi->fn_ptr[bs].vf(x->plane[0].src.buf,
 123                            x->plane[0].src.stride,
 124                            yv12->y_buffer + offset,
 125                            yv12->y_stride,
 126                            &sse);
 127   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 128 }
 129
 130 static BLOCK_SIZE get_rd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi,
 131                                                    int mi_row,
 132                                                    int mi_col) {
 133   unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &cpi->mb,
 134                                                     mi_row, mi_col,
 135                                                     BLOCK_64X64);
 136   if (var < 8)
 137     return BLOCK_64X64;
 138   else if (var < 128)
 139     return BLOCK_32X32;
 140   else if (var < 2048)
 141     return BLOCK_16X16;
 142   else
 143     return BLOCK_8X8;
 144 }
 145
 146 static BLOCK_SIZE get_nonrd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi,
 147                                                       int mi_row,
 148                                                       int mi_col) {
 149   unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &cpi->mb,
 150                                                     mi_row, mi_col,
 151                                                     BLOCK_64X64);
 152   if (var < 4)
 153     return BLOCK_64X64;
 154   else if (var < 10)
 155     return BLOCK_32X32;
 156   else
 157     return BLOCK_16X16;
 158 }
 159
 160 // Lighter version of set_offsets that only sets the mode info
 161 // pointers.
 162 static INLINE void set_modeinfo_offsets(VP9_COMMON *const cm,
 163                                         MACROBLOCKD *const xd,
 164                                         int mi_row,
 165                                         int mi_col) {
 166   const int idx_str = xd->mode_info_stride * mi_row + mi_col;
 167   xd->mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
 168   xd->mi_8x8[0] = cm->mi + idx_str;
 169 }
 170
 171 static int is_block_in_mb_map(VP9_COMP *cpi, int mi_row, int mi_col,
 172                               BLOCK_SIZE bsize) {
 173   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 174   const int mb_rows = cm->mb_rows;
 175   const int mb_cols = cm->mb_cols;
 176   const int mb_row = mi_row >> 1;
 177   const int mb_col = mi_col >> 1;
 178   const int mb_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] >> 1;
 179   const int mb_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize] >> 1;
 180   int r, c;
 181   if (bsize <= BLOCK_16X16) {
 182     return cpi->active_map[mb_row * mb_cols + mb_col];
 183   }
 184   for (r = 0; r < mb_height; ++r) {
 185     for (c = 0; c < mb_width; ++c) {
 186       int row = mb_row + r;
 187       int col = mb_col + c;
 188       if (row >= mb_rows || col >= mb_cols)
 189         continue;
 190       if (cpi->active_map[row * mb_cols + col])
 191         return 1;
 192     }
 193   }
 194   return 0;
 195 }
 196
 197 static void set_offsets(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 198                         int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
 199   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 200   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 201   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 202   MB_MODE_INFO *mbmi;
 203   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 204   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 205   const int mb_row = mi_row >> 1;
 206   const int mb_col = mi_col >> 1;
 207   const int idx_map = mb_row * cm->mb_cols + mb_col;
 208   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 209
 210   set_skip_context(xd, xd->above_context, xd->left_context, mi_row, mi_col);
 211
 212   // Activity map pointer
 213   x->mb_activity_ptr = &cpi->mb_activity_map[idx_map];
 214
 215   if (cpi->active_map_enabled && !x->e_mbd.lossless) {
 216     x->in_active_map = is_block_in_mb_map(cpi, mi_row, mi_col, bsize);
 217   } else {
 218     x->in_active_map = 1;
 219   }
 220
 221   set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
 222
 223   mbmi = &xd->mi_8x8[0]->mbmi;
 224
 225   // Set up destination pointers.
 226   vp9_setup_dst_planes(xd, get_frame_new_buffer(cm), mi_row, mi_col);
 227
 228   // Set up limit values for MV components.
 229   // Mv beyond the range do not produce new/different prediction block.
 230   x->mv_row_min = -(((mi_row + mi_height) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 231   x->mv_col_min = -(((mi_col + mi_width) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 232   x->mv_row_max = (cm->mi_rows - mi_row) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 233   x->mv_col_max = (cm->mi_cols - mi_col) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 234
 235   // Set up distance of MB to edge of frame in 1/8th pel units.
 236   assert(!(mi_col & (mi_width - 1)) && !(mi_row & (mi_height - 1)));
 237   set_mi_row_col(xd, tile, mi_row, mi_height, mi_col, mi_width,
 238                  cm->mi_rows, cm->mi_cols);
 239
 240   // Set up source buffers.
 241   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
 242
 243   // R/D setup.
 244   x->rddiv = cpi->RDDIV;
 245   x->rdmult = cpi->RDMULT;
 246
 247   // Setup segment ID.
 248   if (seg->enabled) {
 249     if (cpi->oxcf.aq_mode != VARIANCE_AQ) {
 250       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
 251                                                  : cm->last_frame_seg_map;
 252       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 253     }
 254     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 255
 256     if (seg->enabled && cpi->seg0_cnt > 0 &&
 257         !vp9_segfeature_active(seg, 0, SEG_LVL_REF_FRAME) &&
 258         vp9_segfeature_active(seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
 259       cpi->seg0_progress = (cpi->seg0_idx << 16) / cpi->seg0_cnt;
 260     } else {
 261       const int y = mb_row & ~3;
 262       const int x = mb_col & ~3;
 263       const int p16 = ((mb_row & 1) << 1) + (mb_col & 1);
 264       const int p32 = ((mb_row & 2) << 2) + ((mb_col & 2) << 1);
 265       const int tile_progress = tile->mi_col_start * cm->mb_rows >> 1;
 266       const int mb_cols = (tile->mi_col_end - tile->mi_col_start) >> 1;
 267
 268       cpi->seg0_progress = ((y * mb_cols + x * 4 + p32 + p16 + tile_progress)
 269           << 16) / cm->MBs;
 270     }
 271
 272     x->encode_breakout = cpi->segment_encode_breakout[mbmi->segment_id];
 273   } else {
 274     mbmi->segment_id = 0;
 275     x->encode_breakout = cpi->encode_breakout;
 276   }
 277 }
 278
 279 static void duplicate_mode_info_in_sb(VP9_COMMON * const cm,
 280                                      MACROBLOCKD *const xd,
 281                                      int mi_row,
 282                                      int mi_col,
 283                                      BLOCK_SIZE bsize) {
 284   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 285   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 286   const int mis = xd->mode_info_stride;
 287   int i, j;
 288   for (j = 0; j < block_height; ++j)
 289     for (i = 0; i < block_width; ++i) {
 290       if (mi_row + j < cm->mi_rows && mi_col + i < cm->mi_cols)
 291         xd->mi_8x8[j * mis + i] = xd->mi_8x8[0];
 292     }
 293 }
 294
 295 static void set_block_size(VP9_COMP * const cpi,
 296                            const TileInfo *const tile,
 297                            int mi_row, int mi_col,
 298                            BLOCK_SIZE bsize) {
 299   if (cpi->common.mi_cols > mi_col && cpi->common.mi_rows > mi_row) {
 300     MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
 301     set_modeinfo_offsets(&cpi->common, xd, mi_row, mi_col);
 302     xd->mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bsize;
 303     duplicate_mode_info_in_sb(&cpi->common, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 304   }
 305 }
 306
 307 typedef struct {
 308   int64_t sum_square_error;
 309   int64_t sum_error;
 310   int count;
 311   int variance;
 312 } var;
 313
 314 typedef struct {
 315   var none;
 316   var horz[2];
 317   var vert[2];
 318 } partition_variance;
 319
 320 typedef struct {
 321   partition_variance part_variances;
 322   var split[4];
 323 } v8x8;
 324
 325 typedef struct {
 326   partition_variance part_variances;
 327   v8x8 split[4];
 328 } v16x16;
 329
 330 typedef struct {
 331   partition_variance part_variances;
 332   v16x16 split[4];
 333 } v32x32;
 334
 335 typedef struct {
 336   partition_variance part_variances;
 337   v32x32 split[4];
 338 } v64x64;
 339
 340 typedef struct {
 341   partition_variance *part_variances;
 342   var *split[4];
 343 } variance_node;
 344
 345 typedef enum {
 346   V16X16,
 347   V32X32,
 348   V64X64,
 349 } TREE_LEVEL;
 350
 351 static void tree_to_node(void *data, BLOCK_SIZE bsize, variance_node *node) {
 352   int i;
 353   switch (bsize) {
 354     case BLOCK_64X64: {
 355       v64x64 *vt = (v64x64 *) data;
 356       node->part_variances = &vt->part_variances;
 357       for (i = 0; i < 4; i++)
 358         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 359       break;
 360     }
 361     case BLOCK_32X32: {
 362       v32x32 *vt = (v32x32 *) data;
 363       node->part_variances = &vt->part_variances;
 364       for (i = 0; i < 4; i++)
 365         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 366       break;
 367     }
 368     case BLOCK_16X16: {
 369       v16x16 *vt = (v16x16 *) data;
 370       node->part_variances = &vt->part_variances;
 371       for (i = 0; i < 4; i++)
 372         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 373       break;
 374     }
 375     case BLOCK_8X8: {
 376       v8x8 *vt = (v8x8 *) data;
 377       node->part_variances = &vt->part_variances;
 378       for (i = 0; i < 4; i++)
 379         node->split[i] = &vt->split[i];
 380       break;
 381     }
 382     default: {
 383       assert(0);
 384     }
 385   }
 386 }
 387
 388 // Set variance values given sum square error, sum error, count.
 389 static void fill_variance(int64_t s2, int64_t s, int c, var *v) {
 390   v->sum_square_error = s2;
 391   v->sum_error = s;
 392   v->count = c;
 393   if (c > 0)
 394     v->variance = (int)(256 *
 395                         (v->sum_square_error - v->sum_error * v->sum_error /
 396                          v->count) / v->count);
 397   else
 398     v->variance = 0;
 399 }
 400
 401 void sum_2_variances(const var *a, const var *b, var *r) {
 402   fill_variance(a->sum_square_error + b->sum_square_error,
 403                 a->sum_error + b->sum_error, a->count + b->count, r);
 404 }
 405
 406 static void fill_variance_tree(void *data, BLOCK_SIZE bsize) {
 407   variance_node node;
 408   tree_to_node(data, bsize, &node);
 409   sum_2_variances(node.split[0], node.split[1], &node.part_variances->horz[0]);
 410   sum_2_variances(node.split[2], node.split[3], &node.part_variances->horz[1]);
 411   sum_2_variances(node.split[0], node.split[2], &node.part_variances->vert[0]);
 412   sum_2_variances(node.split[1], node.split[3], &node.part_variances->vert[1]);
 413   sum_2_variances(&node.part_variances->vert[0], &node.part_variances->vert[1],
 414                   &node.part_variances->none);
 415 }
 416
 417 static int set_vt_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 418                                void *data,
 419                                const TileInfo *const tile,
 420                                BLOCK_SIZE bsize,
 421                                int mi_row,
 422                                int mi_col,
 423                                int mi_size) {
 424   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 425   variance_node vt;
 426   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 427   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 428   // TODO(debargha): Choose this more intelligently.
 429   const int64_t threshold_multiplier = 25;
 430   int64_t threshold = threshold_multiplier * cpi->common.base_qindex;
 431   assert(block_height == block_width);
 432
 433   tree_to_node(data, bsize, &vt);
 434
 435   // Split none is available only if we have more than half a block size
 436   // in width and height inside the visible image.
 437   if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 438       mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 439       vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 440     set_block_size(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
 441     return 1;
 442   }
 443
 444   // Vertical split is available on all but the bottom border.
 445   if (mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 446       vt.part_variances->vert[0].variance < threshold &&
 447       vt.part_variances->vert[1].variance < threshold) {
 448     BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
 449     set_block_size(cpi, tile, mi_row, mi_col, subsize);
 450     set_block_size(cpi, tile, mi_row, mi_col + block_width / 2, subsize);
 451     return 1;
 452   }
 453
 454   // Horizontal split is available on all but the right border.
 455   if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 456       vt.part_variances->horz[0].variance < threshold &&
 457       vt.part_variances->horz[1].variance < threshold) {
 458     BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
 459     set_block_size(cpi, tile, mi_row, mi_col, subsize);
 460     set_block_size(cpi, tile, mi_row + block_height / 2, mi_col, subsize);
 461     return 1;
 462   }
 463   return 0;
 464 }
 465
 466 // TODO(debargha): Fix this function and make it work as expected.
 467 static void choose_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 468                                 const TileInfo *const tile,
 469                                 int mi_row, int mi_col) {
 470   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 471   MACROBLOCK *x = &cpi->mb;
 472   MACROBLOCKD *xd = &cpi->mb.e_mbd;
 473
 474   int i, j, k;
 475   v64x64 vt;
 476   uint8_t *s;
 477   const uint8_t *d;
 478   int sp;
 479   int dp;
 480   int pixels_wide = 64, pixels_high = 64;
 481   int_mv nearest_mv, near_mv;
 482   const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 483   const struct scale_factors *const sf = &cm->frame_refs[LAST_FRAME - 1].sf;
 484
 485   vp9_zero(vt);
 486   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 487
 488   if (xd->mb_to_right_edge < 0)
 489     pixels_wide += (xd->mb_to_right_edge >> 3);
 490   if (xd->mb_to_bottom_edge < 0)
 491     pixels_high += (xd->mb_to_bottom_edge >> 3);
 492
 493   s = x->plane[0].src.buf;
 494   sp = x->plane[0].src.stride;
 495
 496   if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
 497     vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col, sf);
 498
 499     xd->mi_8x8[0]->mbmi.ref_frame[0] = LAST_FRAME;
 500     xd->mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = BLOCK_64X64;
 501     vp9_find_best_ref_mvs(xd, cm->allow_high_precision_mv,
 502                           xd->mi_8x8[0]->mbmi.ref_mvs[LAST_FRAME],
 503                           &nearest_mv, &near_mv);
 504
 505     xd->mi_8x8[0]->mbmi.mv[0] = nearest_mv;
 506     vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 507
 508     d = xd->plane[0].dst.buf;
 509     dp = xd->plane[0].dst.stride;
 510   } else {
 511     d = VP9_VAR_OFFS;
 512     dp = 0;
 513   }
 514
 515   // Fill in the entire tree of 8x8 variances for splits.
 516   for (i = 0; i < 4; i++) {
 517     const int x32_idx = ((i & 1) << 5);
 518     const int y32_idx = ((i >> 1) << 5);
 519     for (j = 0; j < 4; j++) {
 520       const int x16_idx = x32_idx + ((j & 1) << 4);
 521       const int y16_idx = y32_idx + ((j >> 1) << 4);
 522       v16x16 *vst = &vt.split[i].split[j];
 523       for (k = 0; k < 4; k++) {
 524         int x_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 525         int y_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 526         unsigned int sse = 0;
 527         int sum = 0;
 528         if (x_idx < pixels_wide && y_idx < pixels_high)
 529           vp9_get_sse_sum_8x8(s + y_idx * sp + x_idx, sp,
 530                               d + y_idx * dp + x_idx, dp, &sse, &sum);
 531         fill_variance(sse, sum, 64, &vst->split[k].part_variances.none);
 532       }
 533     }
 534   }
 535   // Fill the rest of the variance tree by summing split partition values.
 536   for (i = 0; i < 4; i++) {
 537     for (j = 0; j < 4; j++) {
 538       fill_variance_tree(&vt.split[i].split[j], BLOCK_16X16);
 539     }
 540     fill_variance_tree(&vt.split[i], BLOCK_32X32);
 541   }
 542   fill_variance_tree(&vt, BLOCK_64X64);
 543
 544   // Now go through the entire structure,  splitting every block size until
 545   // we get to one that's got a variance lower than our threshold,  or we
 546   // hit 8x8.
 547   if (!set_vt_partitioning(cpi, &vt, tile, BLOCK_64X64,
 548                            mi_row, mi_col, 8)) {
 549     for (i = 0; i < 4; ++i) {
 550       const int x32_idx = ((i & 1) << 2);
 551       const int y32_idx = ((i >> 1) << 2);
 552       if (!set_vt_partitioning(cpi, &vt.split[i], tile, BLOCK_32X32,
 553                                (mi_row + y32_idx), (mi_col + x32_idx), 4)) {
 554         for (j = 0; j < 4; ++j) {
 555           const int x16_idx = ((j & 1) << 1);
 556           const int y16_idx = ((j >> 1) << 1);
 557           // NOTE: This is a temporary hack to disable 8x8 partitions,
 558           // since it works really bad - possibly due to a bug
 559 #define DISABLE_8X8_VAR_BASED_PARTITION
 560 #ifdef DISABLE_8X8_VAR_BASED_PARTITION
 561           if (mi_row + y32_idx + y16_idx + 1 < cm->mi_rows &&
 562               mi_row + x32_idx + x16_idx + 1 < cm->mi_cols) {
 563             set_block_size(cpi, tile,
 564                            (mi_row + y32_idx + y16_idx),
 565                            (mi_col + x32_idx + x16_idx),
 566                            BLOCK_16X16);
 567           } else {
 568             for (k = 0; k < 4; ++k) {
 569               const int x8_idx = (k & 1);
 570               const int y8_idx = (k >> 1);
 571               set_block_size(cpi, tile,
 572                              (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
 573                              (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
 574                              BLOCK_8X8);
 575             }
 576           }
 577 #else
 578           if (!set_vt_partitioning(cpi, &vt.split[i].split[j], tile,
 579                                    BLOCK_16X16,
 580                                    (mi_row + y32_idx + y16_idx),
 581                                    (mi_col + x32_idx + x16_idx), 2)) {
 582             for (k = 0; k < 4; ++k) {
 583               const int x8_idx = (k & 1);
 584               const int y8_idx = (k >> 1);
 585               set_block_size(cpi, tile,
 586                              (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
 587                              (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
 588                              BLOCK_8X8);
 589             }
 590           }
 591 #endif
 592         }
 593       }
 594     }
 595   }
 596 }
 597
 598 // Original activity measure from Tim T's code.
 599 static unsigned int tt_activity_measure(MACROBLOCK *x) {
 600   unsigned int sse;
 601   // TODO: This could also be done over smaller areas (8x8), but that would
 602   // require extensive changes elsewhere, as lambda is assumed to be fixed
 603   // over an entire MB in most of the code.
 604   // Another option is to compute four 8x8 variances, and pick a single
 605   // lambda using a non-linear combination (e.g., the smallest, or second
 606   // smallest, etc.).
 607   const unsigned int act = vp9_variance16x16(x->plane[0].src.buf,
 608                                              x->plane[0].src.stride,
 609                                              VP9_VAR_OFFS, 0, &sse) << 4;
 610   // If the region is flat, lower the activity some more.
 611   return act < (8 << 12) ? MIN(act, 5 << 12) : act;
 612 }
 613
 614 // Stub for alternative experimental activity measures.
 615 static unsigned int alt_activity_measure(MACROBLOCK *x, int use_dc_pred) {
 616   return vp9_encode_intra(x, use_dc_pred);
 617 }
 618
 619 // Measure the activity of the current macroblock
 620 // What we measure here is TBD so abstracted to this function
 621 #define ALT_ACT_MEASURE 1
 622 static unsigned int mb_activity_measure(MACROBLOCK *x, int mb_row, int mb_col) {
 623   unsigned int mb_activity;
 624
 625   if (ALT_ACT_MEASURE) {
 626     const int use_dc_pred = (mb_col || mb_row) && (!mb_col || !mb_row);
 627
 628     // Or use and alternative.
 629     mb_activity = alt_activity_measure(x, use_dc_pred);
 630   } else {
 631     // Original activity measure from Tim T's code.
 632     mb_activity = tt_activity_measure(x);
 633   }
 634
 635   return MAX(mb_activity, ACTIVITY_AVG_MIN);
 636 }
 637
 638 // Calculate an "average" mb activity value for the frame
 639 #define ACT_MEDIAN 0
 640 static void calc_av_activity(VP9_COMP *cpi, int64_t activity_sum) {
 641 #if ACT_MEDIAN
 642   // Find median: Simple n^2 algorithm for experimentation
 643   {
 644     unsigned int median;
 645     unsigned int i, j;
 646     unsigned int *sortlist;
 647     unsigned int tmp;
 648
 649     // Create a list to sort to
 650     CHECK_MEM_ERROR(&cpi->common, sortlist, vpx_calloc(sizeof(unsigned int),
 651                     cpi->common.MBs));
 652
 653     // Copy map to sort list
 654     vpx_memcpy(sortlist, cpi->mb_activity_map,
 655         sizeof(unsigned int) * cpi->common.MBs);
 656
 657     // Ripple each value down to its correct position
 658     for (i = 1; i < cpi->common.MBs; i ++) {
 659       for (j = i; j > 0; j --) {
 660         if (sortlist[j] < sortlist[j - 1]) {
 661           // Swap values
 662           tmp = sortlist[j - 1];
 663           sortlist[j - 1] = sortlist[j];
 664           sortlist[j] = tmp;
 665         } else {
 666           break;
 667         }
 668       }
 669     }
 670
 671     // Even number MBs so estimate median as mean of two either side.
 672     median = (1 + sortlist[cpi->common.MBs >> 1] +
 673         sortlist[(cpi->common.MBs >> 1) + 1]) >> 1;
 674
 675     cpi->activity_avg = median;
 676
 677     vpx_free(sortlist);
 678   }
 679 #else
 680   // Simple mean for now
 681   cpi->activity_avg = (unsigned int) (activity_sum / cpi->common.MBs);
 682 #endif  // ACT_MEDIAN
 683
 684   if (cpi->activity_avg < ACTIVITY_AVG_MIN)
 685     cpi->activity_avg = ACTIVITY_AVG_MIN;
 686
 687   // Experimental code: return fixed value normalized for several clips
 688   if (ALT_ACT_MEASURE)
 689     cpi->activity_avg = 100000;
 690 }
 691
 692 #define USE_ACT_INDEX   0
 693 #define OUTPUT_NORM_ACT_STATS   0
 694
 695 #if USE_ACT_INDEX
 696 // Calculate an activity index for each mb
 697 static void calc_activity_index(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x) {
 698   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 699   int mb_row, mb_col;
 700
 701   int64_t act;
 702   int64_t a;
 703   int64_t b;
 704
 705 #if OUTPUT_NORM_ACT_STATS
 706   FILE *f = fopen("norm_act.stt", "a");
 707   fprintf(f, "\n%12d\n", cpi->activity_avg);
 708 #endif
 709
 710   // Reset pointers to start of activity map
 711   x->mb_activity_ptr = cpi->mb_activity_map;
 712
 713   // Calculate normalized mb activity number.
 714   for (mb_row = 0; mb_row < cm->mb_rows; mb_row++) {
 715     // for each macroblock col in image
 716     for (mb_col = 0; mb_col < cm->mb_cols; mb_col++) {
 717       // Read activity from the map
 718       act = *(x->mb_activity_ptr);
 719
 720       // Calculate a normalized activity number
 721       a = act + 4 * cpi->activity_avg;
 722       b = 4 * act + cpi->activity_avg;
 723
 724       if (b >= a)
 725       *(x->activity_ptr) = (int)((b + (a >> 1)) / a) - 1;
 726       else
 727       *(x->activity_ptr) = 1 - (int)((a + (b >> 1)) / b);
 728
 729 #if OUTPUT_NORM_ACT_STATS
 730       fprintf(f, " %6d", *(x->mb_activity_ptr));
 731 #endif
 732       // Increment activity map pointers
 733       x->mb_activity_ptr++;
 734     }
 735
 736 #if OUTPUT_NORM_ACT_STATS
 737     fprintf(f, "\n");
 738 #endif
 739   }
 740
 741 #if OUTPUT_NORM_ACT_STATS
 742   fclose(f);
 743 #endif
 744 }
 745 #endif  // USE_ACT_INDEX
 746
 747 // Loop through all MBs. Note activity of each, average activity and
 748 // calculate a normalized activity for each
 749 static void build_activity_map(VP9_COMP *cpi) {
 750   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 751   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
 752   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 753
 754 #if ALT_ACT_MEASURE
 755   YV12_BUFFER_CONFIG *new_yv12 = get_frame_new_buffer(cm);
 756   int recon_yoffset;
 757   int recon_y_stride = new_yv12->y_stride;
 758 #endif
 759
 760   int mb_row, mb_col;
 761   unsigned int mb_activity;
 762   int64_t activity_sum = 0;
 763
 764   x->mb_activity_ptr = cpi->mb_activity_map;
 765
 766   // for each macroblock row in image
 767   for (mb_row = 0; mb_row < cm->mb_rows; mb_row++) {
 768 #if ALT_ACT_MEASURE
 769     // reset above block coeffs
 770     xd->up_available = (mb_row != 0);
 771     recon_yoffset = (mb_row * recon_y_stride * 16);
 772 #endif
 773     // for each macroblock col in image
 774     for (mb_col = 0; mb_col < cm->mb_cols; mb_col++) {
 775 #if ALT_ACT_MEASURE
 776       xd->plane[0].dst.buf = new_yv12->y_buffer + recon_yoffset;
 777       xd->left_available = (mb_col != 0);
 778       recon_yoffset += 16;
 779 #endif
 780
 781       // measure activity
 782       mb_activity = mb_activity_measure(x, mb_row, mb_col);
 783
 784       // Keep frame sum
 785       activity_sum += mb_activity;
 786
 787       // Store MB level activity details.
 788       *x->mb_activity_ptr = mb_activity;
 789
 790       // Increment activity map pointer
 791       x->mb_activity_ptr++;
 792
 793       // adjust to the next column of source macroblocks
 794       x->plane[0].src.buf += 16;
 795     }
 796
 797     // adjust to the next row of mbs
 798     x->plane[0].src.buf += 16 * x->plane[0].src.stride - 16 * cm->mb_cols;
 799   }
 800
 801   // Calculate an "average" MB activity
 802   calc_av_activity(cpi, activity_sum);
 803
 804 #if USE_ACT_INDEX
 805   // Calculate an activity index number of each mb
 806   calc_activity_index(cpi, x);
 807 #endif
 808 }
 809
 810 // Macroblock activity masking
 811 static void activity_masking(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x) {
 812 #if USE_ACT_INDEX
 813   x->rdmult += *(x->mb_activity_ptr) * (x->rdmult >> 2);
 814   x->errorperbit = x->rdmult * 100 / (110 * x->rddiv);
 815   x->errorperbit += (x->errorperbit == 0);
 816 #else
 817   const int64_t act = *(x->mb_activity_ptr);
 818
 819   // Apply the masking to the RD multiplier.
 820   const int64_t a = act + (2 * cpi->activity_avg);
 821   const int64_t b = (2 * act) + cpi->activity_avg;
 822
 823   x->rdmult = (unsigned int) (((int64_t) x->rdmult * b + (a >> 1)) / a);
 824   x->errorperbit = x->rdmult * 100 / (110 * x->rddiv);
 825   x->errorperbit += (x->errorperbit == 0);
 826 #endif
 827
 828   // Activity based Zbin adjustment
 829   adjust_act_zbin(cpi, x);
 830 }
 831
 832 static void update_state(VP9_COMP *cpi, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
 833                          int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
 834                          int output_enabled) {
 835   int i, x_idx, y;
 836   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 837   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 838   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 839   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
 840   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
 841   MODE_INFO *mi = &ctx->mic;
 842   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi_8x8[0]->mbmi;
 843   MODE_INFO *mi_addr = xd->mi_8x8[0];
 844   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 845
 846   const int mis = cm->mode_info_stride;
 847   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 848   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 849   int max_plane;
 850
 851   assert(mi->mbmi.sb_type == bsize);
 852
 853   *mi_addr = *mi;
 854
 855   // For in frame adaptive Q, check for reseting the segment_id and updating
 856   // the cyclic refresh map.
 857   if ((cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) && seg->enabled &&
 858       output_enabled) {
 859     vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, &xd->mi_8x8[0]->mbmi,
 860                                       mi_row, mi_col, bsize, 1);
 861     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 862   }
 863
 864   max_plane = is_inter_block(mbmi) ? MAX_MB_PLANE : 1;
 865   for (i = 0; i < max_plane; ++i) {
 866     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][1];
 867     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][1];
 868     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][1];
 869     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][1];
 870   }
 871
 872   for (i = max_plane; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
 873     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][2];
 874     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][2];
 875     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][2];
 876     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][2];
 877   }
 878
 879   // Restore the coding context of the MB to that that was in place
 880   // when the mode was picked for it
 881   for (y = 0; y < mi_height; y++)
 882     for (x_idx = 0; x_idx < mi_width; x_idx++)
 883       if ((xd->mb_to_right_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_width > x_idx
 884         && (xd->mb_to_bottom_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_height > y) {
 885         xd->mi_8x8[x_idx + y * mis] = mi_addr;
 886       }
 887
 888   if (cpi->oxcf.aq_mode)
 889     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 890
 891   // FIXME(rbultje) I'm pretty sure this should go to the end of this block
 892   // (i.e. after the output_enabled)
 893   if (bsize < BLOCK_32X32) {
 894     if (bsize < BLOCK_16X16)
 895       ctx->tx_rd_diff[ALLOW_16X16] = ctx->tx_rd_diff[ALLOW_8X8];
 896     ctx->tx_rd_diff[ALLOW_32X32] = ctx->tx_rd_diff[ALLOW_16X16];
 897   }
 898
 899   if (is_inter_block(mbmi) && mbmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
 900     mbmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
 901     mbmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
 902   }
 903
 904   x->skip = ctx->skip;
 905   vpx_memcpy(x->zcoeff_blk[mbmi->tx_size], ctx->zcoeff_blk,
 906              sizeof(uint8_t) * ctx->num_4x4_blk);
 907
 908   if (!output_enabled)
 909     return;
 910
 911   if (!vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
 912     for (i = 0; i < TX_MODES; i++)
 913       cpi->rd_tx_select_diff[i] += ctx->tx_rd_diff[i];
 914   }
 915
 916 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
 917   if (frame_is_intra_only(cm)) {
 918     static const int kf_mode_index[] = {
 919       THR_DC        /*DC_PRED*/,
 920       THR_V_PRED    /*V_PRED*/,
 921       THR_H_PRED    /*H_PRED*/,
 922       THR_D45_PRED  /*D45_PRED*/,
 923       THR_D135_PRED /*D135_PRED*/,
 924       THR_D117_PRED /*D117_PRED*/,
 925       THR_D153_PRED /*D153_PRED*/,
 926       THR_D207_PRED /*D207_PRED*/,
 927       THR_D63_PRED  /*D63_PRED*/,
 928       THR_TM        /*TM_PRED*/,
 929     };
 930     ++cpi->mode_chosen_counts[kf_mode_index[mbmi->mode]];
 931   } else {
 932     // Note how often each mode chosen as best
 933     ++cpi->mode_chosen_counts[ctx->best_mode_index];
 934   }
 935 #endif
 936   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
 937     if (is_inter_block(mbmi)) {
 938       vp9_update_mv_count(cm, xd);
 939
 940       if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
 941         const int ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
 942         ++cm->counts.switchable_interp[ctx][mbmi->interp_filter];
 943       }
 944     }
 945
 946     cpi->rd_comp_pred_diff[SINGLE_REFERENCE] += ctx->single_pred_diff;
 947     cpi->rd_comp_pred_diff[COMPOUND_REFERENCE] += ctx->comp_pred_diff;
 948     cpi->rd_comp_pred_diff[REFERENCE_MODE_SELECT] += ctx->hybrid_pred_diff;
 949
 950     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
 951       cpi->rd_filter_diff[i] += ctx->best_filter_diff[i];
 952   }
 953 }
 954
 955 void vp9_setup_src_planes(MACROBLOCK *x, const YV12_BUFFER_CONFIG *src,
 956                           int mi_row, int mi_col) {
 957   uint8_t *const buffers[4] = {src->y_buffer, src->u_buffer, src->v_buffer,
 958                                src->alpha_buffer};
 959   const int strides[4] = {src->y_stride, src->uv_stride, src->uv_stride,
 960                           src->alpha_stride};
 961   int i;
 962
 963   // Set current frame pointer.
 964   x->e_mbd.cur_buf = src;
 965
 966   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; i++)
 967     setup_pred_plane(&x->plane[i].src, buffers[i], strides[i], mi_row, mi_col,
 968                      NULL, x->e_mbd.plane[i].subsampling_x,
 969                      x->e_mbd.plane[i].subsampling_y);
 970 }
 971
 972 static void rd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 973                              int mi_row, int mi_col,
 974                              int *totalrate, int64_t *totaldist,
 975                              BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
 976                              int64_t best_rd) {
 977   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 978   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 979   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 980   MB_MODE_INFO *mbmi;
 981   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
 982   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
 983   const AQ_MODE aq_mode = cpi->oxcf.aq_mode;
 984   int i, orig_rdmult;
 985   double rdmult_ratio;
 986
 987   vp9_clear_system_state();
 988   rdmult_ratio = 1.0;  // avoid uninitialized warnings
 989
 990   // Use the lower precision, but faster, 32x32 fdct for mode selection.
 991   x->use_lp32x32fdct = 1;
 992
 993   if (bsize < BLOCK_8X8) {
 994     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
 995     // there is nothing to be done.
 996     if (x->ab_index != 0) {
 997       *totalrate = 0;
 998       *totaldist = 0;
 999       return;
1000     }
1001   }
1002
1003   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
1004   mbmi = &xd->mi_8x8[0]->mbmi;
1005   mbmi->sb_type = bsize;
1006
1007   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1008     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
1009     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
1010     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
1011     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
1012   }
1013   ctx->is_coded = 0;
1014   x->skip_recode = 0;
1015
1016   // Set to zero to make sure we do not use the previous encoded frame stats
1017   mbmi->skip = 0;
1018
1019   x->source_variance = get_sby_perpixel_variance(cpi, x, bsize);
1020
1021   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
1022     const int energy = bsize <= BLOCK_16X16 ? x->mb_energy
1023                                             : vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1024
1025     if (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
1026         cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1027         (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
1028       mbmi->segment_id = vp9_vaq_segment_id(energy);
1029     } else {
1030       const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1031                                                     : cm->last_frame_seg_map;
1032       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1033     }
1034
1035     rdmult_ratio = vp9_vaq_rdmult_ratio(energy);
1036     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1037   }
1038
1039   // Save rdmult before it might be changed, so it can be restored later.
1040   orig_rdmult = x->rdmult;
1041   if (cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM)
1042     activity_masking(cpi, x);
1043
1044   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
1045     vp9_clear_system_state();
1046     x->rdmult = (int)round(x->rdmult * rdmult_ratio);
1047   } else if (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
1048     const int mi_offset = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
1049     unsigned char complexity = cpi->complexity_map[mi_offset];
1050     const int is_edge = (mi_row <= 1) || (mi_row >= (cm->mi_rows - 2)) ||
1051                         (mi_col <= 1) || (mi_col >= (cm->mi_cols - 2));
1052     if (!is_edge && (complexity > 128))
1053       x->rdmult += ((x->rdmult * (complexity - 128)) / 256);
1054   } else if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1055     const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1056         : cm->last_frame_seg_map;
1057     // If segment 1, use rdmult for that segment.
1058     if (vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col))
1059       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
1060   }
1061
1062   // Find best coding mode & reconstruct the MB so it is available
1063   // as a predictor for MBs that follow in the SB
1064   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1065     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, totalrate, totaldist, bsize, ctx,
1066                               best_rd);
1067   } else {
1068     if (bsize >= BLOCK_8X8)
1069       vp9_rd_pick_inter_mode_sb(cpi, x, tile, mi_row, mi_col,
1070                                 totalrate, totaldist, bsize, ctx, best_rd);
1071     else
1072       vp9_rd_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, x, tile, mi_row, mi_col, totalrate,
1073                                     totaldist, bsize, ctx, best_rd);
1074   }
1075
1076   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
1077     x->rdmult = orig_rdmult;
1078     if (*totalrate != INT_MAX) {
1079       vp9_clear_system_state();
1080       *totalrate = (int)round(*totalrate * rdmult_ratio);
1081     }
1082   } else if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) ||
1083       (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)) {
1084     x->rdmult = orig_rdmult;
1085   }
1086 }
1087
1088 static void update_stats(VP9_COMP *cpi) {
1089   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1090   const MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1091   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1092   const MODE_INFO *const mi = xd->mi_8x8[0];
1093   const MB_MODE_INFO *const mbmi = &mi->mbmi;
1094
1095   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1096     const int seg_ref_active = vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id,
1097                                                      SEG_LVL_REF_FRAME);
1098     if (!seg_ref_active) {
1099       FRAME_COUNTS *const counts = &cm->counts;
1100       const int inter_block = is_inter_block(mbmi);
1101
1102       counts->intra_inter[vp9_get_intra_inter_context(xd)][inter_block]++;
1103
1104       // If the segment reference feature is enabled we have only a single
1105       // reference frame allowed for the segment so exclude it from
1106       // the reference frame counts used to work out probabilities.
1107       if (inter_block) {
1108         const MV_REFERENCE_FRAME ref0 = mbmi->ref_frame[0];
1109
1110         if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT)
1111           counts->comp_inter[vp9_get_reference_mode_context(cm, xd)]
1112                             [has_second_ref(mbmi)]++;
1113
1114         if (has_second_ref(mbmi)) {
1115           counts->comp_ref[vp9_get_pred_context_comp_ref_p(cm, xd)]
1116                           [ref0 == GOLDEN_FRAME]++;
1117         } else {
1118           counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p1(xd)][0]
1119                             [ref0 != LAST_FRAME]++;
1120           if (ref0 != LAST_FRAME)
1121             counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p2(xd)][1]
1122                               [ref0 != GOLDEN_FRAME]++;
1123         }
1124       }
1125     }
1126   }
1127 }
1128
1129 static BLOCK_SIZE *get_sb_partitioning(MACROBLOCK *x, BLOCK_SIZE bsize) {
1130   switch (bsize) {
1131     case BLOCK_64X64:
1132       return &x->sb64_partitioning;
1133     case BLOCK_32X32:
1134       return &x->sb_partitioning[x->sb_index];
1135     case BLOCK_16X16:
1136       return &x->mb_partitioning[x->sb_index][x->mb_index];
1137     case BLOCK_8X8:
1138       return &x->b_partitioning[x->sb_index][x->mb_index][x->b_index];
1139     default:
1140       assert(0);
1141       return NULL;
1142   }
1143 }
1144
1145 static void restore_context(VP9_COMP *cpi, int mi_row, int mi_col,
1146                             ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1147                             ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1148                             PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1149                             BLOCK_SIZE bsize) {
1150   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1151   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1152   int p;
1153   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1154   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1155   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1156   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1157   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; p++) {
1158     vpx_memcpy(
1159         xd->above_context[p] + ((mi_col * 2) >> xd->plane[p].subsampling_x),
1160         a + num_4x4_blocks_wide * p,
1161         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1162         xd->plane[p].subsampling_x);
1163     vpx_memcpy(
1164         xd->left_context[p]
1165             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1166         l + num_4x4_blocks_high * p,
1167         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1168         xd->plane[p].subsampling_y);
1169   }
1170   vpx_memcpy(xd->above_seg_context + mi_col, sa,
1171              sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1172   vpx_memcpy(xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK), sl,
1173              sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1174 }
1175 static void save_context(VP9_COMP *cpi, int mi_row, int mi_col,
1176                          ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1177                          ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1178                          PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1179                          BLOCK_SIZE bsize) {
1180   const MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1181   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1182   int p;
1183   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1184   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1185   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1186   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1187
1188   // buffer the above/left context information of the block in search.
1189   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; ++p) {
1190     vpx_memcpy(
1191         a + num_4x4_blocks_wide * p,
1192         xd->above_context[p] + (mi_col * 2 >> xd->plane[p].subsampling_x),
1193         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1194         xd->plane[p].subsampling_x);
1195     vpx_memcpy(
1196         l + num_4x4_blocks_high * p,
1197         xd->left_context[p]
1198             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1199         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1200         xd->plane[p].subsampling_y);
1201   }
1202   vpx_memcpy(sa, xd->above_seg_context + mi_col,
1203              sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1204   vpx_memcpy(sl, xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK),
1205              sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1206 }
1207
1208 static void encode_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1209                      TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1210                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize) {
1211   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1212
1213   if (bsize < BLOCK_8X8) {
1214     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
1215     // there is nothing to be done.
1216     if (x->ab_index > 0)
1217       return;
1218   }
1219   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
1220   update_state(cpi, get_block_context(x, bsize), mi_row, mi_col, bsize,
1221                output_enabled);
1222   encode_superblock(cpi, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize);
1223
1224   if (output_enabled) {
1225     update_stats(cpi);
1226
1227     (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1228     (*tp)++;
1229   }
1230 }
1231
1232 static void encode_sb(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1233                       TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1234                       int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize) {
1235   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1236   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1237   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1238
1239   const int bsl = b_width_log2(bsize), hbs = (1 << bsl) / 4;
1240   int ctx;
1241   PARTITION_TYPE partition;
1242   BLOCK_SIZE subsize;
1243
1244   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1245     return;
1246
1247   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1248     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1249     subsize = *get_sb_partitioning(x, bsize);
1250   } else {
1251     ctx = 0;
1252     subsize = BLOCK_4X4;
1253   }
1254
1255   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1256
1257   switch (partition) {
1258     case PARTITION_NONE:
1259       if (output_enabled && bsize >= BLOCK_8X8)
1260         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_NONE]++;
1261       encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1262       break;
1263     case PARTITION_VERT:
1264       if (output_enabled)
1265         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_VERT]++;
1266       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1267       encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1268       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
1269         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1270         encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled, subsize);
1271       }
1272       break;
1273     case PARTITION_HORZ:
1274       if (output_enabled)
1275         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_HORZ]++;
1276       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1277       encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1278       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
1279         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1280         encode_b(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled, subsize);
1281       }
1282       break;
1283     case PARTITION_SPLIT:
1284       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1285       if (output_enabled)
1286         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_SPLIT]++;
1287
1288       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1289       encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1290       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1291       encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled, subsize);
1292       *get_sb_index(x, subsize) = 2;
1293       encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled, subsize);
1294       *get_sb_index(x, subsize) = 3;
1295       encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
1296                 subsize);
1297       break;
1298     default:
1299       assert("Invalid partition type.");
1300   }
1301
1302   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1303     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1304 }
1305
1306 // Check to see if the given partition size is allowed for a specified number
1307 // of 8x8 block rows and columns remaining in the image.
1308 // If not then return the largest allowed partition size
1309 static BLOCK_SIZE find_partition_size(BLOCK_SIZE bsize,
1310                                       int rows_left, int cols_left,
1311                                       int *bh, int *bw) {
1312   if (rows_left <= 0 || cols_left <= 0) {
1313     return MIN(bsize, BLOCK_8X8);
1314   } else {
1315     for (; bsize > 0; bsize -= 3) {
1316       *bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1317       *bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1318       if ((*bh <= rows_left) && (*bw <= cols_left)) {
1319         break;
1320       }
1321     }
1322   }
1323   return bsize;
1324 }
1325
1326 // This function attempts to set all mode info entries in a given SB64
1327 // to the same block partition size.
1328 // However, at the bottom and right borders of the image the requested size
1329 // may not be allowed in which case this code attempts to choose the largest
1330 // allowable partition.
1331 static void set_fixed_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1332                                    MODE_INFO **mi_8x8, int mi_row, int mi_col,
1333                                    BLOCK_SIZE bsize) {
1334   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1335   const int mis = cm->mode_info_stride;
1336   int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1337   int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1338   int block_row, block_col;
1339   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1340   int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1341   int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1342
1343   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1344
1345   // Apply the requested partition size to the SB64 if it is all "in image"
1346   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1347       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1348     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
1349       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
1350         int index = block_row * mis + block_col;
1351         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1352         mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = bsize;
1353       }
1354     }
1355   } else {
1356     // Else this is a partial SB64.
1357     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
1358       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
1359         int index = block_row * mis + block_col;
1360         // Find a partition size that fits
1361         bsize = find_partition_size(bsize,
1362                                     (row8x8_remaining - block_row),
1363                                     (col8x8_remaining - block_col), &bh, &bw);
1364         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1365         mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = bsize;
1366       }
1367     }
1368   }
1369 }
1370
1371 static void copy_partitioning(VP9_COMMON *cm, MODE_INFO **mi_8x8,
1372                               MODE_INFO **prev_mi_8x8) {
1373   const int mis = cm->mode_info_stride;
1374   int block_row, block_col;
1375
1376   for (block_row = 0; block_row < 8; ++block_row) {
1377     for (block_col = 0; block_col < 8; ++block_col) {
1378       MODE_INFO *const prev_mi = prev_mi_8x8[block_row * mis + block_col];
1379       const BLOCK_SIZE sb_type = prev_mi ? prev_mi->mbmi.sb_type : 0;
1380       if (prev_mi) {
1381         const ptrdiff_t offset = prev_mi - cm->prev_mi;
1382         mi_8x8[block_row * mis + block_col] = cm->mi + offset;
1383         mi_8x8[block_row * mis + block_col]->mbmi.sb_type = sb_type;
1384       }
1385     }
1386   }
1387 }
1388
1389 static int sb_has_motion(const VP9_COMMON *cm, MODE_INFO **prev_mi_8x8) {
1390   const int mis = cm->mode_info_stride;
1391   int block_row, block_col;
1392
1393   if (cm->prev_mi) {
1394     for (block_row = 0; block_row < 8; ++block_row) {
1395       for (block_col = 0; block_col < 8; ++block_col) {
1396         const MODE_INFO *prev_mi = prev_mi_8x8[block_row * mis + block_col];
1397         if (prev_mi) {
1398           if (abs(prev_mi->mbmi.mv[0].as_mv.row) >= 8 ||
1399               abs(prev_mi->mbmi.mv[0].as_mv.col) >= 8)
1400             return 1;
1401         }
1402       }
1403     }
1404   }
1405   return 0;
1406 }
1407
1408 static void update_state_rt(VP9_COMP *cpi, const PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1409                             int mi_row, int mi_col, int bsize) {
1410   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1411   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1412   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1413   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi_8x8[0]->mbmi;
1414   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
1415
1416   // TODO(jingning) We might need PICK_MODE_CONTEXT to buffer coding modes
1417   // associated with variable block sizes. Otherwise, remove this ctx
1418   // from argument list.
1419   (void)ctx;
1420
1421   *(xd->mi_8x8[0]) = ctx->mic;
1422
1423   // Check for reseting segment_id and update cyclic map.
1424   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && seg->enabled) {
1425     vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, &xd->mi_8x8[0]->mbmi,
1426                                       mi_row, mi_col, bsize, 1);
1427     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1428   }
1429
1430   if (is_inter_block(mbmi)) {
1431     vp9_update_mv_count(cm, xd);
1432
1433     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1434       const int pred_ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
1435       ++cm->counts.switchable_interp[pred_ctx][mbmi->interp_filter];
1436     }
1437   }
1438 }
1439
1440 static void encode_b_rt(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1441                         TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1442                         int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize) {
1443   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1444
1445   if (bsize < BLOCK_8X8) {
1446     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
1447     // there is nothing to be done.
1448     if (x->ab_index > 0)
1449       return;
1450   }
1451   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
1452   update_state_rt(cpi, get_block_context(x, bsize), mi_row, mi_col, bsize);
1453
1454   encode_superblock(cpi, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize);
1455   update_stats(cpi);
1456
1457   (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1458   (*tp)++;
1459 }
1460
1461 static void encode_sb_rt(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1462                          TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1463                          int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize) {
1464   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1465   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1466   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1467
1468   const int bsl = b_width_log2(bsize), hbs = (1 << bsl) / 4;
1469   int ctx;
1470   PARTITION_TYPE partition;
1471   BLOCK_SIZE subsize;
1472
1473   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1474     return;
1475
1476   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1477     MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
1478     const int idx_str = xd->mode_info_stride * mi_row + mi_col;
1479     MODE_INFO ** mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
1480     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1481     subsize = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type;
1482   } else {
1483     ctx = 0;
1484     subsize = BLOCK_4X4;
1485   }
1486
1487   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1488
1489   switch (partition) {
1490     case PARTITION_NONE:
1491       if (output_enabled && bsize >= BLOCK_8X8)
1492         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_NONE]++;
1493       encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1494       break;
1495     case PARTITION_VERT:
1496       if (output_enabled)
1497         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_VERT]++;
1498       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1499       encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1500       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
1501         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1502         encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1503                     subsize);
1504       }
1505       break;
1506     case PARTITION_HORZ:
1507       if (output_enabled)
1508         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_HORZ]++;
1509       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1510       encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1511       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
1512         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1513         encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1514                     subsize);
1515       }
1516       break;
1517     case PARTITION_SPLIT:
1518       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1519       if (output_enabled)
1520         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_SPLIT]++;
1521
1522       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1523       encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1524       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1525       encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1526                    subsize);
1527       *get_sb_index(x, subsize) = 2;
1528       encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1529                    subsize);
1530       *get_sb_index(x, subsize) = 3;
1531       encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
1532                    subsize);
1533       break;
1534     default:
1535       assert("Invalid partition type.");
1536   }
1537
1538   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1539     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1540 }
1541
1542 static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
1543                              const TileInfo *const tile,
1544                              MODE_INFO **mi_8x8,
1545                              TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1546                              BLOCK_SIZE bsize, int *rate, int64_t *dist,
1547                              int do_recon) {
1548   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1549   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1550   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1551   const int mis = cm->mode_info_stride;
1552   const int bsl = b_width_log2(bsize);
1553   const int mi_step = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
1554   const int bss = (1 << bsl) / 4;
1555   int i, pl;
1556   PARTITION_TYPE partition = PARTITION_NONE;
1557   BLOCK_SIZE subsize;
1558   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
1559   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
1560   int last_part_rate = INT_MAX;
1561   int64_t last_part_dist = INT64_MAX;
1562   int64_t last_part_rd = INT64_MAX;
1563   int none_rate = INT_MAX;
1564   int64_t none_dist = INT64_MAX;
1565   int64_t none_rd = INT64_MAX;
1566   int chosen_rate = INT_MAX;
1567   int64_t chosen_dist = INT64_MAX;
1568   int64_t chosen_rd = INT64_MAX;
1569   BLOCK_SIZE sub_subsize = BLOCK_4X4;
1570   int splits_below = 0;
1571   BLOCK_SIZE bs_type = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type;
1572   int do_partition_search = 1;
1573
1574   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1575     return;
1576
1577   assert(num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] ==
1578          num_4x4_blocks_high_lookup[bsize]);
1579
1580   partition = partition_lookup[bsl][bs_type];
1581   subsize = get_subsize(bsize, partition);
1582
1583   if (bsize < BLOCK_8X8) {
1584     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
1585     // there is nothing to be done.
1586     if (x->ab_index != 0) {
1587       *rate = 0;
1588       *dist = 0;
1589       return;
1590     }
1591   } else {
1592     *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
1593   }
1594   save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1595
1596   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
1597   if (bsize == BLOCK_16X16) {
1598     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1599   }
1600
1601   if (!x->in_active_map) {
1602     do_partition_search = 0;
1603     if (mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
1604         mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1605       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
1606       bs_type = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bsize;
1607       subsize = bsize;
1608       partition = PARTITION_NONE;
1609     }
1610   }
1611   if (do_partition_search &&
1612       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
1613       cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame) {
1614     // Check if any of the sub blocks are further split.
1615     if (partition == PARTITION_SPLIT && subsize > BLOCK_8X8) {
1616       sub_subsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
1617       splits_below = 1;
1618       for (i = 0; i < 4; i++) {
1619         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1620         MODE_INFO * this_mi = mi_8x8[jj * bss * mis + ii * bss];
1621         if (this_mi && this_mi->mbmi.sb_type >= sub_subsize) {
1622           splits_below = 0;
1623         }
1624       }
1625     }
1626
1627     // If partition is not none try none unless each of the 4 splits are split
1628     // even further..
1629     if (partition != PARTITION_NONE && !splits_below &&
1630         mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
1631         mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1632       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
1633       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &none_rate, &none_dist, bsize,
1634                        get_block_context(x, bsize), INT64_MAX);
1635
1636       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1637
1638       if (none_rate < INT_MAX) {
1639         none_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
1640         none_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, none_rate, none_dist);
1641       }
1642
1643       restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1644       mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bs_type;
1645       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
1646     }
1647   }
1648
1649   switch (partition) {
1650     case PARTITION_NONE:
1651       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate,
1652                        &last_part_dist, bsize,
1653                        get_block_context(x, bsize), INT64_MAX);
1654       break;
1655     case PARTITION_HORZ:
1656       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1657       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate,
1658                        &last_part_dist, subsize,
1659                        get_block_context(x, subsize), INT64_MAX);
1660       if (last_part_rate != INT_MAX &&
1661           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows) {
1662         int rt = 0;
1663         int64_t dt = 0;
1664         update_state(cpi, get_block_context(x, subsize), mi_row, mi_col,
1665                      subsize, 0);
1666         encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize);
1667         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1668         rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + (mi_step >> 1), mi_col, &rt, &dt,
1669                          subsize, get_block_context(x, subsize), INT64_MAX);
1670         if (rt == INT_MAX || dt == INT64_MAX) {
1671           last_part_rate = INT_MAX;
1672           last_part_dist = INT64_MAX;
1673           break;
1674         }
1675
1676         last_part_rate += rt;
1677         last_part_dist += dt;
1678       }
1679       break;
1680     case PARTITION_VERT:
1681       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1682       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate,
1683                        &last_part_dist, subsize,
1684                        get_block_context(x, subsize), INT64_MAX);
1685       if (last_part_rate != INT_MAX &&
1686           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1687         int rt = 0;
1688         int64_t dt = 0;
1689         update_state(cpi, get_block_context(x, subsize), mi_row, mi_col,
1690                      subsize, 0);
1691         encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize);
1692         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1693         rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + (mi_step >> 1), &rt, &dt,
1694                          subsize, get_block_context(x, subsize), INT64_MAX);
1695         if (rt == INT_MAX || dt == INT64_MAX) {
1696           last_part_rate = INT_MAX;
1697           last_part_dist = INT64_MAX;
1698           break;
1699         }
1700         last_part_rate += rt;
1701         last_part_dist += dt;
1702       }
1703       break;
1704     case PARTITION_SPLIT:
1705       // Split partition.
1706       last_part_rate = 0;
1707       last_part_dist = 0;
1708       for (i = 0; i < 4; i++) {
1709         int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
1710         int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
1711         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1712         int rt;
1713         int64_t dt;
1714
1715         if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
1716           continue;
1717
1718         *get_sb_index(x, subsize) = i;
1719
1720         rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8 + jj * bss * mis + ii * bss, tp,
1721                          mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize, &rt, &dt,
1722                          i != 3);
1723         if (rt == INT_MAX || dt == INT64_MAX) {
1724           last_part_rate = INT_MAX;
1725           last_part_dist = INT64_MAX;
1726           break;
1727         }
1728         last_part_rate += rt;
1729         last_part_dist += dt;
1730       }
1731       break;
1732     default:
1733       assert(0);
1734   }
1735
1736   pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1737   if (last_part_rate < INT_MAX) {
1738     last_part_rate += x->partition_cost[pl][partition];
1739     last_part_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, last_part_rate, last_part_dist);
1740   }
1741
1742   if (do_partition_search
1743       && cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame
1744       && cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION
1745       && partition != PARTITION_SPLIT && bsize > BLOCK_8X8
1746       && (mi_row + mi_step < cm->mi_rows ||
1747           mi_row + (mi_step >> 1) == cm->mi_rows)
1748       && (mi_col + mi_step < cm->mi_cols ||
1749           mi_col + (mi_step >> 1) == cm->mi_cols)) {
1750     BLOCK_SIZE split_subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1751     chosen_rate = 0;
1752     chosen_dist = 0;
1753     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1754
1755     // Split partition.
1756     for (i = 0; i < 4; i++) {
1757       int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
1758       int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
1759       int rt = 0;
1760       int64_t dt = 0;
1761       ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
1762       PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
1763
1764       if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
1765         continue;
1766
1767       *get_sb_index(x, split_subsize) = i;
1768       *get_sb_partitioning(x, bsize) = split_subsize;
1769       *get_sb_partitioning(x, split_subsize) = split_subsize;
1770
1771       save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1772
1773       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, &rt, &dt,
1774                        split_subsize, get_block_context(x, split_subsize),
1775                        INT64_MAX);
1776
1777       restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1778
1779       if (rt == INT_MAX || dt == INT64_MAX) {
1780         chosen_rate = INT_MAX;
1781         chosen_dist = INT64_MAX;
1782         break;
1783       }
1784
1785       chosen_rate += rt;
1786       chosen_dist += dt;
1787
1788       if (i != 3)
1789         encode_sb(cpi, tile, tp,  mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, 0,
1790                   split_subsize);
1791
1792       pl = partition_plane_context(xd, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
1793                                    split_subsize);
1794       chosen_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
1795     }
1796     pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1797     if (chosen_rate < INT_MAX) {
1798       chosen_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
1799       chosen_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, chosen_rate, chosen_dist);
1800     }
1801   }
1802
1803   // If last_part is better set the partitioning to that...
1804   if (last_part_rd < chosen_rd) {
1805     mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bsize;
1806     if (bsize >= BLOCK_8X8)
1807       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
1808     chosen_rate = last_part_rate;
1809     chosen_dist = last_part_dist;
1810     chosen_rd = last_part_rd;
1811   }
1812   // If none was better set the partitioning to that...
1813   if (none_rd < chosen_rd) {
1814     if (bsize >= BLOCK_8X8)
1815       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
1816     chosen_rate = none_rate;
1817     chosen_dist = none_dist;
1818   }
1819
1820   restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1821
1822   // We must have chosen a partitioning and encoding or we'll fail later on.
1823   // No other opportunities for success.
1824   if ( bsize == BLOCK_64X64)
1825     assert(chosen_rate < INT_MAX && chosen_dist < INT64_MAX);
1826
1827   if (do_recon) {
1828     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
1829
1830     // Check the projected output rate for this SB against it's target
1831     // and and if necessary apply a Q delta using segmentation to get
1832     // closer to the target.
1833     if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map) {
1834       vp9_select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col,
1835                                     output_enabled, chosen_rate);
1836     }
1837
1838     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
1839       vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
1840                                               chosen_rate, chosen_dist);
1841
1842     encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize);
1843   }
1844
1845   *rate = chosen_rate;
1846   *dist = chosen_dist;
1847 }
1848
1849 static const BLOCK_SIZE min_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
1850   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
1851   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
1852   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,
1853   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
1854   BLOCK_16X16
1855 };
1856
1857 static const BLOCK_SIZE max_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
1858   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
1859   BLOCK_16X16, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
1860   BLOCK_32X32, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
1861   BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
1862   BLOCK_64X64
1863 };
1864
1865 // Look at all the mode_info entries for blocks that are part of this
1866 // partition and find the min and max values for sb_type.
1867 // At the moment this is designed to work on a 64x64 SB but could be
1868 // adjusted to use a size parameter.
1869 //
1870 // The min and max are assumed to have been initialized prior to calling this
1871 // function so repeat calls can accumulate a min and max of more than one sb64.
1872 static void get_sb_partition_size_range(VP9_COMP *cpi, MODE_INFO ** mi_8x8,
1873                                         BLOCK_SIZE * min_block_size,
1874                                         BLOCK_SIZE * max_block_size ) {
1875   MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
1876   int sb_width_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
1877   int sb_height_in_blocks  = MI_BLOCK_SIZE;
1878   int i, j;
1879   int index = 0;
1880
1881   // Check the sb_type for each block that belongs to this region.
1882   for (i = 0; i < sb_height_in_blocks; ++i) {
1883     for (j = 0; j < sb_width_in_blocks; ++j) {
1884       MODE_INFO * mi = mi_8x8[index+j];
1885       BLOCK_SIZE sb_type = mi ? mi->mbmi.sb_type : 0;
1886       *min_block_size = MIN(*min_block_size, sb_type);
1887       *max_block_size = MAX(*max_block_size, sb_type);
1888     }
1889     index += xd->mode_info_stride;
1890   }
1891 }
1892
1893 // Next square block size less or equal than current block size.
1894 static const BLOCK_SIZE next_square_size[BLOCK_SIZES] = {
1895   BLOCK_4X4, BLOCK_4X4, BLOCK_4X4,
1896   BLOCK_8X8, BLOCK_8X8, BLOCK_8X8,
1897   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
1898   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
1899   BLOCK_64X64
1900 };
1901
1902 // Look at neighboring blocks and set a min and max partition size based on
1903 // what they chose.
1904 static void rd_auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1905                                     int mi_row, int mi_col,
1906                                     BLOCK_SIZE *min_block_size,
1907                                     BLOCK_SIZE *max_block_size) {
1908   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1909   MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
1910   MODE_INFO **mi_8x8 = xd->mi_8x8;
1911   const int left_in_image = xd->left_available && mi_8x8[-1];
1912   const int above_in_image = xd->up_available &&
1913                              mi_8x8[-xd->mode_info_stride];
1914   MODE_INFO **above_sb64_mi_8x8;
1915   MODE_INFO **left_sb64_mi_8x8;
1916
1917   int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1918   int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1919   int bh, bw;
1920   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_4X4;
1921   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_64X64;
1922   // Trap case where we do not have a prediction.
1923   if (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME) {
1924     // Default "min to max" and "max to min"
1925     min_size = BLOCK_64X64;
1926     max_size = BLOCK_4X4;
1927
1928     // NOTE: each call to get_sb_partition_size_range() uses the previous
1929     // passed in values for min and max as a starting point.
1930     // Find the min and max partition used in previous frame at this location
1931     if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
1932       MODE_INFO **const prev_mi =
1933           &cm->prev_mi_grid_visible[mi_row * xd->mode_info_stride + mi_col];
1934       get_sb_partition_size_range(cpi, prev_mi, &min_size, &max_size);
1935     }
1936     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64
1937     if (left_in_image) {
1938       left_sb64_mi_8x8 = &mi_8x8[-MI_BLOCK_SIZE];
1939       get_sb_partition_size_range(cpi, left_sb64_mi_8x8,
1940                                   &min_size, &max_size);
1941     }
1942     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
1943     if (above_in_image) {
1944       above_sb64_mi_8x8 = &mi_8x8[-xd->mode_info_stride * MI_BLOCK_SIZE];
1945       get_sb_partition_size_range(cpi, above_sb64_mi_8x8,
1946                                   &min_size, &max_size);
1947     }
1948     // adjust observed min and max
1949     if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size == RELAXED_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
1950       min_size = min_partition_size[min_size];
1951       max_size = max_partition_size[max_size];
1952     }
1953   }
1954
1955   // Check border cases where max and min from neighbors may not be legal.
1956   max_size = find_partition_size(max_size,
1957                                  row8x8_remaining, col8x8_remaining,
1958                                  &bh, &bw);
1959   min_size = MIN(min_size, max_size);
1960
1961   // When use_square_partition_only is true, make sure at least one square
1962   // partition is allowed by selecting the next smaller square size as
1963   // *min_block_size.
1964   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
1965       next_square_size[max_size] < min_size) {
1966      min_size = next_square_size[max_size];
1967   }
1968   *min_block_size = min_size;
1969   *max_block_size = max_size;
1970 }
1971
1972 static INLINE void store_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1973   vpx_memcpy(ctx->pred_mv, x->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
1974 }
1975
1976 static INLINE void load_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1977   vpx_memcpy(x->pred_mv, ctx->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
1978 }
1979
1980 // TODO(jingning,jimbankoski,rbultje): properly skip partition types that are
1981 // unlikely to be selected depending on previous rate-distortion optimization
1982 // results, for encoding speed-up.
1983 static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1984                               TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
1985                               int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, int *rate,
1986                               int64_t *dist, int do_recon, int64_t best_rd) {
1987   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1988   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1989   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1990   const int mi_step = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
1991   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
1992   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
1993   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
1994   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = get_block_context(x, bsize);
1995   int i, pl;
1996   BLOCK_SIZE subsize;
1997   int this_rate, sum_rate = 0, best_rate = INT_MAX;
1998   int64_t this_dist, sum_dist = 0, best_dist = INT64_MAX;
1999   int64_t sum_rd = 0;
2000   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
2001   int do_rect = 1;
2002   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
2003   const int force_horz_split = (mi_row + mi_step >= cm->mi_rows);
2004   const int force_vert_split = (mi_col + mi_step >= cm->mi_cols);
2005   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
2006   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
2007
2008   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
2009   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
2010                                bsize >= BLOCK_8X8;
2011   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
2012                                bsize >= BLOCK_8X8;
2013   (void) *tp_orig;
2014
2015   if (bsize < BLOCK_8X8) {
2016     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
2017     // there is nothing to be done.
2018     if (x->ab_index != 0) {
2019       *rate = 0;
2020       *dist = 0;
2021       return;
2022     }
2023   }
2024   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2025              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
2026
2027   if (bsize == BLOCK_16X16) {
2028     set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
2029     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
2030   }
2031
2032   // Determine partition types in search according to the speed features.
2033   // The threshold set here has to be of square block size.
2034   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2035     partition_none_allowed &= (bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
2036                                bsize >= cpi->sf.min_partition_size);
2037     partition_horz_allowed &= ((bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
2038                                 bsize >  cpi->sf.min_partition_size) ||
2039                                 force_horz_split);
2040     partition_vert_allowed &= ((bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
2041                                 bsize >  cpi->sf.min_partition_size) ||
2042                                 force_vert_split);
2043     do_split &= bsize > cpi->sf.min_partition_size;
2044   }
2045   if (cpi->sf.use_square_partition_only) {
2046     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2047     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2048   }
2049
2050   save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2051
2052   if (cpi->sf.disable_split_var_thresh && partition_none_allowed) {
2053     unsigned int source_variancey;
2054     vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
2055     source_variancey = get_sby_perpixel_variance(cpi, x, bsize);
2056     if (source_variancey < cpi->sf.disable_split_var_thresh) {
2057       do_split = 0;
2058       if (source_variancey < cpi->sf.disable_split_var_thresh / 2)
2059         do_rect = 0;
2060     }
2061   }
2062
2063   if (!x->in_active_map && (partition_horz_allowed || partition_vert_allowed))
2064     do_split = 0;
2065   // PARTITION_NONE
2066   if (partition_none_allowed) {
2067     rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &this_rate, &this_dist, bsize,
2068                      ctx, best_rd);
2069     if (this_rate != INT_MAX) {
2070       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2071         pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2072         this_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2073       }
2074       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, this_rate, this_dist);
2075       if (sum_rd < best_rd) {
2076         int64_t stop_thresh = 4096;
2077         int64_t stop_thresh_rd;
2078
2079         best_rate = this_rate;
2080         best_dist = this_dist;
2081         best_rd = sum_rd;
2082         if (bsize >= BLOCK_8X8)
2083           *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
2084
2085         // Adjust threshold according to partition size.
2086         stop_thresh >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
2087             b_height_log2_lookup[bsize]);
2088
2089         stop_thresh_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, 0, stop_thresh);
2090         // If obtained distortion is very small, choose current partition
2091         // and stop splitting.
2092         if (!x->e_mbd.lossless && best_rd < stop_thresh_rd) {
2093           do_split = 0;
2094           do_rect = 0;
2095         }
2096       }
2097     }
2098     if (!x->in_active_map) {
2099       do_split = 0;
2100       do_rect = 0;
2101     }
2102     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2103   }
2104
2105   // store estimated motion vector
2106   if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2107     store_pred_mv(x, ctx);
2108
2109   // PARTITION_SPLIT
2110   sum_rd = 0;
2111   // TODO(jingning): use the motion vectors given by the above search as
2112   // the starting point of motion search in the following partition type check.
2113   if (do_split) {
2114     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2115     for (i = 0; i < 4 && sum_rd < best_rd; ++i) {
2116       const int x_idx = (i & 1) * mi_step;
2117       const int y_idx = (i >> 1) * mi_step;
2118
2119       if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
2120         continue;
2121
2122       *get_sb_index(x, subsize) = i;
2123       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2124         load_pred_mv(x, ctx);
2125       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2126           partition_none_allowed)
2127         get_block_context(x, subsize)->pred_interp_filter =
2128             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2129       rd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize,
2130                         &this_rate, &this_dist, i != 3, best_rd - sum_rd);
2131
2132       if (this_rate == INT_MAX) {
2133         sum_rd = INT64_MAX;
2134       } else {
2135         sum_rate += this_rate;
2136         sum_dist += this_dist;
2137         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2138       }
2139     }
2140     if (sum_rd < best_rd && i == 4) {
2141       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2142       sum_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2143       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2144       if (sum_rd < best_rd) {
2145         best_rate = sum_rate;
2146         best_dist = sum_dist;
2147         best_rd = sum_rd;
2148         *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
2149       }
2150     } else {
2151       // skip rectangular partition test when larger block size
2152       // gives better rd cost
2153       if (cpi->sf.less_rectangular_check)
2154         do_rect &= !partition_none_allowed;
2155     }
2156     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2157   }
2158
2159   // PARTITION_HORZ
2160   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
2161     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
2162     *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2163     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2164       load_pred_mv(x, ctx);
2165     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2166         partition_none_allowed)
2167       get_block_context(x, subsize)->pred_interp_filter =
2168           ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2169     rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &sum_rate, &sum_dist, subsize,
2170                      get_block_context(x, subsize), best_rd);
2171     sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2172
2173     if (sum_rd < best_rd && mi_row + mi_step < cm->mi_rows) {
2174       update_state(cpi, get_block_context(x, subsize), mi_row, mi_col,
2175                    subsize, 0);
2176       encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize);
2177
2178       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2179       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2180         load_pred_mv(x, ctx);
2181       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2182           partition_none_allowed)
2183         get_block_context(x, subsize)->pred_interp_filter =
2184             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2185       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + mi_step, mi_col, &this_rate,
2186                        &this_dist, subsize, get_block_context(x, subsize),
2187                        best_rd - sum_rd);
2188       if (this_rate == INT_MAX) {
2189         sum_rd = INT64_MAX;
2190       } else {
2191         sum_rate += this_rate;
2192         sum_dist += this_dist;
2193         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2194       }
2195     }
2196     if (sum_rd < best_rd) {
2197       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2198       sum_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
2199       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2200       if (sum_rd < best_rd) {
2201         best_rd = sum_rd;
2202         best_rate = sum_rate;
2203         best_dist = sum_dist;
2204         *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
2205       }
2206     }
2207     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2208   }
2209
2210   // PARTITION_VERT
2211   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
2212     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
2213
2214     *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2215     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2216       load_pred_mv(x, ctx);
2217     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2218         partition_none_allowed)
2219       get_block_context(x, subsize)->pred_interp_filter =
2220           ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2221     rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &sum_rate, &sum_dist, subsize,
2222                      get_block_context(x, subsize), best_rd);
2223     sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2224     if (sum_rd < best_rd && mi_col + mi_step < cm->mi_cols) {
2225       update_state(cpi, get_block_context(x, subsize), mi_row, mi_col,
2226                    subsize, 0);
2227       encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize);
2228
2229       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2230       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2231         load_pred_mv(x, ctx);
2232       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2233           partition_none_allowed)
2234         get_block_context(x, subsize)->pred_interp_filter =
2235             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2236       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + mi_step, &this_rate,
2237                        &this_dist, subsize, get_block_context(x, subsize),
2238                        best_rd - sum_rd);
2239       if (this_rate == INT_MAX) {
2240         sum_rd = INT64_MAX;
2241       } else {
2242         sum_rate += this_rate;
2243         sum_dist += this_dist;
2244         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2245       }
2246     }
2247     if (sum_rd < best_rd) {
2248       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2249       sum_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
2250       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2251       if (sum_rd < best_rd) {
2252         best_rate = sum_rate;
2253         best_dist = sum_dist;
2254         best_rd = sum_rd;
2255         *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
2256       }
2257     }
2258     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2259   }
2260
2261   // TODO(jbb): This code added so that we avoid static analysis
2262   // warning related to the fact that best_rd isn't used after this
2263   // point.  This code should be refactored so that the duplicate
2264   // checks occur in some sub function and thus are used...
2265   (void) best_rd;
2266   *rate = best_rate;
2267   *dist = best_dist;
2268
2269   if (best_rate < INT_MAX && best_dist < INT64_MAX && do_recon) {
2270     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2271
2272     // Check the projected output rate for this SB against it's target
2273     // and and if necessary apply a Q delta using segmentation to get
2274     // closer to the target.
2275     if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map) {
2276       vp9_select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col, output_enabled,
2277                                     best_rate);
2278     }
2279
2280     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
2281       vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
2282                                               best_rate, best_dist);
2283
2284     encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize);
2285   }
2286   if (bsize == BLOCK_64X64) {
2287     assert(tp_orig < *tp);
2288     assert(best_rate < INT_MAX);
2289     assert(best_dist < INT64_MAX);
2290   } else {
2291     assert(tp_orig == *tp);
2292   }
2293 }
2294
2295 static void encode_rd_sb_row(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2296                              int mi_row, TOKENEXTRA **tp) {
2297   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2298   MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
2299   int mi_col;
2300
2301   // Initialize the left context for the new SB row
2302   vpx_memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
2303   vpx_memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
2304
2305   // Code each SB in the row
2306   for (mi_col = tile->mi_col_start; mi_col < tile->mi_col_end;
2307        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
2308     int dummy_rate;
2309     int64_t dummy_dist;
2310
2311     BLOCK_SIZE i;
2312     MACROBLOCK *x = &cpi->mb;
2313
2314     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter) {
2315       for (i = BLOCK_4X4; i < BLOCK_8X8; ++i) {
2316         const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[i];
2317         const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[i];
2318         const int num_4x4_blk = MAX(4, num_4x4_w * num_4x4_h);
2319         for (x->sb_index = 0; x->sb_index < 4; ++x->sb_index)
2320           for (x->mb_index = 0; x->mb_index < 4; ++x->mb_index)
2321             for (x->b_index = 0; x->b_index < 16 / num_4x4_blk; ++x->b_index)
2322               get_block_context(x, i)->pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2323       }
2324     }
2325
2326     vp9_zero(cpi->mb.pred_mv);
2327
2328     if ((cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
2329          cpi->sf.use_lastframe_partitioning) ||
2330         cpi->sf.partition_search_type == FIXED_PARTITION ||
2331         cpi->sf.partition_search_type == VAR_BASED_FIXED_PARTITION) {
2332       const int idx_str = cm->mode_info_stride * mi_row + mi_col;
2333       MODE_INFO **mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
2334       MODE_INFO **prev_mi_8x8 = cm->prev_mi_grid_visible + idx_str;
2335       cpi->mb.source_variance = UINT_MAX;
2336       if (cpi->sf.partition_search_type == FIXED_PARTITION) {
2337         set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2338         set_fixed_partitioning(cpi, tile, mi_8x8, mi_row, mi_col,
2339                                cpi->sf.always_this_block_size);
2340         rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2341                          &dummy_rate, &dummy_dist, 1);
2342       } else if (cpi->sf.partition_search_type == VAR_BASED_FIXED_PARTITION) {
2343         BLOCK_SIZE bsize;
2344         set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2345         bsize = get_rd_var_based_fixed_partition(cpi, mi_row, mi_col);
2346         set_fixed_partitioning(cpi, tile, mi_8x8, mi_row, mi_col, bsize);
2347         rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2348                          &dummy_rate, &dummy_dist, 1);
2349       } else if (cpi->sf.partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION) {
2350         choose_partitioning(cpi, tile, mi_row, mi_col);
2351         rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2352                          &dummy_rate, &dummy_dist, 1);
2353       } else {
2354         if ((cm->current_video_frame
2355             % cpi->sf.last_partitioning_redo_frequency) == 0
2356             || cm->prev_mi == 0
2357             || cm->show_frame == 0
2358             || cm->frame_type == KEY_FRAME
2359             || cpi->rc.is_src_frame_alt_ref
2360             || ((cpi->sf.use_lastframe_partitioning ==
2361                  LAST_FRAME_PARTITION_LOW_MOTION) &&
2362                  sb_has_motion(cm, prev_mi_8x8))) {
2363           // If required set upper and lower partition size limits
2364           if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2365             set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2366             rd_auto_partition_range(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2367                                     &cpi->sf.min_partition_size,
2368                                     &cpi->sf.max_partition_size);
2369           }
2370           rd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2371                             &dummy_rate, &dummy_dist, 1, INT64_MAX);
2372         } else {
2373           copy_partitioning(cm, mi_8x8, prev_mi_8x8);
2374           rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2375                            &dummy_rate, &dummy_dist, 1);
2376         }
2377       }
2378     } else {
2379       // If required set upper and lower partition size limits
2380       if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2381         set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2382         rd_auto_partition_range(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2383                                 &cpi->sf.min_partition_size,
2384                                 &cpi->sf.max_partition_size);
2385       }
2386       rd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2387                         &dummy_rate, &dummy_dist, 1, INT64_MAX);
2388     }
2389   }
2390 }
2391
2392 static void init_encode_frame_mb_context(VP9_COMP *cpi) {
2393   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2394   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2395   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2396   const int aligned_mi_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols);
2397
2398   x->act_zbin_adj = 0;
2399   cpi->seg0_idx = 0;
2400
2401   xd->mode_info_stride = cm->mode_info_stride;
2402
2403   // Copy data over into macro block data structures.
2404   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, 0, 0);
2405
2406   // TODO(jkoleszar): are these initializations required?
2407   vp9_setup_pre_planes(xd, 0, get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME), 0, 0,
2408                        NULL);
2409   vp9_setup_dst_planes(xd, get_frame_new_buffer(cm), 0, 0);
2410
2411   vp9_setup_block_planes(&x->e_mbd, cm->subsampling_x, cm->subsampling_y);
2412
2413   xd->mi_8x8[0]->mbmi.mode = DC_PRED;
2414   xd->mi_8x8[0]->mbmi.uv_mode = DC_PRED;
2415
2416   vp9_zero(cm->counts.y_mode);
2417   vp9_zero(cm->counts.uv_mode);
2418   vp9_zero(cm->counts.inter_mode);
2419   vp9_zero(cm->counts.partition);
2420   vp9_zero(cm->counts.intra_inter);
2421   vp9_zero(cm->counts.comp_inter);
2422   vp9_zero(cm->counts.single_ref);
2423   vp9_zero(cm->counts.comp_ref);
2424   vp9_zero(cm->counts.tx);
2425   vp9_zero(cm->counts.skip);
2426
2427   // Note: this memset assumes above_context[0], [1] and [2]
2428   // are allocated as part of the same buffer.
2429   vpx_memset(xd->above_context[0], 0,
2430              sizeof(*xd->above_context[0]) *
2431              2 * aligned_mi_cols * MAX_MB_PLANE);
2432   vpx_memset(xd->above_seg_context, 0,
2433              sizeof(*xd->above_seg_context) * aligned_mi_cols);
2434 }
2435
2436 static void switch_lossless_mode(VP9_COMP *cpi, int lossless) {
2437   if (lossless) {
2438     // printf("Switching to lossless\n");
2439     cpi->mb.fwd_txm4x4 = vp9_fwht4x4;
2440     cpi->mb.e_mbd.itxm_add = vp9_iwht4x4_add;
2441     cpi->mb.optimize = 0;
2442     cpi->common.lf.filter_level = 0;
2443     cpi->zbin_mode_boost_enabled = 0;
2444     cpi->common.tx_mode = ONLY_4X4;
2445   } else {
2446     // printf("Not lossless\n");
2447     cpi->mb.fwd_txm4x4 = vp9_fdct4x4;
2448     cpi->mb.e_mbd.itxm_add = vp9_idct4x4_add;
2449   }
2450 }
2451
2452 static int check_dual_ref_flags(VP9_COMP *cpi) {
2453   const int ref_flags = cpi->ref_frame_flags;
2454
2455   if (vp9_segfeature_active(&cpi->common.seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
2456     return 0;
2457   } else {
2458     return (!!(ref_flags & VP9_GOLD_FLAG) + !!(ref_flags & VP9_LAST_FLAG)
2459         + !!(ref_flags & VP9_ALT_FLAG)) >= 2;
2460   }
2461 }
2462
2463 static int get_skip_flag(MODE_INFO **mi_8x8, int mis, int ymbs, int xmbs) {
2464   int x, y;
2465
2466   for (y = 0; y < ymbs; y++) {
2467     for (x = 0; x < xmbs; x++) {
2468       if (!mi_8x8[y * mis + x]->mbmi.skip)
2469         return 0;
2470     }
2471   }
2472
2473   return 1;
2474 }
2475
2476 static void reset_skip_txfm_size(VP9_COMMON *cm, TX_SIZE txfm_max) {
2477   int mi_row, mi_col;
2478   const int mis = cm->mode_info_stride;
2479   MODE_INFO **mi_ptr = cm->mi_grid_visible;
2480
2481   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; ++mi_row, mi_ptr += mis) {
2482     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; ++mi_col) {
2483       if (mi_ptr[mi_col]->mbmi.tx_size > txfm_max)
2484         mi_ptr[mi_col]->mbmi.tx_size = txfm_max;
2485     }
2486   }
2487 }
2488
2489 static MV_REFERENCE_FRAME get_frame_type(const VP9_COMP *cpi) {
2490   if (frame_is_intra_only(&cpi->common))
2491     return INTRA_FRAME;
2492   else if (cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && cpi->refresh_golden_frame)
2493     return ALTREF_FRAME;
2494   else if (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)
2495     return LAST_FRAME;
2496   else
2497     return GOLDEN_FRAME;
2498 }
2499
2500 static TX_MODE select_tx_mode(const VP9_COMP *cpi) {
2501   if (cpi->oxcf.lossless) {
2502     return ONLY_4X4;
2503   } else if (cpi->common.current_video_frame == 0) {
2504     return TX_MODE_SELECT;
2505   } else {
2506     if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL) {
2507       return ALLOW_32X32;
2508     } else if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_FULL_RD) {
2509       const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
2510       return cpi->rd_tx_select_threshes[frame_type][ALLOW_32X32] >
2511                  cpi->rd_tx_select_threshes[frame_type][TX_MODE_SELECT] ?
2512                      ALLOW_32X32 : TX_MODE_SELECT;
2513     } else {
2514       unsigned int total = 0;
2515       int i;
2516       for (i = 0; i < TX_SIZES; ++i)
2517         total += cpi->tx_stepdown_count[i];
2518
2519       if (total) {
2520         const double fraction = (double)cpi->tx_stepdown_count[0] / total;
2521         return fraction > 0.90 ? ALLOW_32X32 : TX_MODE_SELECT;
2522       } else {
2523         return cpi->common.tx_mode;
2524       }
2525     }
2526   }
2527 }
2528
2529 // Start RTC Exploration
2530 typedef enum {
2531   BOTH_ZERO = 0,
2532   ZERO_PLUS_PREDICTED = 1,
2533   BOTH_PREDICTED = 2,
2534   NEW_PLUS_NON_INTRA = 3,
2535   BOTH_NEW = 4,
2536   INTRA_PLUS_NON_INTRA = 5,
2537   BOTH_INTRA = 6,
2538   INVALID_CASE = 9
2539 } motion_vector_context;
2540
2541 static void set_mode_info(MB_MODE_INFO *mbmi, BLOCK_SIZE bsize,
2542                           MB_PREDICTION_MODE mode) {
2543   mbmi->mode = mode;
2544   mbmi->uv_mode = mode;
2545   mbmi->mv[0].as_int = 0;
2546   mbmi->mv[1].as_int = 0;
2547   mbmi->ref_frame[0] = INTRA_FRAME;
2548   mbmi->ref_frame[1] = NONE;
2549   mbmi->tx_size = max_txsize_lookup[bsize];
2550   mbmi->skip = 0;
2551   mbmi->sb_type = bsize;
2552   mbmi->segment_id = 0;
2553 }
2554
2555 static void nonrd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2556                                 int mi_row, int mi_col,
2557                                 int *rate, int64_t *dist,
2558                                 BLOCK_SIZE bsize) {
2559   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2560   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2561   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2562   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
2563   xd->mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bsize;
2564
2565   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
2566     vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile, mi_row, mi_col,
2567                         rate, dist, bsize);
2568   } else {
2569     MB_PREDICTION_MODE intramode = DC_PRED;
2570     set_mode_info(&xd->mi_8x8[0]->mbmi, bsize, intramode);
2571   }
2572   duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2573 }
2574
2575 static void fill_mode_info_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCK *x,
2576                               int mi_row, int mi_col,
2577                               BLOCK_SIZE bsize, BLOCK_SIZE subsize) {
2578   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
2579   int bsl = b_width_log2(bsize), hbs = (1 << bsl) / 4;
2580   PARTITION_TYPE partition = partition_lookup[bsl][subsize];
2581
2582   assert(bsize >= BLOCK_8X8);
2583
2584   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
2585     return;
2586
2587   switch (partition) {
2588     case PARTITION_NONE:
2589       set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
2590       *(xd->mi_8x8[0]) = (get_block_context(x, subsize))->mic;
2591       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2592       break;
2593     case PARTITION_VERT:
2594       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2595       set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
2596       *(xd->mi_8x8[0]) = (get_block_context(x, subsize))->mic;
2597       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2598
2599       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
2600         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2601         set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs);
2602         *(xd->mi_8x8[0]) = (get_block_context(x, subsize))->mic;
2603         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs, bsize);
2604       }
2605       break;
2606     case PARTITION_HORZ:
2607       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2608       set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
2609       *(xd->mi_8x8[0]) = (get_block_context(x, subsize))->mic;
2610       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2611       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
2612         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2613         set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col);
2614         *(xd->mi_8x8[0]) = (get_block_context(x, subsize))->mic;
2615         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col, bsize);
2616       }
2617       break;
2618     case PARTITION_SPLIT:
2619       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2620       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, subsize,
2621                         *(get_sb_partitioning(x, subsize)));
2622       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2623       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col + hbs, subsize,
2624                         *(get_sb_partitioning(x, subsize)));
2625       *get_sb_index(x, subsize) = 2;
2626       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col, subsize,
2627                         *(get_sb_partitioning(x, subsize)));
2628       *get_sb_index(x, subsize) = 3;
2629       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
2630                         *(get_sb_partitioning(x, subsize)));
2631       break;
2632     default:
2633       break;
2634   }
2635 }
2636
2637 static void nonrd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2638                                  TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
2639                                  int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, int *rate,
2640                                  int64_t *dist, int do_recon, int64_t best_rd) {
2641   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2642   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2643   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2644   const int ms = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2645   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
2646   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = get_block_context(x, bsize);
2647   int i;
2648   BLOCK_SIZE subsize;
2649   int this_rate, sum_rate = 0, best_rate = INT_MAX;
2650   int64_t this_dist, sum_dist = 0, best_dist = INT64_MAX;
2651   int64_t sum_rd = 0;
2652   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
2653   int do_rect = 1;
2654   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
2655   const int force_horz_split = (mi_row + ms >= cm->mi_rows);
2656   const int force_vert_split = (mi_col + ms >= cm->mi_cols);
2657   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
2658   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
2659
2660   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
2661   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
2662                                bsize >= BLOCK_8X8;
2663   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
2664                                bsize >= BLOCK_8X8;
2665   (void) *tp_orig;
2666
2667   if (bsize < BLOCK_8X8) {
2668     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
2669     // there is nothing to be done.
2670     if (x->ab_index != 0) {
2671       *rate = 0;
2672       *dist = 0;
2673       return;
2674     }
2675   }
2676
2677   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2678              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
2679
2680   // Determine partition types in search according to the speed features.
2681   // The threshold set here has to be of square block size.
2682   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2683     partition_none_allowed &= (bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
2684                                bsize >= cpi->sf.min_partition_size);
2685     partition_horz_allowed &= ((bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
2686                                 bsize >  cpi->sf.min_partition_size) ||
2687                                 force_horz_split);
2688     partition_vert_allowed &= ((bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
2689                                 bsize >  cpi->sf.min_partition_size) ||
2690                                 force_vert_split);
2691     do_split &= bsize > cpi->sf.min_partition_size;
2692   }
2693   if (cpi->sf.use_square_partition_only) {
2694     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2695     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2696   }
2697
2698   if (!x->in_active_map && (partition_horz_allowed || partition_vert_allowed))
2699     do_split = 0;
2700
2701   // PARTITION_NONE
2702   if (partition_none_allowed) {
2703     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2704                         &this_rate, &this_dist, bsize);
2705     ctx->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2706
2707     if (this_rate != INT_MAX) {
2708       int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2709       this_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2710       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, this_rate, this_dist);
2711       if (sum_rd < best_rd) {
2712         int64_t stop_thresh = 4096;
2713         int64_t stop_thresh_rd;
2714
2715         best_rate = this_rate;
2716         best_dist = this_dist;
2717         best_rd = sum_rd;
2718         if (bsize >= BLOCK_8X8)
2719           *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
2720
2721         // Adjust threshold according to partition size.
2722         stop_thresh >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
2723             b_height_log2_lookup[bsize]);
2724
2725         stop_thresh_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, 0, stop_thresh);
2726         // If obtained distortion is very small, choose current partition
2727         // and stop splitting.
2728         if (!x->e_mbd.lossless && best_rd < stop_thresh_rd) {
2729           do_split = 0;
2730           do_rect = 0;
2731         }
2732       }
2733     }
2734     if (!x->in_active_map) {
2735       do_split = 0;
2736       do_rect = 0;
2737     }
2738   }
2739
2740   // store estimated motion vector
2741   store_pred_mv(x, ctx);
2742
2743   // PARTITION_SPLIT
2744   sum_rd = 0;
2745   if (do_split) {
2746     int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2747     sum_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2748     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2749     for (i = 0; i < 4 && sum_rd < best_rd; ++i) {
2750       const int x_idx = (i & 1) * ms;
2751       const int y_idx = (i >> 1) * ms;
2752
2753       if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
2754         continue;
2755
2756       *get_sb_index(x, subsize) = i;
2757       load_pred_mv(x, ctx);
2758
2759       nonrd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2760                            subsize, &this_rate, &this_dist, 0,
2761                            best_rd - sum_rd);
2762
2763       if (this_rate == INT_MAX) {
2764         sum_rd = INT64_MAX;
2765       } else {
2766         sum_rate += this_rate;
2767         sum_dist += this_dist;
2768         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2769       }
2770     }
2771
2772     if (sum_rd < best_rd) {
2773       best_rate = sum_rate;
2774       best_dist = sum_dist;
2775       best_rd = sum_rd;
2776       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
2777     } else {
2778       // skip rectangular partition test when larger block size
2779       // gives better rd cost
2780       if (cpi->sf.less_rectangular_check)
2781         do_rect &= !partition_none_allowed;
2782     }
2783   }
2784
2785   // PARTITION_HORZ
2786   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
2787     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
2788     *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2789     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2790       load_pred_mv(x, ctx);
2791
2792     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2793                         &this_rate, &this_dist, subsize);
2794
2795     (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2796
2797     sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2798
2799     if (sum_rd < best_rd && mi_row + ms < cm->mi_rows) {
2800       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2801
2802       load_pred_mv(x, ctx);
2803
2804       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + ms, mi_col,
2805                           &this_rate, &this_dist, subsize);
2806
2807       (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2808
2809       if (this_rate == INT_MAX) {
2810         sum_rd = INT64_MAX;
2811       } else {
2812         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2813         this_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
2814         sum_rate += this_rate;
2815         sum_dist += this_dist;
2816         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2817       }
2818     }
2819     if (sum_rd < best_rd) {
2820       best_rd = sum_rd;
2821       best_rate = sum_rate;
2822       best_dist = sum_dist;
2823       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
2824     }
2825   }
2826
2827   // PARTITION_VERT
2828   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
2829     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
2830
2831     *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2832     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2833       load_pred_mv(x, ctx);
2834
2835     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2836                         &this_rate, &this_dist, subsize);
2837     (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2838     sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2839     if (sum_rd < best_rd && mi_col + ms < cm->mi_cols) {
2840       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2841
2842       load_pred_mv(x, ctx);
2843
2844       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + ms,
2845                           &this_rate, &this_dist, subsize);
2846
2847       (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2848
2849       if (this_rate == INT_MAX) {
2850         sum_rd = INT64_MAX;
2851       } else {
2852         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2853         this_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
2854         sum_rate += this_rate;
2855         sum_dist += this_dist;
2856         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2857       }
2858     }
2859     if (sum_rd < best_rd) {
2860       best_rate = sum_rate;
2861       best_dist = sum_dist;
2862       best_rd = sum_rd;
2863       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
2864     }
2865   }
2866
2867   *rate = best_rate;
2868   *dist = best_dist;
2869
2870   if (best_rate == INT_MAX)
2871     return;
2872
2873   // update mode info array
2874   fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, bsize,
2875                     *(get_sb_partitioning(x, bsize)));
2876
2877   if (best_rate < INT_MAX && best_dist < INT64_MAX && do_recon) {
2878     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2879
2880     // Check the projected output rate for this SB against it's target
2881     // and and if necessary apply a Q delta using segmentation to get
2882     // closer to the target.
2883     if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map) {
2884       vp9_select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col, output_enabled,
2885                                     best_rate);
2886     }
2887
2888     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
2889       vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
2890                                               best_rate, best_dist);
2891
2892     encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize);
2893   }
2894
2895   if (bsize == BLOCK_64X64) {
2896     assert(tp_orig < *tp);
2897     assert(best_rate < INT_MAX);
2898     assert(best_dist < INT64_MAX);
2899   } else {
2900     assert(tp_orig == *tp);
2901   }
2902 }
2903
2904 static void nonrd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
2905                                 const TileInfo *const tile,
2906                                 MODE_INFO **mi_8x8,
2907                                 TOKENEXTRA **tp,
2908                                 int mi_row, int mi_col,
2909                                 BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
2910                                 int *totrate, int64_t *totdist) {
2911   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2912   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2913   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2914   const int bsl = b_width_log2(bsize), hbs = (1 << bsl) / 4;
2915   const int mis = cm->mode_info_stride;
2916   PARTITION_TYPE partition;
2917   BLOCK_SIZE subsize;
2918   int rate = INT_MAX;
2919   int64_t dist = INT64_MAX;
2920
2921   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
2922     return;
2923
2924   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2925     subsize = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type;
2926   } else {
2927     subsize = BLOCK_4X4;
2928   }
2929
2930   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
2931
2932   switch (partition) {
2933     case PARTITION_NONE:
2934       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, totrate, totdist, subsize);
2935       (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2936       break;
2937     case PARTITION_VERT:
2938       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2939       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, totrate, totdist, subsize);
2940       (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2941       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
2942         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2943         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + hbs,
2944                             &rate, &dist, subsize);
2945         (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2946         if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
2947             *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
2948           *totrate += rate;
2949           *totdist += dist;
2950         }
2951       }
2952       break;
2953     case PARTITION_HORZ:
2954       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2955       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, totrate, totdist, subsize);
2956       (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2957       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
2958         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2959         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + hbs, mi_col,
2960                             &rate, &dist, subsize);
2961         (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2962         if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
2963             *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
2964           *totrate += rate;
2965           *totdist += dist;
2966         }
2967       }
2968       break;
2969     case PARTITION_SPLIT:
2970       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2971       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2972       nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col,
2973                           subsize, output_enabled, totrate, totdist);
2974       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2975       nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8 + hbs, tp,
2976                           mi_row, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
2977                           &rate, &dist);
2978       if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
2979           *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
2980         *totrate += rate;
2981         *totdist += dist;
2982       }
2983       *get_sb_index(x, subsize) = 2;
2984       nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8 + hbs * mis, tp,
2985                           mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
2986                           &rate, &dist);
2987       if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
2988           *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
2989         *totrate += rate;
2990         *totdist += dist;
2991       }
2992       *get_sb_index(x, subsize) = 3;
2993       nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8 + hbs * mis + hbs, tp,
2994                           mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
2995                           &rate, &dist);
2996       if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
2997           *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
2998         *totrate += rate;
2999         *totdist += dist;
3000       }
3001       break;
3002     default:
3003       assert("Invalid partition type.");
3004   }
3005
3006   if (bsize == BLOCK_64X64 && output_enabled) {
3007     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
3008       vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
3009                                               *totrate, *totdist);
3010     encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, 1, bsize);
3011   }
3012 }
3013
3014 static void encode_nonrd_sb_row(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
3015                                 int mi_row, TOKENEXTRA **tp) {
3016   VP9_COMMON *cm = &cpi->common;
3017   MACROBLOCKD *xd = &cpi->mb.e_mbd;
3018   int mi_col;
3019
3020   // Initialize the left context for the new SB row
3021   vpx_memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
3022   vpx_memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
3023
3024   // Code each SB in the row
3025   for (mi_col = tile->mi_col_start; mi_col < tile->mi_col_end;
3026        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
3027     int dummy_rate = 0;
3028     int64_t dummy_dist = 0;
3029     const int idx_str = cm->mode_info_stride * mi_row + mi_col;
3030     MODE_INFO **mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
3031     MODE_INFO **prev_mi_8x8 = cm->prev_mi_grid_visible + idx_str;
3032
3033     BLOCK_SIZE bsize = cpi->sf.partition_search_type == FIXED_PARTITION ?
3034         cpi->sf.always_this_block_size :
3035         get_nonrd_var_based_fixed_partition(cpi, mi_row, mi_col);
3036
3037     cpi->mb.source_variance = UINT_MAX;
3038     vp9_zero(cpi->mb.pred_mv);
3039
3040     // Set the partition type of the 64X64 block
3041     switch (cpi->sf.partition_search_type) {
3042       case VAR_BASED_PARTITION:
3043         choose_partitioning(cpi, tile, mi_row, mi_col);
3044         nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3045                             1, &dummy_rate, &dummy_dist);
3046         break;
3047       case VAR_BASED_FIXED_PARTITION:
3048       case FIXED_PARTITION:
3049         set_fixed_partitioning(cpi, tile, mi_8x8, mi_row, mi_col, bsize);
3050         nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3051                             1, &dummy_rate, &dummy_dist);
3052         break;
3053       case REFERENCE_PARTITION:
3054         if (cpi->sf.partition_check || sb_has_motion(cm, prev_mi_8x8)) {
3055           nonrd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3056                                &dummy_rate, &dummy_dist, 1, INT64_MAX);
3057         } else {
3058           copy_partitioning(cm, mi_8x8, prev_mi_8x8);
3059           nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col,
3060                               BLOCK_64X64, 1, &dummy_rate, &dummy_dist);
3061         }
3062         break;
3063       default:
3064         assert(0);
3065     }
3066   }
3067 }
3068 // end RTC play code
3069
3070 static void encode_frame_internal(VP9_COMP *cpi) {
3071   int mi_row;
3072   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
3073   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3074   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3075
3076 //  fprintf(stderr, "encode_frame_internal frame %d (%d) type %d\n",
3077 //           cpi->common.current_video_frame, cpi->common.show_frame,
3078 //           cm->frame_type);
3079
3080   vp9_zero(cm->counts.switchable_interp);
3081   vp9_zero(cpi->tx_stepdown_count);
3082
3083   xd->mi_8x8 = cm->mi_grid_visible;
3084   // required for vp9_frame_init_quantizer
3085   xd->mi_8x8[0] = cm->mi;
3086
3087   vp9_zero(cm->counts.mv);
3088   vp9_zero(cpi->coef_counts);
3089   vp9_zero(cm->counts.eob_branch);
3090
3091   // Set frame level transform size use case
3092   cm->tx_mode = select_tx_mode(cpi);
3093
3094   cpi->mb.e_mbd.lossless = cm->base_qindex == 0 && cm->y_dc_delta_q == 0
3095       && cm->uv_dc_delta_q == 0 && cm->uv_ac_delta_q == 0;
3096   switch_lossless_mode(cpi, cpi->mb.e_mbd.lossless);
3097
3098   vp9_frame_init_quantizer(cpi);
3099
3100   vp9_initialize_rd_consts(cpi);
3101   vp9_initialize_me_consts(cpi, cm->base_qindex);
3102
3103   if (cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
3104     // Initialize encode frame context.
3105     init_encode_frame_mb_context(cpi);
3106
3107     // Build a frame level activity map
3108     build_activity_map(cpi);
3109   }
3110
3111   // Re-initialize encode frame context.
3112   init_encode_frame_mb_context(cpi);
3113
3114   vp9_zero(cpi->rd_comp_pred_diff);
3115   vp9_zero(cpi->rd_filter_diff);
3116   vp9_zero(cpi->rd_tx_select_diff);
3117   vp9_zero(cpi->rd_tx_select_threshes);
3118
3119   set_prev_mi(cm);
3120
3121   if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode) {
3122     // Initialize internal buffer pointers for rtc coding, where non-RD
3123     // mode decision is used and hence no buffer pointer swap needed.
3124     int i;
3125     struct macroblock_plane *const p = x->plane;
3126     struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
3127     PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &cpi->mb.sb64_context;
3128
3129     for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
3130       p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
3131       p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
3132       pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
3133       p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
3134     }
3135     vp9_zero(x->zcoeff_blk);
3136   }
3137
3138   {
3139     struct vpx_usec_timer emr_timer;
3140     vpx_usec_timer_start(&emr_timer);
3141
3142     {
3143       // Take tiles into account and give start/end MB
3144       int tile_col, tile_row;
3145       TOKENEXTRA *tp = cpi->tok;
3146       const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3147       const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
3148
3149       for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; tile_row++) {
3150         for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; tile_col++) {
3151           TileInfo tile;
3152           TOKENEXTRA *tp_old = tp;
3153
3154           // For each row of SBs in the frame
3155           vp9_tile_init(&tile, cm, tile_row, tile_col);
3156           for (mi_row = tile.mi_row_start;
3157                mi_row < tile.mi_row_end; mi_row += MI_BLOCK_SIZE) {
3158             if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode && cm->frame_type != KEY_FRAME)
3159               encode_nonrd_sb_row(cpi, &tile, mi_row, &tp);
3160             else
3161               encode_rd_sb_row(cpi, &tile, mi_row, &tp);
3162           }
3163           cpi->tok_count[tile_row][tile_col] = (unsigned int)(tp - tp_old);
3164           assert(tp - cpi->tok <= get_token_alloc(cm->mb_rows, cm->mb_cols));
3165         }
3166       }
3167     }
3168
3169     vpx_usec_timer_mark(&emr_timer);
3170     cpi->time_encode_sb_row += vpx_usec_timer_elapsed(&emr_timer);
3171   }
3172
3173   if (cpi->sf.skip_encode_sb) {
3174     int j;
3175     unsigned int intra_count = 0, inter_count = 0;
3176     for (j = 0; j < INTRA_INTER_CONTEXTS; ++j) {
3177       intra_count += cm->counts.intra_inter[j][0];
3178       inter_count += cm->counts.intra_inter[j][1];
3179     }
3180     cpi->sf.skip_encode_frame = (intra_count << 2) < inter_count &&
3181                                 cm->frame_type != KEY_FRAME &&
3182                                 cm->show_frame;
3183   } else {
3184     cpi->sf.skip_encode_frame = 0;
3185   }
3186
3187 #if 0
3188   // Keep record of the total distortion this time around for future use
3189   cpi->last_frame_distortion = cpi->frame_distortion;
3190 #endif
3191 }
3192
3193 void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
3194   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3195
3196   // In the longer term the encoder should be generalized to match the
3197   // decoder such that we allow compound where one of the 3 buffers has a
3198   // different sign bias and that buffer is then the fixed ref. However, this
3199   // requires further work in the rd loop. For now the only supported encoder
3200   // side behavior is where the ALT ref buffer has opposite sign bias to
3201   // the other two.
3202   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
3203     if ((cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
3204              cm->ref_frame_sign_bias[GOLDEN_FRAME]) ||
3205         (cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
3206              cm->ref_frame_sign_bias[LAST_FRAME])) {
3207       cm->allow_comp_inter_inter = 0;
3208     } else {
3209       cm->allow_comp_inter_inter = 1;
3210       cm->comp_fixed_ref = ALTREF_FRAME;
3211       cm->comp_var_ref[0] = LAST_FRAME;
3212       cm->comp_var_ref[1] = GOLDEN_FRAME;
3213     }
3214   }
3215
3216   if (cpi->sf.frame_parameter_update) {
3217     int i;
3218     REFERENCE_MODE reference_mode;
3219     /*
3220      * This code does a single RD pass over the whole frame assuming
3221      * either compound, single or hybrid prediction as per whatever has
3222      * worked best for that type of frame in the past.
3223      * It also predicts whether another coding mode would have worked
3224      * better that this coding mode. If that is the case, it remembers
3225      * that for subsequent frames.
3226      * It does the same analysis for transform size selection also.
3227      */
3228     const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
3229     const int64_t *mode_thresh = cpi->rd_prediction_type_threshes[frame_type];
3230     const int64_t *filter_thresh = cpi->rd_filter_threshes[frame_type];
3231
3232     /* prediction (compound, single or hybrid) mode selection */
3233     if (frame_type == 3 || !cm->allow_comp_inter_inter)
3234       reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3235     else if (mode_thresh[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thresh[SINGLE_REFERENCE] &&
3236              mode_thresh[COMPOUND_REFERENCE] >
3237                  mode_thresh[REFERENCE_MODE_SELECT] &&
3238              check_dual_ref_flags(cpi) &&
3239              cpi->static_mb_pct == 100)
3240       reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
3241     else if (mode_thresh[SINGLE_REFERENCE] > mode_thresh[REFERENCE_MODE_SELECT])
3242       reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3243     else
3244       reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
3245
3246     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
3247       if (frame_type != ALTREF_FRAME &&
3248           filter_thresh[EIGHTTAP_SMOOTH] > filter_thresh[EIGHTTAP] &&
3249           filter_thresh[EIGHTTAP_SMOOTH] > filter_thresh[EIGHTTAP_SHARP] &&
3250           filter_thresh[EIGHTTAP_SMOOTH] > filter_thresh[SWITCHABLE - 1]) {
3251         cm->interp_filter = EIGHTTAP_SMOOTH;
3252       } else if (filter_thresh[EIGHTTAP_SHARP] > filter_thresh[EIGHTTAP] &&
3253           filter_thresh[EIGHTTAP_SHARP] > filter_thresh[SWITCHABLE - 1]) {
3254         cm->interp_filter = EIGHTTAP_SHARP;
3255       } else if (filter_thresh[EIGHTTAP] > filter_thresh[SWITCHABLE - 1]) {
3256         cm->interp_filter = EIGHTTAP;
3257       }
3258     }
3259
3260     cpi->mb.e_mbd.lossless = cpi->oxcf.lossless;
3261     cm->reference_mode = reference_mode;
3262
3263     encode_frame_internal(cpi);
3264
3265     for (i = 0; i < REFERENCE_MODES; ++i) {
3266       const int diff = (int) (cpi->rd_comp_pred_diff[i] / cm->MBs);
3267       cpi->rd_prediction_type_threshes[frame_type][i] += diff;
3268       cpi->rd_prediction_type_threshes[frame_type][i] >>= 1;
3269     }
3270
3271     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; i++) {
3272       const int64_t diff = cpi->rd_filter_diff[i] / cm->MBs;
3273       cpi->rd_filter_threshes[frame_type][i] =
3274           (cpi->rd_filter_threshes[frame_type][i] + diff) / 2;
3275     }
3276
3277     for (i = 0; i < TX_MODES; ++i) {
3278       int64_t pd = cpi->rd_tx_select_diff[i];
3279       int diff;
3280       if (i == TX_MODE_SELECT)
3281         pd -= RDCOST(cpi->mb.rdmult, cpi->mb.rddiv, 2048 * (TX_SIZES - 1), 0);
3282       diff = (int) (pd / cm->MBs);
3283       cpi->rd_tx_select_threshes[frame_type][i] += diff;
3284       cpi->rd_tx_select_threshes[frame_type][i] /= 2;
3285     }
3286
3287     if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
3288       int single_count_zero = 0;
3289       int comp_count_zero = 0;
3290
3291       for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++) {
3292         single_count_zero += cm->counts.comp_inter[i][0];
3293         comp_count_zero += cm->counts.comp_inter[i][1];
3294       }
3295
3296       if (comp_count_zero == 0) {
3297         cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3298         vp9_zero(cm->counts.comp_inter);
3299       } else if (single_count_zero == 0) {
3300         cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
3301         vp9_zero(cm->counts.comp_inter);
3302       }
3303     }
3304
3305     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
3306       int count4x4 = 0;
3307       int count8x8_lp = 0, count8x8_8x8p = 0;
3308       int count16x16_16x16p = 0, count16x16_lp = 0;
3309       int count32x32 = 0;
3310
3311       for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; ++i) {
3312         count4x4 += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_4X4];
3313         count4x4 += cm->counts.tx.p16x16[i][TX_4X4];
3314         count4x4 += cm->counts.tx.p8x8[i][TX_4X4];
3315
3316         count8x8_lp += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_8X8];
3317         count8x8_lp += cm->counts.tx.p16x16[i][TX_8X8];
3318         count8x8_8x8p += cm->counts.tx.p8x8[i][TX_8X8];
3319
3320         count16x16_16x16p += cm->counts.tx.p16x16[i][TX_16X16];
3321         count16x16_lp += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_16X16];
3322         count32x32 += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_32X32];
3323       }
3324
3325       if (count4x4 == 0 && count16x16_lp == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
3326           count32x32 == 0) {
3327         cm->tx_mode = ALLOW_8X8;
3328         reset_skip_txfm_size(cm, TX_8X8);
3329       } else if (count8x8_8x8p == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
3330                  count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count32x32 == 0) {
3331         cm->tx_mode = ONLY_4X4;
3332         reset_skip_txfm_size(cm, TX_4X4);
3333       } else if (count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count4x4 == 0) {
3334         cm->tx_mode = ALLOW_32X32;
3335       } else if (count32x32 == 0 && count8x8_lp == 0 && count4x4 == 0) {
3336         cm->tx_mode = ALLOW_16X16;
3337         reset_skip_txfm_size(cm, TX_16X16);
3338       }
3339     }
3340   } else {
3341     cpi->mb.e_mbd.lossless = cpi->oxcf.lossless;
3342     cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3343     // Force the usage of the BILINEAR interp_filter.
3344     cm->interp_filter = BILINEAR;
3345     encode_frame_internal(cpi);
3346   }
3347 }
3348
3349 static void sum_intra_stats(FRAME_COUNTS *counts, const MODE_INFO *mi) {
3350   const MB_PREDICTION_MODE y_mode = mi->mbmi.mode;
3351   const MB_PREDICTION_MODE uv_mode = mi->mbmi.uv_mode;
3352   const BLOCK_SIZE bsize = mi->mbmi.sb_type;
3353
3354   if (bsize < BLOCK_8X8) {
3355     int idx, idy;
3356     const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
3357     const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
3358     for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h)
3359       for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w)
3360         ++counts->y_mode[0][mi->bmi[idy * 2 + idx].as_mode];
3361   } else {
3362     ++counts->y_mode[size_group_lookup[bsize]][y_mode];
3363   }
3364
3365   ++counts->uv_mode[y_mode][uv_mode];
3366 }
3367
3368 // Experimental stub function to create a per MB zbin adjustment based on
3369 // some previously calculated measure of MB activity.
3370 static void adjust_act_zbin(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x) {
3371 #if USE_ACT_INDEX
3372   x->act_zbin_adj = *(x->mb_activity_ptr);
3373 #else
3374   // Apply the masking to the RD multiplier.
3375   const int64_t act = *(x->mb_activity_ptr);
3376   const int64_t a = act + 4 * cpi->activity_avg;
3377   const int64_t b = 4 * act + cpi->activity_avg;
3378
3379   if (act > cpi->activity_avg)
3380     x->act_zbin_adj = (int) (((int64_t) b + (a >> 1)) / a) - 1;
3381   else
3382     x->act_zbin_adj = 1 - (int) (((int64_t) a + (b >> 1)) / b);
3383 #endif
3384 }
3385
3386 static int get_zbin_mode_boost(const MB_MODE_INFO *mbmi, int enabled) {
3387   if (enabled) {
3388     if (is_inter_block(mbmi)) {
3389       if (mbmi->mode == ZEROMV) {
3390         return mbmi->ref_frame[0] != LAST_FRAME ? GF_ZEROMV_ZBIN_BOOST
3391                                                 : LF_ZEROMV_ZBIN_BOOST;
3392       } else {
3393         return mbmi->sb_type < BLOCK_8X8 ? SPLIT_MV_ZBIN_BOOST
3394                                          : MV_ZBIN_BOOST;
3395       }
3396     } else {
3397       return INTRA_ZBIN_BOOST;
3398     }
3399   } else {
3400     return 0;
3401   }
3402 }
3403
3404 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
3405                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
3406   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3407   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
3408   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3409   MODE_INFO **mi_8x8 = xd->mi_8x8;
3410   MODE_INFO *mi = mi_8x8[0];
3411   MB_MODE_INFO *mbmi = &mi->mbmi;
3412   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = get_block_context(x, bsize);
3413   unsigned int segment_id = mbmi->segment_id;
3414   const int mis = cm->mode_info_stride;
3415   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
3416   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
3417
3418   x->skip_recode = !x->select_txfm_size && mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
3419                    cpi->oxcf.aq_mode != COMPLEXITY_AQ &&
3420                    cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ &&
3421                    cpi->sf.allow_skip_recode;
3422
3423   x->skip_optimize = ctx->is_coded;
3424   ctx->is_coded = 1;
3425   x->use_lp32x32fdct = cpi->sf.use_lp32x32fdct;
3426   x->skip_encode = (!output_enabled && cpi->sf.skip_encode_frame &&
3427                     x->q_index < QIDX_SKIP_THRESH);
3428
3429   if (x->skip_encode)
3430     return;
3431
3432   if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
3433     if (cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
3434       adjust_act_zbin(cpi, x);
3435       vp9_update_zbin_extra(cpi, x);
3436     }
3437   } else {
3438     set_ref_ptrs(cm, xd, mbmi->ref_frame[0], mbmi->ref_frame[1]);
3439     xd->interp_kernel = vp9_get_interp_kernel(mbmi->interp_filter);
3440
3441     if (cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
3442       // Adjust the zbin based on this MB rate.
3443       adjust_act_zbin(cpi, x);
3444     }
3445
3446     // Experimental code. Special case for gf and arf zeromv modes.
3447     // Increase zbin size to suppress noise
3448     cpi->zbin_mode_boost = get_zbin_mode_boost(mbmi,
3449                                                cpi->zbin_mode_boost_enabled);
3450     vp9_update_zbin_extra(cpi, x);
3451   }
3452
3453   if (!is_inter_block(mbmi)) {
3454     int plane;
3455     mbmi->skip = 1;
3456     for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane)
3457       vp9_encode_intra_block_plane(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8), plane);
3458     if (output_enabled)
3459       sum_intra_stats(&cm->counts, mi);
3460     vp9_tokenize_sb(cpi, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3461   } else {
3462     int ref;
3463     const int is_compound = has_second_ref(mbmi);
3464     for (ref = 0; ref < 1 + is_compound; ++ref) {
3465       YV12_BUFFER_CONFIG *cfg = get_ref_frame_buffer(cpi,
3466                                                      mbmi->ref_frame[ref]);
3467       vp9_setup_pre_planes(xd, ref, cfg, mi_row, mi_col,
3468                            &xd->block_refs[ref]->sf);
3469     }
3470     vp9_build_inter_predictors_sb(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3471
3472     if (!x->skip) {
3473       mbmi->skip = 1;
3474       vp9_encode_sb(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3475       vp9_tokenize_sb(cpi, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3476     } else {
3477       mbmi->skip = 1;
3478       if (output_enabled)
3479         cm->counts.skip[vp9_get_skip_context(xd)][1]++;
3480       reset_skip_context(xd, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3481     }
3482   }
3483
3484   if (output_enabled) {
3485     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT &&
3486         mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8  &&
3487         !(is_inter_block(mbmi) &&
3488             (mbmi->skip ||
3489              vp9_segfeature_active(&cm->seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP)))) {
3490       ++get_tx_counts(max_txsize_lookup[bsize], vp9_get_tx_size_context(xd),
3491                       &cm->counts.tx)[mbmi->tx_size];
3492     } else {
3493       int x, y;
3494       TX_SIZE tx_size;
3495       // The new intra coding scheme requires no change of transform size
3496       if (is_inter_block(&mi->mbmi)) {
3497         tx_size = MIN(tx_mode_to_biggest_tx_size[cm->tx_mode],
3498                       max_txsize_lookup[bsize]);
3499       } else {
3500         tx_size = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mbmi->tx_size : TX_4X4;
3501       }
3502
3503       for (y = 0; y < mi_height; y++)
3504         for (x = 0; x < mi_width; x++)
3505           if (mi_col + x < cm->mi_cols && mi_row + y < cm->mi_rows)
3506             mi_8x8[mis * y + x]->mbmi.tx_size = tx_size;
3507     }
3508   }
3509 }