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_cyclicrefresh.h"
  34 #include "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
  35 #include "vp9/encoder/vp9_encodeframe.h"
  36 #include "vp9/encoder/vp9_encodemb.h"
  37 #include "vp9/encoder/vp9_encodemv.h"
  38 #include "vp9/encoder/vp9_extend.h"
  39 #include "vp9/encoder/vp9_pickmode.h"
  40 #include "vp9/encoder/vp9_rdopt.h"
  41 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  42 #include "vp9/encoder/vp9_tokenize.h"
  43
  44 #define GF_ZEROMV_ZBIN_BOOST 0
  45 #define LF_ZEROMV_ZBIN_BOOST 0
  46 #define MV_ZBIN_BOOST        0
  47 #define SPLIT_MV_ZBIN_BOOST  0
  48 #define INTRA_ZBIN_BOOST     0
  49
  50 static INLINE uint8_t *get_sb_index(MACROBLOCK *x, BLOCK_SIZE subsize) {
  51   switch (subsize) {
  52     case BLOCK_64X64:
  53     case BLOCK_64X32:
  54     case BLOCK_32X64:
  55     case BLOCK_32X32:
  56       return &x->sb_index;
  57     case BLOCK_32X16:
  58     case BLOCK_16X32:
  59     case BLOCK_16X16:
  60       return &x->mb_index;
  61     case BLOCK_16X8:
  62     case BLOCK_8X16:
  63     case BLOCK_8X8:
  64       return &x->b_index;
  65     case BLOCK_8X4:
  66     case BLOCK_4X8:
  67     case BLOCK_4X4:
  68       return &x->ab_index;
  69     default:
  70       assert(0);
  71       return NULL;
  72   }
  73 }
  74
  75 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
  76                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize);
  77
  78 static void adjust_act_zbin(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x);
  79
  80 // activity_avg must be positive, or flat regions could get a zero weight
  81 //  (infinite lambda), which confounds analysis.
  82 // This also avoids the need for divide by zero checks in
  83 //  vp9_activity_masking().
  84 #define ACTIVITY_AVG_MIN 64
  85
  86 // Motion vector component magnitude threshold for defining fast motion.
  87 #define FAST_MOTION_MV_THRESH 24
  88
  89 // This is used as a reference when computing the source variance for the
  90 //  purposes of activity masking.
  91 // Eventually this should be replaced by custom no-reference routines,
  92 //  which will be faster.
  93 static const uint8_t VP9_VAR_OFFS[64] = {
  94   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  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 };
 103
 104 static unsigned int get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi,
 105                                               MACROBLOCK *x,
 106                                               BLOCK_SIZE bs) {
 107   unsigned int var, sse;
 108   var = cpi->fn_ptr[bs].vf(x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride,
 109                            VP9_VAR_OFFS, 0, &sse);
 110   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 111 }
 112
 113 static unsigned int get_sby_perpixel_diff_variance(VP9_COMP *cpi,
 114                                                    MACROBLOCK *x,
 115                                                    int mi_row,
 116                                                    int mi_col,
 117                                                    BLOCK_SIZE bs) {
 118   const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 119   int offset = (mi_row * MI_SIZE) * yv12->y_stride + (mi_col * MI_SIZE);
 120   unsigned int var, sse;
 121   var = cpi->fn_ptr[bs].vf(x->plane[0].src.buf,
 122                            x->plane[0].src.stride,
 123                            yv12->y_buffer + offset,
 124                            yv12->y_stride,
 125                            &sse);
 126   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 127 }
 128
 129 static BLOCK_SIZE get_rd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi,
 130                                                    int mi_row,
 131                                                    int mi_col) {
 132   unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &cpi->mb,
 133                                                     mi_row, mi_col,
 134                                                     BLOCK_64X64);
 135   if (var < 8)
 136     return BLOCK_64X64;
 137   else if (var < 128)
 138     return BLOCK_32X32;
 139   else if (var < 2048)
 140     return BLOCK_16X16;
 141   else
 142     return BLOCK_8X8;
 143 }
 144
 145 static BLOCK_SIZE get_nonrd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi,
 146                                                       int mi_row,
 147                                                       int mi_col) {
 148   unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &cpi->mb,
 149                                                     mi_row, mi_col,
 150                                                     BLOCK_64X64);
 151   if (var < 4)
 152     return BLOCK_64X64;
 153   else if (var < 10)
 154     return BLOCK_32X32;
 155   else
 156     return BLOCK_16X16;
 157 }
 158
 159 // Lighter version of set_offsets that only sets the mode info
 160 // pointers.
 161 static INLINE void set_modeinfo_offsets(VP9_COMMON *const cm,
 162                                         MACROBLOCKD *const xd,
 163                                         int mi_row,
 164                                         int mi_col) {
 165   const int idx_str = xd->mode_info_stride * mi_row + mi_col;
 166   xd->mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
 167   xd->mi_8x8[0] = cm->mi + idx_str;
 168 }
 169
 170 static int is_block_in_mb_map(VP9_COMP *cpi, int mi_row, int mi_col,
 171                               BLOCK_SIZE bsize) {
 172   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 173   const int mb_rows = cm->mb_rows;
 174   const int mb_cols = cm->mb_cols;
 175   const int mb_row = mi_row >> 1;
 176   const int mb_col = mi_col >> 1;
 177   const int mb_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] >> 1;
 178   const int mb_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize] >> 1;
 179   int r, c;
 180   if (bsize <= BLOCK_16X16) {
 181     return cpi->active_map[mb_row * mb_cols + mb_col];
 182   }
 183   for (r = 0; r < mb_height; ++r) {
 184     for (c = 0; c < mb_width; ++c) {
 185       int row = mb_row + r;
 186       int col = mb_col + c;
 187       if (row >= mb_rows || col >= mb_cols)
 188         continue;
 189       if (cpi->active_map[row * mb_cols + col])
 190         return 1;
 191     }
 192   }
 193   return 0;
 194 }
 195
 196 static void set_offsets(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 197                         int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
 198   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 199   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 200   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 201   MB_MODE_INFO *mbmi;
 202   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 203   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 204   const int mb_row = mi_row >> 1;
 205   const int mb_col = mi_col >> 1;
 206   const int idx_map = mb_row * cm->mb_cols + mb_col;
 207   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 208
 209   set_skip_context(xd, xd->above_context, xd->left_context, mi_row, mi_col);
 210
 211   // Activity map pointer
 212   x->mb_activity_ptr = &cpi->mb_activity_map[idx_map];
 213
 214   if (cpi->active_map_enabled && !x->e_mbd.lossless) {
 215     x->in_active_map = is_block_in_mb_map(cpi, mi_row, mi_col, bsize);
 216   } else {
 217     x->in_active_map = 1;
 218   }
 219
 220   set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
 221
 222   mbmi = &xd->mi_8x8[0]->mbmi;
 223
 224   // Set up destination pointers.
 225   vp9_setup_dst_planes(xd, get_frame_new_buffer(cm), mi_row, mi_col);
 226
 227   // Set up limit values for MV components.
 228   // Mv beyond the range do not produce new/different prediction block.
 229   x->mv_row_min = -(((mi_row + mi_height) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 230   x->mv_col_min = -(((mi_col + mi_width) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 231   x->mv_row_max = (cm->mi_rows - mi_row) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 232   x->mv_col_max = (cm->mi_cols - mi_col) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 233
 234   // Set up distance of MB to edge of frame in 1/8th pel units.
 235   assert(!(mi_col & (mi_width - 1)) && !(mi_row & (mi_height - 1)));
 236   set_mi_row_col(xd, tile, mi_row, mi_height, mi_col, mi_width,
 237                  cm->mi_rows, cm->mi_cols);
 238
 239   // Set up source buffers.
 240   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
 241
 242   // R/D setup.
 243   x->rddiv = cpi->RDDIV;
 244   x->rdmult = cpi->RDMULT;
 245
 246   // Setup segment ID.
 247   if (seg->enabled) {
 248     if (cpi->oxcf.aq_mode != VARIANCE_AQ) {
 249       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
 250                                                  : cm->last_frame_seg_map;
 251       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 252     }
 253     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 254
 255     if (seg->enabled && cpi->seg0_cnt > 0 &&
 256         !vp9_segfeature_active(seg, 0, SEG_LVL_REF_FRAME) &&
 257         vp9_segfeature_active(seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
 258       cpi->seg0_progress = (cpi->seg0_idx << 16) / cpi->seg0_cnt;
 259     } else {
 260       const int y = mb_row & ~3;
 261       const int x = mb_col & ~3;
 262       const int p16 = ((mb_row & 1) << 1) + (mb_col & 1);
 263       const int p32 = ((mb_row & 2) << 2) + ((mb_col & 2) << 1);
 264       const int tile_progress = tile->mi_col_start * cm->mb_rows >> 1;
 265       const int mb_cols = (tile->mi_col_end - tile->mi_col_start) >> 1;
 266
 267       cpi->seg0_progress = ((y * mb_cols + x * 4 + p32 + p16 + tile_progress)
 268           << 16) / cm->MBs;
 269     }
 270
 271     x->encode_breakout = cpi->segment_encode_breakout[mbmi->segment_id];
 272   } else {
 273     mbmi->segment_id = 0;
 274     x->encode_breakout = cpi->encode_breakout;
 275   }
 276 }
 277
 278 static void duplicate_mode_info_in_sb(VP9_COMMON * const cm,
 279                                      MACROBLOCKD *const xd,
 280                                      int mi_row,
 281                                      int mi_col,
 282                                      BLOCK_SIZE bsize) {
 283   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 284   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 285   const int mis = xd->mode_info_stride;
 286   int i, j;
 287   for (j = 0; j < block_height; ++j)
 288     for (i = 0; i < block_width; ++i) {
 289       if (mi_row + j < cm->mi_rows && mi_col + i < cm->mi_cols)
 290         xd->mi_8x8[j * mis + i] = xd->mi_8x8[0];
 291     }
 292 }
 293
 294 static void set_block_size(VP9_COMP * const cpi,
 295                            const TileInfo *const tile,
 296                            int mi_row, int mi_col,
 297                            BLOCK_SIZE bsize) {
 298   if (cpi->common.mi_cols > mi_col && cpi->common.mi_rows > mi_row) {
 299     MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
 300     set_modeinfo_offsets(&cpi->common, xd, mi_row, mi_col);
 301     xd->mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bsize;
 302     duplicate_mode_info_in_sb(&cpi->common, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 303   }
 304 }
 305
 306 typedef struct {
 307   int64_t sum_square_error;
 308   int64_t sum_error;
 309   int count;
 310   int variance;
 311 } var;
 312
 313 typedef struct {
 314   var none;
 315   var horz[2];
 316   var vert[2];
 317 } partition_variance;
 318
 319 typedef struct {
 320   partition_variance part_variances;
 321   var split[4];
 322 } v8x8;
 323
 324 typedef struct {
 325   partition_variance part_variances;
 326   v8x8 split[4];
 327 } v16x16;
 328
 329 typedef struct {
 330   partition_variance part_variances;
 331   v16x16 split[4];
 332 } v32x32;
 333
 334 typedef struct {
 335   partition_variance part_variances;
 336   v32x32 split[4];
 337 } v64x64;
 338
 339 typedef struct {
 340   partition_variance *part_variances;
 341   var *split[4];
 342 } variance_node;
 343
 344 typedef enum {
 345   V16X16,
 346   V32X32,
 347   V64X64,
 348 } TREE_LEVEL;
 349
 350 static void tree_to_node(void *data, BLOCK_SIZE bsize, variance_node *node) {
 351   int i;
 352   switch (bsize) {
 353     case BLOCK_64X64: {
 354       v64x64 *vt = (v64x64 *) data;
 355       node->part_variances = &vt->part_variances;
 356       for (i = 0; i < 4; i++)
 357         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 358       break;
 359     }
 360     case BLOCK_32X32: {
 361       v32x32 *vt = (v32x32 *) data;
 362       node->part_variances = &vt->part_variances;
 363       for (i = 0; i < 4; i++)
 364         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 365       break;
 366     }
 367     case BLOCK_16X16: {
 368       v16x16 *vt = (v16x16 *) data;
 369       node->part_variances = &vt->part_variances;
 370       for (i = 0; i < 4; i++)
 371         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 372       break;
 373     }
 374     case BLOCK_8X8: {
 375       v8x8 *vt = (v8x8 *) data;
 376       node->part_variances = &vt->part_variances;
 377       for (i = 0; i < 4; i++)
 378         node->split[i] = &vt->split[i];
 379       break;
 380     }
 381     default: {
 382       assert(0);
 383     }
 384   }
 385 }
 386
 387 // Set variance values given sum square error, sum error, count.
 388 static void fill_variance(int64_t s2, int64_t s, int c, var *v) {
 389   v->sum_square_error = s2;
 390   v->sum_error = s;
 391   v->count = c;
 392   if (c > 0)
 393     v->variance = (int)(256 *
 394                         (v->sum_square_error - v->sum_error * v->sum_error /
 395                          v->count) / v->count);
 396   else
 397     v->variance = 0;
 398 }
 399
 400 void sum_2_variances(const var *a, const var *b, var *r) {
 401   fill_variance(a->sum_square_error + b->sum_square_error,
 402                 a->sum_error + b->sum_error, a->count + b->count, r);
 403 }
 404
 405 static void fill_variance_tree(void *data, BLOCK_SIZE bsize) {
 406   variance_node node;
 407   tree_to_node(data, bsize, &node);
 408   sum_2_variances(node.split[0], node.split[1], &node.part_variances->horz[0]);
 409   sum_2_variances(node.split[2], node.split[3], &node.part_variances->horz[1]);
 410   sum_2_variances(node.split[0], node.split[2], &node.part_variances->vert[0]);
 411   sum_2_variances(node.split[1], node.split[3], &node.part_variances->vert[1]);
 412   sum_2_variances(&node.part_variances->vert[0], &node.part_variances->vert[1],
 413                   &node.part_variances->none);
 414 }
 415
 416 static int set_vt_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 417                                void *data,
 418                                const TileInfo *const tile,
 419                                BLOCK_SIZE bsize,
 420                                int mi_row,
 421                                int mi_col,
 422                                int mi_size) {
 423   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 424   variance_node vt;
 425   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 426   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 427   // TODO(debargha): Choose this more intelligently.
 428   const int64_t threshold_multiplier = 25;
 429   int64_t threshold = threshold_multiplier * cpi->common.base_qindex;
 430   assert(block_height == block_width);
 431
 432   tree_to_node(data, bsize, &vt);
 433
 434   // Split none is available only if we have more than half a block size
 435   // in width and height inside the visible image.
 436   if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 437       mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 438       vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 439     set_block_size(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
 440     return 1;
 441   }
 442
 443   // Vertical split is available on all but the bottom border.
 444   if (mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 445       vt.part_variances->vert[0].variance < threshold &&
 446       vt.part_variances->vert[1].variance < threshold) {
 447     BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
 448     set_block_size(cpi, tile, mi_row, mi_col, subsize);
 449     set_block_size(cpi, tile, mi_row, mi_col + block_width / 2, subsize);
 450     return 1;
 451   }
 452
 453   // Horizontal split is available on all but the right border.
 454   if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 455       vt.part_variances->horz[0].variance < threshold &&
 456       vt.part_variances->horz[1].variance < threshold) {
 457     BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
 458     set_block_size(cpi, tile, mi_row, mi_col, subsize);
 459     set_block_size(cpi, tile, mi_row + block_height / 2, mi_col, subsize);
 460     return 1;
 461   }
 462   return 0;
 463 }
 464
 465 // TODO(debargha): Fix this function and make it work as expected.
 466 static void choose_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 467                                 const TileInfo *const tile,
 468                                 int mi_row, int mi_col) {
 469   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 470   MACROBLOCK *x = &cpi->mb;
 471   MACROBLOCKD *xd = &cpi->mb.e_mbd;
 472
 473   int i, j, k;
 474   v64x64 vt;
 475   uint8_t *s;
 476   const uint8_t *d;
 477   int sp;
 478   int dp;
 479   int pixels_wide = 64, pixels_high = 64;
 480   int_mv nearest_mv, near_mv;
 481   const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 482   const struct scale_factors *const sf = &cm->frame_refs[LAST_FRAME - 1].sf;
 483
 484   vp9_zero(vt);
 485   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 486
 487   if (xd->mb_to_right_edge < 0)
 488     pixels_wide += (xd->mb_to_right_edge >> 3);
 489   if (xd->mb_to_bottom_edge < 0)
 490     pixels_high += (xd->mb_to_bottom_edge >> 3);
 491
 492   s = x->plane[0].src.buf;
 493   sp = x->plane[0].src.stride;
 494
 495   if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
 496     vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col, sf);
 497
 498     xd->mi_8x8[0]->mbmi.ref_frame[0] = LAST_FRAME;
 499     xd->mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = BLOCK_64X64;
 500     vp9_find_best_ref_mvs(xd, cm->allow_high_precision_mv,
 501                           xd->mi_8x8[0]->mbmi.ref_mvs[LAST_FRAME],
 502                           &nearest_mv, &near_mv);
 503
 504     xd->mi_8x8[0]->mbmi.mv[0] = nearest_mv;
 505     vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 506
 507     d = xd->plane[0].dst.buf;
 508     dp = xd->plane[0].dst.stride;
 509   } else {
 510     d = VP9_VAR_OFFS;
 511     dp = 0;
 512   }
 513
 514   // Fill in the entire tree of 8x8 variances for splits.
 515   for (i = 0; i < 4; i++) {
 516     const int x32_idx = ((i & 1) << 5);
 517     const int y32_idx = ((i >> 1) << 5);
 518     for (j = 0; j < 4; j++) {
 519       const int x16_idx = x32_idx + ((j & 1) << 4);
 520       const int y16_idx = y32_idx + ((j >> 1) << 4);
 521       v16x16 *vst = &vt.split[i].split[j];
 522       for (k = 0; k < 4; k++) {
 523         int x_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 524         int y_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 525         unsigned int sse = 0;
 526         int sum = 0;
 527         if (x_idx < pixels_wide && y_idx < pixels_high)
 528           vp9_get_sse_sum_8x8(s + y_idx * sp + x_idx, sp,
 529                               d + y_idx * dp + x_idx, dp, &sse, &sum);
 530         fill_variance(sse, sum, 64, &vst->split[k].part_variances.none);
 531       }
 532     }
 533   }
 534   // Fill the rest of the variance tree by summing split partition values.
 535   for (i = 0; i < 4; i++) {
 536     for (j = 0; j < 4; j++) {
 537       fill_variance_tree(&vt.split[i].split[j], BLOCK_16X16);
 538     }
 539     fill_variance_tree(&vt.split[i], BLOCK_32X32);
 540   }
 541   fill_variance_tree(&vt, BLOCK_64X64);
 542
 543   // Now go through the entire structure,  splitting every block size until
 544   // we get to one that's got a variance lower than our threshold,  or we
 545   // hit 8x8.
 546   if (!set_vt_partitioning(cpi, &vt, tile, BLOCK_64X64,
 547                            mi_row, mi_col, 8)) {
 548     for (i = 0; i < 4; ++i) {
 549       const int x32_idx = ((i & 1) << 2);
 550       const int y32_idx = ((i >> 1) << 2);
 551       if (!set_vt_partitioning(cpi, &vt.split[i], tile, BLOCK_32X32,
 552                                (mi_row + y32_idx), (mi_col + x32_idx), 4)) {
 553         for (j = 0; j < 4; ++j) {
 554           const int x16_idx = ((j & 1) << 1);
 555           const int y16_idx = ((j >> 1) << 1);
 556           // NOTE: This is a temporary hack to disable 8x8 partitions,
 557           // since it works really bad - possibly due to a bug
 558 #define DISABLE_8X8_VAR_BASED_PARTITION
 559 #ifdef DISABLE_8X8_VAR_BASED_PARTITION
 560           if (mi_row + y32_idx + y16_idx + 1 < cm->mi_rows &&
 561               mi_row + x32_idx + x16_idx + 1 < cm->mi_cols) {
 562             set_block_size(cpi, tile,
 563                            (mi_row + y32_idx + y16_idx),
 564                            (mi_col + x32_idx + x16_idx),
 565                            BLOCK_16X16);
 566           } else {
 567             for (k = 0; k < 4; ++k) {
 568               const int x8_idx = (k & 1);
 569               const int y8_idx = (k >> 1);
 570               set_block_size(cpi, tile,
 571                              (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
 572                              (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
 573                              BLOCK_8X8);
 574             }
 575           }
 576 #else
 577           if (!set_vt_partitioning(cpi, &vt.split[i].split[j], tile,
 578                                    BLOCK_16X16,
 579                                    (mi_row + y32_idx + y16_idx),
 580                                    (mi_col + x32_idx + x16_idx), 2)) {
 581             for (k = 0; k < 4; ++k) {
 582               const int x8_idx = (k & 1);
 583               const int y8_idx = (k >> 1);
 584               set_block_size(cpi, tile,
 585                              (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
 586                              (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
 587                              BLOCK_8X8);
 588             }
 589           }
 590 #endif
 591         }
 592       }
 593     }
 594   }
 595 }
 596
 597 // Original activity measure from Tim T's code.
 598 static unsigned int tt_activity_measure(MACROBLOCK *x) {
 599   unsigned int sse;
 600   // TODO: This could also be done over smaller areas (8x8), but that would
 601   // require extensive changes elsewhere, as lambda is assumed to be fixed
 602   // over an entire MB in most of the code.
 603   // Another option is to compute four 8x8 variances, and pick a single
 604   // lambda using a non-linear combination (e.g., the smallest, or second
 605   // smallest, etc.).
 606   const unsigned int act = vp9_variance16x16(x->plane[0].src.buf,
 607                                              x->plane[0].src.stride,
 608                                              VP9_VAR_OFFS, 0, &sse) << 4;
 609   // If the region is flat, lower the activity some more.
 610   return act < (8 << 12) ? MIN(act, 5 << 12) : act;
 611 }
 612
 613 // Stub for alternative experimental activity measures.
 614 static unsigned int alt_activity_measure(MACROBLOCK *x, int use_dc_pred) {
 615   return vp9_encode_intra(x, use_dc_pred);
 616 }
 617
 618 // Measure the activity of the current macroblock
 619 // What we measure here is TBD so abstracted to this function
 620 #define ALT_ACT_MEASURE 1
 621 static unsigned int mb_activity_measure(MACROBLOCK *x, int mb_row, int mb_col) {
 622   unsigned int mb_activity;
 623
 624   if (ALT_ACT_MEASURE) {
 625     const int use_dc_pred = (mb_col || mb_row) && (!mb_col || !mb_row);
 626
 627     // Or use and alternative.
 628     mb_activity = alt_activity_measure(x, use_dc_pred);
 629   } else {
 630     // Original activity measure from Tim T's code.
 631     mb_activity = tt_activity_measure(x);
 632   }
 633
 634   return MAX(mb_activity, ACTIVITY_AVG_MIN);
 635 }
 636
 637 // Calculate an "average" mb activity value for the frame
 638 #define ACT_MEDIAN 0
 639 static void calc_av_activity(VP9_COMP *cpi, int64_t activity_sum) {
 640 #if ACT_MEDIAN
 641   // Find median: Simple n^2 algorithm for experimentation
 642   {
 643     unsigned int median;
 644     unsigned int i, j;
 645     unsigned int *sortlist;
 646     unsigned int tmp;
 647
 648     // Create a list to sort to
 649     CHECK_MEM_ERROR(&cpi->common, sortlist, vpx_calloc(sizeof(unsigned int),
 650                     cpi->common.MBs));
 651
 652     // Copy map to sort list
 653     vpx_memcpy(sortlist, cpi->mb_activity_map,
 654         sizeof(unsigned int) * cpi->common.MBs);
 655
 656     // Ripple each value down to its correct position
 657     for (i = 1; i < cpi->common.MBs; i ++) {
 658       for (j = i; j > 0; j --) {
 659         if (sortlist[j] < sortlist[j - 1]) {
 660           // Swap values
 661           tmp = sortlist[j - 1];
 662           sortlist[j - 1] = sortlist[j];
 663           sortlist[j] = tmp;
 664         } else {
 665           break;
 666         }
 667       }
 668     }
 669
 670     // Even number MBs so estimate median as mean of two either side.
 671     median = (1 + sortlist[cpi->common.MBs >> 1] +
 672         sortlist[(cpi->common.MBs >> 1) + 1]) >> 1;
 673
 674     cpi->activity_avg = median;
 675
 676     vpx_free(sortlist);
 677   }
 678 #else
 679   // Simple mean for now
 680   cpi->activity_avg = (unsigned int) (activity_sum / cpi->common.MBs);
 681 #endif  // ACT_MEDIAN
 682
 683   if (cpi->activity_avg < ACTIVITY_AVG_MIN)
 684     cpi->activity_avg = ACTIVITY_AVG_MIN;
 685
 686   // Experimental code: return fixed value normalized for several clips
 687   if (ALT_ACT_MEASURE)
 688     cpi->activity_avg = 100000;
 689 }
 690
 691 #define USE_ACT_INDEX   0
 692 #define OUTPUT_NORM_ACT_STATS   0
 693
 694 #if USE_ACT_INDEX
 695 // Calculate an activity index for each mb
 696 static void calc_activity_index(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x) {
 697   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 698   int mb_row, mb_col;
 699
 700   int64_t act;
 701   int64_t a;
 702   int64_t b;
 703
 704 #if OUTPUT_NORM_ACT_STATS
 705   FILE *f = fopen("norm_act.stt", "a");
 706   fprintf(f, "\n%12d\n", cpi->activity_avg);
 707 #endif
 708
 709   // Reset pointers to start of activity map
 710   x->mb_activity_ptr = cpi->mb_activity_map;
 711
 712   // Calculate normalized mb activity number.
 713   for (mb_row = 0; mb_row < cm->mb_rows; mb_row++) {
 714     // for each macroblock col in image
 715     for (mb_col = 0; mb_col < cm->mb_cols; mb_col++) {
 716       // Read activity from the map
 717       act = *(x->mb_activity_ptr);
 718
 719       // Calculate a normalized activity number
 720       a = act + 4 * cpi->activity_avg;
 721       b = 4 * act + cpi->activity_avg;
 722
 723       if (b >= a)
 724       *(x->activity_ptr) = (int)((b + (a >> 1)) / a) - 1;
 725       else
 726       *(x->activity_ptr) = 1 - (int)((a + (b >> 1)) / b);
 727
 728 #if OUTPUT_NORM_ACT_STATS
 729       fprintf(f, " %6d", *(x->mb_activity_ptr));
 730 #endif
 731       // Increment activity map pointers
 732       x->mb_activity_ptr++;
 733     }
 734
 735 #if OUTPUT_NORM_ACT_STATS
 736     fprintf(f, "\n");
 737 #endif
 738   }
 739
 740 #if OUTPUT_NORM_ACT_STATS
 741   fclose(f);
 742 #endif
 743 }
 744 #endif  // USE_ACT_INDEX
 745
 746 // Loop through all MBs. Note activity of each, average activity and
 747 // calculate a normalized activity for each
 748 static void build_activity_map(VP9_COMP *cpi) {
 749   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 750   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
 751   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 752
 753 #if ALT_ACT_MEASURE
 754   YV12_BUFFER_CONFIG *new_yv12 = get_frame_new_buffer(cm);
 755   int recon_yoffset;
 756   int recon_y_stride = new_yv12->y_stride;
 757 #endif
 758
 759   int mb_row, mb_col;
 760   unsigned int mb_activity;
 761   int64_t activity_sum = 0;
 762
 763   x->mb_activity_ptr = cpi->mb_activity_map;
 764
 765   // for each macroblock row in image
 766   for (mb_row = 0; mb_row < cm->mb_rows; mb_row++) {
 767 #if ALT_ACT_MEASURE
 768     // reset above block coeffs
 769     xd->up_available = (mb_row != 0);
 770     recon_yoffset = (mb_row * recon_y_stride * 16);
 771 #endif
 772     // for each macroblock col in image
 773     for (mb_col = 0; mb_col < cm->mb_cols; mb_col++) {
 774 #if ALT_ACT_MEASURE
 775       xd->plane[0].dst.buf = new_yv12->y_buffer + recon_yoffset;
 776       xd->left_available = (mb_col != 0);
 777       recon_yoffset += 16;
 778 #endif
 779
 780       // measure activity
 781       mb_activity = mb_activity_measure(x, mb_row, mb_col);
 782
 783       // Keep frame sum
 784       activity_sum += mb_activity;
 785
 786       // Store MB level activity details.
 787       *x->mb_activity_ptr = mb_activity;
 788
 789       // Increment activity map pointer
 790       x->mb_activity_ptr++;
 791
 792       // adjust to the next column of source macroblocks
 793       x->plane[0].src.buf += 16;
 794     }
 795
 796     // adjust to the next row of mbs
 797     x->plane[0].src.buf += 16 * x->plane[0].src.stride - 16 * cm->mb_cols;
 798   }
 799
 800   // Calculate an "average" MB activity
 801   calc_av_activity(cpi, activity_sum);
 802
 803 #if USE_ACT_INDEX
 804   // Calculate an activity index number of each mb
 805   calc_activity_index(cpi, x);
 806 #endif
 807 }
 808
 809 // Macroblock activity masking
 810 static void activity_masking(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x) {
 811 #if USE_ACT_INDEX
 812   x->rdmult += *(x->mb_activity_ptr) * (x->rdmult >> 2);
 813   x->errorperbit = x->rdmult * 100 / (110 * x->rddiv);
 814   x->errorperbit += (x->errorperbit == 0);
 815 #else
 816   const int64_t act = *(x->mb_activity_ptr);
 817
 818   // Apply the masking to the RD multiplier.
 819   const int64_t a = act + (2 * cpi->activity_avg);
 820   const int64_t b = (2 * act) + cpi->activity_avg;
 821
 822   x->rdmult = (unsigned int) (((int64_t) x->rdmult * b + (a >> 1)) / a);
 823   x->errorperbit = x->rdmult * 100 / (110 * x->rddiv);
 824   x->errorperbit += (x->errorperbit == 0);
 825 #endif
 826
 827   // Activity based Zbin adjustment
 828   adjust_act_zbin(cpi, x);
 829 }
 830
 831 // Select a segment for the current SB64
 832 static void select_in_frame_q_segment(VP9_COMP *cpi,
 833                                       int mi_row, int mi_col,
 834                                       int output_enabled, int projected_rate) {
 835   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 836
 837   const int mi_offset = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
 838   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64];
 839   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_64X64];
 840   const int xmis = MIN(cm->mi_cols - mi_col, bw);
 841   const int ymis = MIN(cm->mi_rows - mi_row, bh);
 842   int complexity_metric = 64;
 843   int x, y;
 844
 845   unsigned char segment;
 846
 847   if (!output_enabled) {
 848     segment = 0;
 849   } else {
 850     // Rate depends on fraction of a SB64 in frame (xmis * ymis / bw * bh).
 851     // It is converted to bits * 256 units
 852     const int target_rate = (cpi->rc.sb64_target_rate * xmis * ymis * 256) /
 853                             (bw * bh);
 854
 855     if (projected_rate < (target_rate / 4)) {
 856       segment = 1;
 857     } else {
 858       segment = 0;
 859     }
 860
 861     if (target_rate > 0) {
 862       complexity_metric =
 863         clamp((int)((projected_rate * 64) / target_rate), 16, 255);
 864     }
 865   }
 866
 867   // Fill in the entires in the segment map corresponding to this SB64
 868   for (y = 0; y < ymis; y++) {
 869     for (x = 0; x < xmis; x++) {
 870       cpi->segmentation_map[mi_offset + y * cm->mi_cols + x] = segment;
 871       cpi->complexity_map[mi_offset + y * cm->mi_cols + x] =
 872         (unsigned char)complexity_metric;
 873     }
 874   }
 875 }
 876
 877 static void update_state(VP9_COMP *cpi, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
 878                          int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
 879                          int output_enabled) {
 880   int i, x_idx, y;
 881   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 882   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 883   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 884   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
 885   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
 886   MODE_INFO *mi = &ctx->mic;
 887   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi_8x8[0]->mbmi;
 888   MODE_INFO *mi_addr = xd->mi_8x8[0];
 889   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 890
 891   const int mis = cm->mode_info_stride;
 892   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 893   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 894   int max_plane;
 895
 896   assert(mi->mbmi.sb_type == bsize);
 897
 898   *mi_addr = *mi;
 899
 900   // For in frame adaptive Q, check for reseting the segment_id and updating
 901   // the cyclic refresh map.
 902   if ((cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) && seg->enabled &&
 903       output_enabled) {
 904     vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, &xd->mi_8x8[0]->mbmi,
 905                                       mi_row, mi_col, bsize, 1);
 906     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 907   }
 908
 909   max_plane = is_inter_block(mbmi) ? MAX_MB_PLANE : 1;
 910   for (i = 0; i < max_plane; ++i) {
 911     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][1];
 912     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][1];
 913     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][1];
 914     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][1];
 915   }
 916
 917   for (i = max_plane; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
 918     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][2];
 919     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][2];
 920     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][2];
 921     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][2];
 922   }
 923
 924   // Restore the coding context of the MB to that that was in place
 925   // when the mode was picked for it
 926   for (y = 0; y < mi_height; y++)
 927     for (x_idx = 0; x_idx < mi_width; x_idx++)
 928       if ((xd->mb_to_right_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_width > x_idx
 929         && (xd->mb_to_bottom_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_height > y) {
 930         xd->mi_8x8[x_idx + y * mis] = mi_addr;
 931       }
 932
 933   if (cpi->oxcf.aq_mode)
 934     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 935
 936   // FIXME(rbultje) I'm pretty sure this should go to the end of this block
 937   // (i.e. after the output_enabled)
 938   if (bsize < BLOCK_32X32) {
 939     if (bsize < BLOCK_16X16)
 940       ctx->tx_rd_diff[ALLOW_16X16] = ctx->tx_rd_diff[ALLOW_8X8];
 941     ctx->tx_rd_diff[ALLOW_32X32] = ctx->tx_rd_diff[ALLOW_16X16];
 942   }
 943
 944   if (is_inter_block(mbmi) && mbmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
 945     mbmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
 946     mbmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
 947   }
 948
 949   x->skip = ctx->skip;
 950   vpx_memcpy(x->zcoeff_blk[mbmi->tx_size], ctx->zcoeff_blk,
 951              sizeof(uint8_t) * ctx->num_4x4_blk);
 952
 953   if (!output_enabled)
 954     return;
 955
 956   if (!vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
 957     for (i = 0; i < TX_MODES; i++)
 958       cpi->rd_tx_select_diff[i] += ctx->tx_rd_diff[i];
 959   }
 960
 961 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
 962   if (frame_is_intra_only(cm)) {
 963     static const int kf_mode_index[] = {
 964       THR_DC        /*DC_PRED*/,
 965       THR_V_PRED    /*V_PRED*/,
 966       THR_H_PRED    /*H_PRED*/,
 967       THR_D45_PRED  /*D45_PRED*/,
 968       THR_D135_PRED /*D135_PRED*/,
 969       THR_D117_PRED /*D117_PRED*/,
 970       THR_D153_PRED /*D153_PRED*/,
 971       THR_D207_PRED /*D207_PRED*/,
 972       THR_D63_PRED  /*D63_PRED*/,
 973       THR_TM        /*TM_PRED*/,
 974     };
 975     ++cpi->mode_chosen_counts[kf_mode_index[mbmi->mode]];
 976   } else {
 977     // Note how often each mode chosen as best
 978     ++cpi->mode_chosen_counts[ctx->best_mode_index];
 979   }
 980 #endif
 981   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
 982     if (is_inter_block(mbmi)) {
 983       vp9_update_mv_count(cm, xd);
 984
 985       if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
 986         const int ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
 987         ++cm->counts.switchable_interp[ctx][mbmi->interp_filter];
 988       }
 989     }
 990
 991     cpi->rd_comp_pred_diff[SINGLE_REFERENCE] += ctx->single_pred_diff;
 992     cpi->rd_comp_pred_diff[COMPOUND_REFERENCE] += ctx->comp_pred_diff;
 993     cpi->rd_comp_pred_diff[REFERENCE_MODE_SELECT] += ctx->hybrid_pred_diff;
 994
 995     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
 996       cpi->rd_filter_diff[i] += ctx->best_filter_diff[i];
 997   }
 998 }
 999
1000 void vp9_setup_src_planes(MACROBLOCK *x, const YV12_BUFFER_CONFIG *src,
1001                           int mi_row, int mi_col) {
1002   uint8_t *const buffers[4] = {src->y_buffer, src->u_buffer, src->v_buffer,
1003                                src->alpha_buffer};
1004   const int strides[4] = {src->y_stride, src->uv_stride, src->uv_stride,
1005                           src->alpha_stride};
1006   int i;
1007
1008   // Set current frame pointer.
1009   x->e_mbd.cur_buf = src;
1010
1011   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; i++)
1012     setup_pred_plane(&x->plane[i].src, buffers[i], strides[i], mi_row, mi_col,
1013                      NULL, x->e_mbd.plane[i].subsampling_x,
1014                      x->e_mbd.plane[i].subsampling_y);
1015 }
1016
1017 static void rd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1018                              int mi_row, int mi_col,
1019                              int *totalrate, int64_t *totaldist,
1020                              BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1021                              int64_t best_rd) {
1022   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1023   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1024   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1025   MB_MODE_INFO *mbmi;
1026   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
1027   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
1028   const AQ_MODE aq_mode = cpi->oxcf.aq_mode;
1029   int i, orig_rdmult;
1030   double rdmult_ratio;
1031
1032   vp9_clear_system_state();
1033   rdmult_ratio = 1.0;  // avoid uninitialized warnings
1034
1035   // Use the lower precision, but faster, 32x32 fdct for mode selection.
1036   x->use_lp32x32fdct = 1;
1037
1038   if (bsize < BLOCK_8X8) {
1039     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
1040     // there is nothing to be done.
1041     if (x->ab_index != 0) {
1042       *totalrate = 0;
1043       *totaldist = 0;
1044       return;
1045     }
1046   }
1047
1048   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
1049   mbmi = &xd->mi_8x8[0]->mbmi;
1050   mbmi->sb_type = bsize;
1051
1052   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1053     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
1054     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
1055     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
1056     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
1057   }
1058   ctx->is_coded = 0;
1059   x->skip_recode = 0;
1060
1061   // Set to zero to make sure we do not use the previous encoded frame stats
1062   mbmi->skip = 0;
1063
1064   x->source_variance = get_sby_perpixel_variance(cpi, x, bsize);
1065
1066   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
1067     const int energy = bsize <= BLOCK_16X16 ? x->mb_energy
1068                                             : vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1069
1070     if (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
1071         cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1072         (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
1073       mbmi->segment_id = vp9_vaq_segment_id(energy);
1074     } else {
1075       const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1076                                                     : cm->last_frame_seg_map;
1077       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1078     }
1079
1080     rdmult_ratio = vp9_vaq_rdmult_ratio(energy);
1081     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1082   }
1083
1084   // Save rdmult before it might be changed, so it can be restored later.
1085   orig_rdmult = x->rdmult;
1086   if (cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM)
1087     activity_masking(cpi, x);
1088
1089   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
1090     vp9_clear_system_state();
1091     x->rdmult = (int)round(x->rdmult * rdmult_ratio);
1092   } else if (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
1093     const int mi_offset = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
1094     unsigned char complexity = cpi->complexity_map[mi_offset];
1095     const int is_edge = (mi_row <= 1) || (mi_row >= (cm->mi_rows - 2)) ||
1096                         (mi_col <= 1) || (mi_col >= (cm->mi_cols - 2));
1097     if (!is_edge && (complexity > 128))
1098       x->rdmult += ((x->rdmult * (complexity - 128)) / 256);
1099   } else if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1100     const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1101         : cm->last_frame_seg_map;
1102     // If segment 1, use rdmult for that segment.
1103     if (vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col))
1104       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
1105   }
1106
1107   // Find best coding mode & reconstruct the MB so it is available
1108   // as a predictor for MBs that follow in the SB
1109   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1110     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, totalrate, totaldist, bsize, ctx,
1111                               best_rd);
1112   } else {
1113     if (bsize >= BLOCK_8X8)
1114       vp9_rd_pick_inter_mode_sb(cpi, x, tile, mi_row, mi_col,
1115                                 totalrate, totaldist, bsize, ctx, best_rd);
1116     else
1117       vp9_rd_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, x, tile, mi_row, mi_col, totalrate,
1118                                     totaldist, bsize, ctx, best_rd);
1119   }
1120
1121   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
1122     x->rdmult = orig_rdmult;
1123     if (*totalrate != INT_MAX) {
1124       vp9_clear_system_state();
1125       *totalrate = (int)round(*totalrate * rdmult_ratio);
1126     }
1127   } else if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) ||
1128       (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)) {
1129     x->rdmult = orig_rdmult;
1130   }
1131 }
1132
1133 static void update_stats(VP9_COMP *cpi) {
1134   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1135   const MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1136   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1137   const MODE_INFO *const mi = xd->mi_8x8[0];
1138   const MB_MODE_INFO *const mbmi = &mi->mbmi;
1139
1140   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1141     const int seg_ref_active = vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id,
1142                                                      SEG_LVL_REF_FRAME);
1143     if (!seg_ref_active) {
1144       FRAME_COUNTS *const counts = &cm->counts;
1145       const int inter_block = is_inter_block(mbmi);
1146
1147       counts->intra_inter[vp9_get_intra_inter_context(xd)][inter_block]++;
1148
1149       // If the segment reference feature is enabled we have only a single
1150       // reference frame allowed for the segment so exclude it from
1151       // the reference frame counts used to work out probabilities.
1152       if (inter_block) {
1153         const MV_REFERENCE_FRAME ref0 = mbmi->ref_frame[0];
1154
1155         if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT)
1156           counts->comp_inter[vp9_get_reference_mode_context(cm, xd)]
1157                             [has_second_ref(mbmi)]++;
1158
1159         if (has_second_ref(mbmi)) {
1160           counts->comp_ref[vp9_get_pred_context_comp_ref_p(cm, xd)]
1161                           [ref0 == GOLDEN_FRAME]++;
1162         } else {
1163           counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p1(xd)][0]
1164                             [ref0 != LAST_FRAME]++;
1165           if (ref0 != LAST_FRAME)
1166             counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p2(xd)][1]
1167                               [ref0 != GOLDEN_FRAME]++;
1168         }
1169       }
1170     }
1171   }
1172 }
1173
1174 static BLOCK_SIZE *get_sb_partitioning(MACROBLOCK *x, BLOCK_SIZE bsize) {
1175   switch (bsize) {
1176     case BLOCK_64X64:
1177       return &x->sb64_partitioning;
1178     case BLOCK_32X32:
1179       return &x->sb_partitioning[x->sb_index];
1180     case BLOCK_16X16:
1181       return &x->mb_partitioning[x->sb_index][x->mb_index];
1182     case BLOCK_8X8:
1183       return &x->b_partitioning[x->sb_index][x->mb_index][x->b_index];
1184     default:
1185       assert(0);
1186       return NULL;
1187   }
1188 }
1189
1190 static void restore_context(VP9_COMP *cpi, int mi_row, int mi_col,
1191                             ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1192                             ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1193                             PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1194                             BLOCK_SIZE bsize) {
1195   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1196   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1197   int p;
1198   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1199   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1200   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1201   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1202   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; p++) {
1203     vpx_memcpy(
1204         xd->above_context[p] + ((mi_col * 2) >> xd->plane[p].subsampling_x),
1205         a + num_4x4_blocks_wide * p,
1206         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1207         xd->plane[p].subsampling_x);
1208     vpx_memcpy(
1209         xd->left_context[p]
1210             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1211         l + num_4x4_blocks_high * p,
1212         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1213         xd->plane[p].subsampling_y);
1214   }
1215   vpx_memcpy(xd->above_seg_context + mi_col, sa,
1216              sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1217   vpx_memcpy(xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK), sl,
1218              sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1219 }
1220 static void save_context(VP9_COMP *cpi, int mi_row, int mi_col,
1221                          ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1222                          ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1223                          PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1224                          BLOCK_SIZE bsize) {
1225   const MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1226   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1227   int p;
1228   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1229   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1230   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1231   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1232
1233   // buffer the above/left context information of the block in search.
1234   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; ++p) {
1235     vpx_memcpy(
1236         a + num_4x4_blocks_wide * p,
1237         xd->above_context[p] + (mi_col * 2 >> xd->plane[p].subsampling_x),
1238         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1239         xd->plane[p].subsampling_x);
1240     vpx_memcpy(
1241         l + num_4x4_blocks_high * p,
1242         xd->left_context[p]
1243             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1244         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1245         xd->plane[p].subsampling_y);
1246   }
1247   vpx_memcpy(sa, xd->above_seg_context + mi_col,
1248              sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1249   vpx_memcpy(sl, xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK),
1250              sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1251 }
1252
1253 static void encode_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1254                      TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1255                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize) {
1256   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1257
1258   if (bsize < BLOCK_8X8) {
1259     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
1260     // there is nothing to be done.
1261     if (x->ab_index > 0)
1262       return;
1263   }
1264   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
1265   update_state(cpi, get_block_context(x, bsize), mi_row, mi_col, bsize,
1266                output_enabled);
1267   encode_superblock(cpi, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize);
1268
1269   if (output_enabled) {
1270     update_stats(cpi);
1271
1272     (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1273     (*tp)++;
1274   }
1275 }
1276
1277 static void encode_sb(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1278                       TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1279                       int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize) {
1280   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1281   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1282   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1283
1284   const int bsl = b_width_log2(bsize), hbs = (1 << bsl) / 4;
1285   int ctx;
1286   PARTITION_TYPE partition;
1287   BLOCK_SIZE subsize;
1288
1289   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1290     return;
1291
1292   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1293     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1294     subsize = *get_sb_partitioning(x, bsize);
1295   } else {
1296     ctx = 0;
1297     subsize = BLOCK_4X4;
1298   }
1299
1300   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1301
1302   switch (partition) {
1303     case PARTITION_NONE:
1304       if (output_enabled && bsize >= BLOCK_8X8)
1305         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_NONE]++;
1306       encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1307       break;
1308     case PARTITION_VERT:
1309       if (output_enabled)
1310         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_VERT]++;
1311       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1312       encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1313       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
1314         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1315         encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled, subsize);
1316       }
1317       break;
1318     case PARTITION_HORZ:
1319       if (output_enabled)
1320         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_HORZ]++;
1321       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1322       encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1323       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
1324         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1325         encode_b(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled, subsize);
1326       }
1327       break;
1328     case PARTITION_SPLIT:
1329       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1330       if (output_enabled)
1331         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_SPLIT]++;
1332
1333       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1334       encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1335       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1336       encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled, subsize);
1337       *get_sb_index(x, subsize) = 2;
1338       encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled, subsize);
1339       *get_sb_index(x, subsize) = 3;
1340       encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
1341                 subsize);
1342       break;
1343     default:
1344       assert("Invalid partition type.");
1345   }
1346
1347   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1348     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1349 }
1350
1351 // Check to see if the given partition size is allowed for a specified number
1352 // of 8x8 block rows and columns remaining in the image.
1353 // If not then return the largest allowed partition size
1354 static BLOCK_SIZE find_partition_size(BLOCK_SIZE bsize,
1355                                       int rows_left, int cols_left,
1356                                       int *bh, int *bw) {
1357   if (rows_left <= 0 || cols_left <= 0) {
1358     return MIN(bsize, BLOCK_8X8);
1359   } else {
1360     for (; bsize > 0; bsize -= 3) {
1361       *bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1362       *bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1363       if ((*bh <= rows_left) && (*bw <= cols_left)) {
1364         break;
1365       }
1366     }
1367   }
1368   return bsize;
1369 }
1370
1371 // This function attempts to set all mode info entries in a given SB64
1372 // to the same block partition size.
1373 // However, at the bottom and right borders of the image the requested size
1374 // may not be allowed in which case this code attempts to choose the largest
1375 // allowable partition.
1376 static void set_fixed_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1377                                    MODE_INFO **mi_8x8, int mi_row, int mi_col,
1378                                    BLOCK_SIZE bsize) {
1379   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1380   const int mis = cm->mode_info_stride;
1381   int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1382   int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1383   int block_row, block_col;
1384   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1385   int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1386   int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1387
1388   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1389
1390   // Apply the requested partition size to the SB64 if it is all "in image"
1391   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1392       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1393     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
1394       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
1395         int index = block_row * mis + block_col;
1396         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1397         mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = bsize;
1398       }
1399     }
1400   } else {
1401     // Else this is a partial SB64.
1402     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
1403       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
1404         int index = block_row * mis + block_col;
1405         // Find a partition size that fits
1406         bsize = find_partition_size(bsize,
1407                                     (row8x8_remaining - block_row),
1408                                     (col8x8_remaining - block_col), &bh, &bw);
1409         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1410         mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = bsize;
1411       }
1412     }
1413   }
1414 }
1415
1416 static void copy_partitioning(VP9_COMMON *cm, MODE_INFO **mi_8x8,
1417                               MODE_INFO **prev_mi_8x8) {
1418   const int mis = cm->mode_info_stride;
1419   int block_row, block_col;
1420
1421   for (block_row = 0; block_row < 8; ++block_row) {
1422     for (block_col = 0; block_col < 8; ++block_col) {
1423       MODE_INFO *const prev_mi = prev_mi_8x8[block_row * mis + block_col];
1424       const BLOCK_SIZE sb_type = prev_mi ? prev_mi->mbmi.sb_type : 0;
1425       if (prev_mi) {
1426         const ptrdiff_t offset = prev_mi - cm->prev_mi;
1427         mi_8x8[block_row * mis + block_col] = cm->mi + offset;
1428         mi_8x8[block_row * mis + block_col]->mbmi.sb_type = sb_type;
1429       }
1430     }
1431   }
1432 }
1433
1434 static int sb_has_motion(const VP9_COMMON *cm, MODE_INFO **prev_mi_8x8) {
1435   const int mis = cm->mode_info_stride;
1436   int block_row, block_col;
1437
1438   if (cm->prev_mi) {
1439     for (block_row = 0; block_row < 8; ++block_row) {
1440       for (block_col = 0; block_col < 8; ++block_col) {
1441         const MODE_INFO *prev_mi = prev_mi_8x8[block_row * mis + block_col];
1442         if (prev_mi) {
1443           if (abs(prev_mi->mbmi.mv[0].as_mv.row) >= 8 ||
1444               abs(prev_mi->mbmi.mv[0].as_mv.col) >= 8)
1445             return 1;
1446         }
1447       }
1448     }
1449   }
1450   return 0;
1451 }
1452
1453 static void update_state_rt(VP9_COMP *cpi, const PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1454                             int mi_row, int mi_col, int bsize) {
1455   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1456   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1457   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1458   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi_8x8[0]->mbmi;
1459   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
1460
1461   // TODO(jingning) We might need PICK_MODE_CONTEXT to buffer coding modes
1462   // associated with variable block sizes. Otherwise, remove this ctx
1463   // from argument list.
1464   (void)ctx;
1465
1466   *(xd->mi_8x8[0]) = ctx->mic;
1467
1468   // Check for reseting segment_id and update cyclic map.
1469   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && seg->enabled) {
1470     vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, &xd->mi_8x8[0]->mbmi,
1471                                       mi_row, mi_col, bsize, 1);
1472     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1473   }
1474
1475   if (is_inter_block(mbmi)) {
1476     vp9_update_mv_count(cm, xd);
1477
1478     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1479       const int pred_ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
1480       ++cm->counts.switchable_interp[pred_ctx][mbmi->interp_filter];
1481     }
1482   }
1483 }
1484
1485 static void encode_b_rt(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1486                         TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1487                         int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize) {
1488   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1489
1490   if (bsize < BLOCK_8X8) {
1491     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
1492     // there is nothing to be done.
1493     if (x->ab_index > 0)
1494       return;
1495   }
1496   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
1497   update_state_rt(cpi, get_block_context(x, bsize), mi_row, mi_col, bsize);
1498
1499   encode_superblock(cpi, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize);
1500   update_stats(cpi);
1501
1502   (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1503   (*tp)++;
1504 }
1505
1506 static void encode_sb_rt(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1507                          TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1508                          int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize) {
1509   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1510   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1511   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1512
1513   const int bsl = b_width_log2(bsize), hbs = (1 << bsl) / 4;
1514   int ctx;
1515   PARTITION_TYPE partition;
1516   BLOCK_SIZE subsize;
1517
1518   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1519     return;
1520
1521   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1522     MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
1523     const int idx_str = xd->mode_info_stride * mi_row + mi_col;
1524     MODE_INFO ** mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
1525     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1526     subsize = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type;
1527   } else {
1528     ctx = 0;
1529     subsize = BLOCK_4X4;
1530   }
1531
1532   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1533
1534   switch (partition) {
1535     case PARTITION_NONE:
1536       if (output_enabled && bsize >= BLOCK_8X8)
1537         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_NONE]++;
1538       encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1539       break;
1540     case PARTITION_VERT:
1541       if (output_enabled)
1542         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_VERT]++;
1543       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1544       encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1545       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
1546         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1547         encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1548                     subsize);
1549       }
1550       break;
1551     case PARTITION_HORZ:
1552       if (output_enabled)
1553         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_HORZ]++;
1554       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1555       encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1556       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
1557         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1558         encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1559                     subsize);
1560       }
1561       break;
1562     case PARTITION_SPLIT:
1563       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1564       if (output_enabled)
1565         cm->counts.partition[ctx][PARTITION_SPLIT]++;
1566
1567       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1568       encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize);
1569       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1570       encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1571                    subsize);
1572       *get_sb_index(x, subsize) = 2;
1573       encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1574                    subsize);
1575       *get_sb_index(x, subsize) = 3;
1576       encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
1577                    subsize);
1578       break;
1579     default:
1580       assert("Invalid partition type.");
1581   }
1582
1583   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1584     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1585 }
1586
1587 static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
1588                              const TileInfo *const tile,
1589                              MODE_INFO **mi_8x8,
1590                              TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1591                              BLOCK_SIZE bsize, int *rate, int64_t *dist,
1592                              int do_recon) {
1593   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1594   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1595   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1596   const int mis = cm->mode_info_stride;
1597   const int bsl = b_width_log2(bsize);
1598   const int mi_step = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
1599   const int bss = (1 << bsl) / 4;
1600   int i, pl;
1601   PARTITION_TYPE partition = PARTITION_NONE;
1602   BLOCK_SIZE subsize;
1603   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
1604   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
1605   int last_part_rate = INT_MAX;
1606   int64_t last_part_dist = INT64_MAX;
1607   int64_t last_part_rd = INT64_MAX;
1608   int none_rate = INT_MAX;
1609   int64_t none_dist = INT64_MAX;
1610   int64_t none_rd = INT64_MAX;
1611   int chosen_rate = INT_MAX;
1612   int64_t chosen_dist = INT64_MAX;
1613   int64_t chosen_rd = INT64_MAX;
1614   BLOCK_SIZE sub_subsize = BLOCK_4X4;
1615   int splits_below = 0;
1616   BLOCK_SIZE bs_type = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type;
1617   int do_partition_search = 1;
1618
1619   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1620     return;
1621
1622   assert(num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] ==
1623          num_4x4_blocks_high_lookup[bsize]);
1624
1625   partition = partition_lookup[bsl][bs_type];
1626   subsize = get_subsize(bsize, partition);
1627
1628   if (bsize < BLOCK_8X8) {
1629     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
1630     // there is nothing to be done.
1631     if (x->ab_index != 0) {
1632       *rate = 0;
1633       *dist = 0;
1634       return;
1635     }
1636   } else {
1637     *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
1638   }
1639   save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1640
1641   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
1642   if (bsize == BLOCK_16X16) {
1643     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1644   }
1645
1646   if (!x->in_active_map) {
1647     do_partition_search = 0;
1648     if (mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
1649         mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1650       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
1651       bs_type = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bsize;
1652       subsize = bsize;
1653       partition = PARTITION_NONE;
1654     }
1655   }
1656   if (do_partition_search &&
1657       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
1658       cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame) {
1659     // Check if any of the sub blocks are further split.
1660     if (partition == PARTITION_SPLIT && subsize > BLOCK_8X8) {
1661       sub_subsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
1662       splits_below = 1;
1663       for (i = 0; i < 4; i++) {
1664         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1665         MODE_INFO * this_mi = mi_8x8[jj * bss * mis + ii * bss];
1666         if (this_mi && this_mi->mbmi.sb_type >= sub_subsize) {
1667           splits_below = 0;
1668         }
1669       }
1670     }
1671
1672     // If partition is not none try none unless each of the 4 splits are split
1673     // even further..
1674     if (partition != PARTITION_NONE && !splits_below &&
1675         mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
1676         mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1677       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
1678       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &none_rate, &none_dist, bsize,
1679                        get_block_context(x, bsize), INT64_MAX);
1680
1681       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1682
1683       if (none_rate < INT_MAX) {
1684         none_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
1685         none_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, none_rate, none_dist);
1686       }
1687
1688       restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1689       mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bs_type;
1690       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
1691     }
1692   }
1693
1694   switch (partition) {
1695     case PARTITION_NONE:
1696       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate,
1697                        &last_part_dist, bsize,
1698                        get_block_context(x, bsize), INT64_MAX);
1699       break;
1700     case PARTITION_HORZ:
1701       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1702       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate,
1703                        &last_part_dist, subsize,
1704                        get_block_context(x, subsize), INT64_MAX);
1705       if (last_part_rate != INT_MAX &&
1706           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows) {
1707         int rt = 0;
1708         int64_t dt = 0;
1709         update_state(cpi, get_block_context(x, subsize), mi_row, mi_col,
1710                      subsize, 0);
1711         encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize);
1712         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1713         rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + (mi_step >> 1), mi_col, &rt, &dt,
1714                          subsize, get_block_context(x, subsize), INT64_MAX);
1715         if (rt == INT_MAX || dt == INT64_MAX) {
1716           last_part_rate = INT_MAX;
1717           last_part_dist = INT64_MAX;
1718           break;
1719         }
1720
1721         last_part_rate += rt;
1722         last_part_dist += dt;
1723       }
1724       break;
1725     case PARTITION_VERT:
1726       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
1727       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rate,
1728                        &last_part_dist, subsize,
1729                        get_block_context(x, subsize), INT64_MAX);
1730       if (last_part_rate != INT_MAX &&
1731           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1732         int rt = 0;
1733         int64_t dt = 0;
1734         update_state(cpi, get_block_context(x, subsize), mi_row, mi_col,
1735                      subsize, 0);
1736         encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize);
1737         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
1738         rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + (mi_step >> 1), &rt, &dt,
1739                          subsize, get_block_context(x, subsize), INT64_MAX);
1740         if (rt == INT_MAX || dt == INT64_MAX) {
1741           last_part_rate = INT_MAX;
1742           last_part_dist = INT64_MAX;
1743           break;
1744         }
1745         last_part_rate += rt;
1746         last_part_dist += dt;
1747       }
1748       break;
1749     case PARTITION_SPLIT:
1750       // Split partition.
1751       last_part_rate = 0;
1752       last_part_dist = 0;
1753       for (i = 0; i < 4; i++) {
1754         int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
1755         int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
1756         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1757         int rt;
1758         int64_t dt;
1759
1760         if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
1761           continue;
1762
1763         *get_sb_index(x, subsize) = i;
1764
1765         rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8 + jj * bss * mis + ii * bss, tp,
1766                          mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize, &rt, &dt,
1767                          i != 3);
1768         if (rt == INT_MAX || dt == INT64_MAX) {
1769           last_part_rate = INT_MAX;
1770           last_part_dist = INT64_MAX;
1771           break;
1772         }
1773         last_part_rate += rt;
1774         last_part_dist += dt;
1775       }
1776       break;
1777     default:
1778       assert(0);
1779   }
1780
1781   pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1782   if (last_part_rate < INT_MAX) {
1783     last_part_rate += x->partition_cost[pl][partition];
1784     last_part_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, last_part_rate, last_part_dist);
1785   }
1786
1787   if (do_partition_search
1788       && cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame
1789       && cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION
1790       && partition != PARTITION_SPLIT && bsize > BLOCK_8X8
1791       && (mi_row + mi_step < cm->mi_rows ||
1792           mi_row + (mi_step >> 1) == cm->mi_rows)
1793       && (mi_col + mi_step < cm->mi_cols ||
1794           mi_col + (mi_step >> 1) == cm->mi_cols)) {
1795     BLOCK_SIZE split_subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1796     chosen_rate = 0;
1797     chosen_dist = 0;
1798     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1799
1800     // Split partition.
1801     for (i = 0; i < 4; i++) {
1802       int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
1803       int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
1804       int rt = 0;
1805       int64_t dt = 0;
1806       ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
1807       PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
1808
1809       if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
1810         continue;
1811
1812       *get_sb_index(x, split_subsize) = i;
1813       *get_sb_partitioning(x, bsize) = split_subsize;
1814       *get_sb_partitioning(x, split_subsize) = split_subsize;
1815
1816       save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1817
1818       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, &rt, &dt,
1819                        split_subsize, get_block_context(x, split_subsize),
1820                        INT64_MAX);
1821
1822       restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1823
1824       if (rt == INT_MAX || dt == INT64_MAX) {
1825         chosen_rate = INT_MAX;
1826         chosen_dist = INT64_MAX;
1827         break;
1828       }
1829
1830       chosen_rate += rt;
1831       chosen_dist += dt;
1832
1833       if (i != 3)
1834         encode_sb(cpi, tile, tp,  mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, 0,
1835                   split_subsize);
1836
1837       pl = partition_plane_context(xd, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
1838                                    split_subsize);
1839       chosen_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
1840     }
1841     pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1842     if (chosen_rate < INT_MAX) {
1843       chosen_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
1844       chosen_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, chosen_rate, chosen_dist);
1845     }
1846   }
1847
1848   // If last_part is better set the partitioning to that...
1849   if (last_part_rd < chosen_rd) {
1850     mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bsize;
1851     if (bsize >= BLOCK_8X8)
1852       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
1853     chosen_rate = last_part_rate;
1854     chosen_dist = last_part_dist;
1855     chosen_rd = last_part_rd;
1856   }
1857   // If none was better set the partitioning to that...
1858   if (none_rd < chosen_rd) {
1859     if (bsize >= BLOCK_8X8)
1860       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
1861     chosen_rate = none_rate;
1862     chosen_dist = none_dist;
1863   }
1864
1865   restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1866
1867   // We must have chosen a partitioning and encoding or we'll fail later on.
1868   // No other opportunities for success.
1869   if ( bsize == BLOCK_64X64)
1870     assert(chosen_rate < INT_MAX && chosen_dist < INT64_MAX);
1871
1872   if (do_recon) {
1873     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
1874
1875     // Check the projected output rate for this SB against it's target
1876     // and and if necessary apply a Q delta using segmentation to get
1877     // closer to the target.
1878     if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map) {
1879       select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col,
1880                                 output_enabled, chosen_rate);
1881     }
1882
1883     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
1884       vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
1885                                               chosen_rate, chosen_dist);
1886
1887     encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize);
1888   }
1889
1890   *rate = chosen_rate;
1891   *dist = chosen_dist;
1892 }
1893
1894 static const BLOCK_SIZE min_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
1895   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
1896   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
1897   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,
1898   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
1899   BLOCK_16X16
1900 };
1901
1902 static const BLOCK_SIZE max_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
1903   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
1904   BLOCK_16X16, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
1905   BLOCK_32X32, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
1906   BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
1907   BLOCK_64X64
1908 };
1909
1910 // Look at all the mode_info entries for blocks that are part of this
1911 // partition and find the min and max values for sb_type.
1912 // At the moment this is designed to work on a 64x64 SB but could be
1913 // adjusted to use a size parameter.
1914 //
1915 // The min and max are assumed to have been initialized prior to calling this
1916 // function so repeat calls can accumulate a min and max of more than one sb64.
1917 static void get_sb_partition_size_range(VP9_COMP *cpi, MODE_INFO ** mi_8x8,
1918                                         BLOCK_SIZE * min_block_size,
1919                                         BLOCK_SIZE * max_block_size ) {
1920   MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
1921   int sb_width_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
1922   int sb_height_in_blocks  = MI_BLOCK_SIZE;
1923   int i, j;
1924   int index = 0;
1925
1926   // Check the sb_type for each block that belongs to this region.
1927   for (i = 0; i < sb_height_in_blocks; ++i) {
1928     for (j = 0; j < sb_width_in_blocks; ++j) {
1929       MODE_INFO * mi = mi_8x8[index+j];
1930       BLOCK_SIZE sb_type = mi ? mi->mbmi.sb_type : 0;
1931       *min_block_size = MIN(*min_block_size, sb_type);
1932       *max_block_size = MAX(*max_block_size, sb_type);
1933     }
1934     index += xd->mode_info_stride;
1935   }
1936 }
1937
1938 // Next square block size less or equal than current block size.
1939 static const BLOCK_SIZE next_square_size[BLOCK_SIZES] = {
1940   BLOCK_4X4, BLOCK_4X4, BLOCK_4X4,
1941   BLOCK_8X8, BLOCK_8X8, BLOCK_8X8,
1942   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
1943   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
1944   BLOCK_64X64
1945 };
1946
1947 // Look at neighboring blocks and set a min and max partition size based on
1948 // what they chose.
1949 static void rd_auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1950                                     int mi_row, int mi_col,
1951                                     BLOCK_SIZE *min_block_size,
1952                                     BLOCK_SIZE *max_block_size) {
1953   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1954   MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
1955   MODE_INFO **mi_8x8 = xd->mi_8x8;
1956   const int left_in_image = xd->left_available && mi_8x8[-1];
1957   const int above_in_image = xd->up_available &&
1958                              mi_8x8[-xd->mode_info_stride];
1959   MODE_INFO **above_sb64_mi_8x8;
1960   MODE_INFO **left_sb64_mi_8x8;
1961
1962   int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1963   int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1964   int bh, bw;
1965   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_4X4;
1966   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_64X64;
1967   // Trap case where we do not have a prediction.
1968   if (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME) {
1969     // Default "min to max" and "max to min"
1970     min_size = BLOCK_64X64;
1971     max_size = BLOCK_4X4;
1972
1973     // NOTE: each call to get_sb_partition_size_range() uses the previous
1974     // passed in values for min and max as a starting point.
1975     // Find the min and max partition used in previous frame at this location
1976     if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
1977       MODE_INFO **const prev_mi =
1978           &cm->prev_mi_grid_visible[mi_row * xd->mode_info_stride + mi_col];
1979       get_sb_partition_size_range(cpi, prev_mi, &min_size, &max_size);
1980     }
1981     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64
1982     if (left_in_image) {
1983       left_sb64_mi_8x8 = &mi_8x8[-MI_BLOCK_SIZE];
1984       get_sb_partition_size_range(cpi, left_sb64_mi_8x8,
1985                                   &min_size, &max_size);
1986     }
1987     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
1988     if (above_in_image) {
1989       above_sb64_mi_8x8 = &mi_8x8[-xd->mode_info_stride * MI_BLOCK_SIZE];
1990       get_sb_partition_size_range(cpi, above_sb64_mi_8x8,
1991                                   &min_size, &max_size);
1992     }
1993     // adjust observed min and max
1994     if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size == RELAXED_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
1995       min_size = min_partition_size[min_size];
1996       max_size = max_partition_size[max_size];
1997     }
1998   }
1999
2000   // Check border cases where max and min from neighbors may not be legal.
2001   max_size = find_partition_size(max_size,
2002                                  row8x8_remaining, col8x8_remaining,
2003                                  &bh, &bw);
2004   min_size = MIN(min_size, max_size);
2005
2006   // When use_square_partition_only is true, make sure at least one square
2007   // partition is allowed by selecting the next smaller square size as
2008   // *min_block_size.
2009   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
2010       next_square_size[max_size] < min_size) {
2011      min_size = next_square_size[max_size];
2012   }
2013   *min_block_size = min_size;
2014   *max_block_size = max_size;
2015 }
2016
2017 static INLINE void store_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2018   vpx_memcpy(ctx->pred_mv, x->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2019 }
2020
2021 static INLINE void load_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2022   vpx_memcpy(x->pred_mv, ctx->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2023 }
2024
2025 // TODO(jingning,jimbankoski,rbultje): properly skip partition types that are
2026 // unlikely to be selected depending on previous rate-distortion optimization
2027 // results, for encoding speed-up.
2028 static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2029                               TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
2030                               int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, int *rate,
2031                               int64_t *dist, int do_recon, int64_t best_rd) {
2032   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2033   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2034   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2035   const int mi_step = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2036   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2037   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2038   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
2039   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = get_block_context(x, bsize);
2040   int i, pl;
2041   BLOCK_SIZE subsize;
2042   int this_rate, sum_rate = 0, best_rate = INT_MAX;
2043   int64_t this_dist, sum_dist = 0, best_dist = INT64_MAX;
2044   int64_t sum_rd = 0;
2045   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
2046   int do_rect = 1;
2047   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
2048   const int force_horz_split = (mi_row + mi_step >= cm->mi_rows);
2049   const int force_vert_split = (mi_col + mi_step >= cm->mi_cols);
2050   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
2051   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
2052
2053   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
2054   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
2055                                bsize >= BLOCK_8X8;
2056   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
2057                                bsize >= BLOCK_8X8;
2058   (void) *tp_orig;
2059
2060   if (bsize < BLOCK_8X8) {
2061     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
2062     // there is nothing to be done.
2063     if (x->ab_index != 0) {
2064       *rate = 0;
2065       *dist = 0;
2066       return;
2067     }
2068   }
2069   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2070              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
2071
2072   if (bsize == BLOCK_16X16) {
2073     set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
2074     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
2075   }
2076
2077   // Determine partition types in search according to the speed features.
2078   // The threshold set here has to be of square block size.
2079   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2080     partition_none_allowed &= (bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
2081                                bsize >= cpi->sf.min_partition_size);
2082     partition_horz_allowed &= ((bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
2083                                 bsize >  cpi->sf.min_partition_size) ||
2084                                 force_horz_split);
2085     partition_vert_allowed &= ((bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
2086                                 bsize >  cpi->sf.min_partition_size) ||
2087                                 force_vert_split);
2088     do_split &= bsize > cpi->sf.min_partition_size;
2089   }
2090   if (cpi->sf.use_square_partition_only) {
2091     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2092     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2093   }
2094
2095   save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2096
2097   if (cpi->sf.disable_split_var_thresh && partition_none_allowed) {
2098     unsigned int source_variancey;
2099     vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
2100     source_variancey = get_sby_perpixel_variance(cpi, x, bsize);
2101     if (source_variancey < cpi->sf.disable_split_var_thresh) {
2102       do_split = 0;
2103       if (source_variancey < cpi->sf.disable_split_var_thresh / 2)
2104         do_rect = 0;
2105     }
2106   }
2107
2108   if (!x->in_active_map && (partition_horz_allowed || partition_vert_allowed))
2109     do_split = 0;
2110   // PARTITION_NONE
2111   if (partition_none_allowed) {
2112     rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &this_rate, &this_dist, bsize,
2113                      ctx, best_rd);
2114     if (this_rate != INT_MAX) {
2115       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2116         pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2117         this_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2118       }
2119       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, this_rate, this_dist);
2120       if (sum_rd < best_rd) {
2121         int64_t stop_thresh = 4096;
2122         int64_t stop_thresh_rd;
2123
2124         best_rate = this_rate;
2125         best_dist = this_dist;
2126         best_rd = sum_rd;
2127         if (bsize >= BLOCK_8X8)
2128           *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
2129
2130         // Adjust threshold according to partition size.
2131         stop_thresh >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
2132             b_height_log2_lookup[bsize]);
2133
2134         stop_thresh_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, 0, stop_thresh);
2135         // If obtained distortion is very small, choose current partition
2136         // and stop splitting.
2137         if (!x->e_mbd.lossless && best_rd < stop_thresh_rd) {
2138           do_split = 0;
2139           do_rect = 0;
2140         }
2141       }
2142     }
2143     if (!x->in_active_map) {
2144       do_split = 0;
2145       do_rect = 0;
2146     }
2147     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2148   }
2149
2150   // store estimated motion vector
2151   if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2152     store_pred_mv(x, ctx);
2153
2154   // PARTITION_SPLIT
2155   sum_rd = 0;
2156   // TODO(jingning): use the motion vectors given by the above search as
2157   // the starting point of motion search in the following partition type check.
2158   if (do_split) {
2159     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2160     for (i = 0; i < 4 && sum_rd < best_rd; ++i) {
2161       const int x_idx = (i & 1) * mi_step;
2162       const int y_idx = (i >> 1) * mi_step;
2163
2164       if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
2165         continue;
2166
2167       *get_sb_index(x, subsize) = i;
2168       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2169         load_pred_mv(x, ctx);
2170       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2171           partition_none_allowed)
2172         get_block_context(x, subsize)->pred_interp_filter =
2173             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2174       rd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize,
2175                         &this_rate, &this_dist, i != 3, best_rd - sum_rd);
2176
2177       if (this_rate == INT_MAX) {
2178         sum_rd = INT64_MAX;
2179       } else {
2180         sum_rate += this_rate;
2181         sum_dist += this_dist;
2182         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2183       }
2184     }
2185     if (sum_rd < best_rd && i == 4) {
2186       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2187       sum_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2188       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2189       if (sum_rd < best_rd) {
2190         best_rate = sum_rate;
2191         best_dist = sum_dist;
2192         best_rd = sum_rd;
2193         *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
2194       }
2195     } else {
2196       // skip rectangular partition test when larger block size
2197       // gives better rd cost
2198       if (cpi->sf.less_rectangular_check)
2199         do_rect &= !partition_none_allowed;
2200     }
2201     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2202   }
2203
2204   // PARTITION_HORZ
2205   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
2206     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
2207     *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2208     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2209       load_pred_mv(x, ctx);
2210     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2211         partition_none_allowed)
2212       get_block_context(x, subsize)->pred_interp_filter =
2213           ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2214     rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &sum_rate, &sum_dist, subsize,
2215                      get_block_context(x, subsize), best_rd);
2216     sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2217
2218     if (sum_rd < best_rd && mi_row + mi_step < cm->mi_rows) {
2219       update_state(cpi, get_block_context(x, subsize), mi_row, mi_col,
2220                    subsize, 0);
2221       encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize);
2222
2223       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2224       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2225         load_pred_mv(x, ctx);
2226       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2227           partition_none_allowed)
2228         get_block_context(x, subsize)->pred_interp_filter =
2229             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2230       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + mi_step, mi_col, &this_rate,
2231                        &this_dist, subsize, get_block_context(x, subsize),
2232                        best_rd - sum_rd);
2233       if (this_rate == INT_MAX) {
2234         sum_rd = INT64_MAX;
2235       } else {
2236         sum_rate += this_rate;
2237         sum_dist += this_dist;
2238         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2239       }
2240     }
2241     if (sum_rd < best_rd) {
2242       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2243       sum_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
2244       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2245       if (sum_rd < best_rd) {
2246         best_rd = sum_rd;
2247         best_rate = sum_rate;
2248         best_dist = sum_dist;
2249         *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
2250       }
2251     }
2252     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2253   }
2254
2255   // PARTITION_VERT
2256   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
2257     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
2258
2259     *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2260     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2261       load_pred_mv(x, ctx);
2262     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2263         partition_none_allowed)
2264       get_block_context(x, subsize)->pred_interp_filter =
2265           ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2266     rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &sum_rate, &sum_dist, subsize,
2267                      get_block_context(x, subsize), best_rd);
2268     sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2269     if (sum_rd < best_rd && mi_col + mi_step < cm->mi_cols) {
2270       update_state(cpi, get_block_context(x, subsize), mi_row, mi_col,
2271                    subsize, 0);
2272       encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize);
2273
2274       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2275       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2276         load_pred_mv(x, ctx);
2277       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2278           partition_none_allowed)
2279         get_block_context(x, subsize)->pred_interp_filter =
2280             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2281       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + mi_step, &this_rate,
2282                        &this_dist, subsize, get_block_context(x, subsize),
2283                        best_rd - sum_rd);
2284       if (this_rate == INT_MAX) {
2285         sum_rd = INT64_MAX;
2286       } else {
2287         sum_rate += this_rate;
2288         sum_dist += this_dist;
2289         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2290       }
2291     }
2292     if (sum_rd < best_rd) {
2293       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2294       sum_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
2295       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2296       if (sum_rd < best_rd) {
2297         best_rate = sum_rate;
2298         best_dist = sum_dist;
2299         best_rd = sum_rd;
2300         *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
2301       }
2302     }
2303     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2304   }
2305
2306   // TODO(jbb): This code added so that we avoid static analysis
2307   // warning related to the fact that best_rd isn't used after this
2308   // point.  This code should be refactored so that the duplicate
2309   // checks occur in some sub function and thus are used...
2310   (void) best_rd;
2311   *rate = best_rate;
2312   *dist = best_dist;
2313
2314   if (best_rate < INT_MAX && best_dist < INT64_MAX && do_recon) {
2315     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2316
2317     // Check the projected output rate for this SB against it's target
2318     // and and if necessary apply a Q delta using segmentation to get
2319     // closer to the target.
2320     if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map) {
2321       select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col, output_enabled, best_rate);
2322     }
2323
2324     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
2325       vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
2326                                               best_rate, best_dist);
2327
2328     encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize);
2329   }
2330   if (bsize == BLOCK_64X64) {
2331     assert(tp_orig < *tp);
2332     assert(best_rate < INT_MAX);
2333     assert(best_dist < INT64_MAX);
2334   } else {
2335     assert(tp_orig == *tp);
2336   }
2337 }
2338
2339 static void encode_rd_sb_row(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2340                              int mi_row, TOKENEXTRA **tp) {
2341   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2342   MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
2343   int mi_col;
2344
2345   // Initialize the left context for the new SB row
2346   vpx_memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
2347   vpx_memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
2348
2349   // Code each SB in the row
2350   for (mi_col = tile->mi_col_start; mi_col < tile->mi_col_end;
2351        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
2352     int dummy_rate;
2353     int64_t dummy_dist;
2354
2355     BLOCK_SIZE i;
2356     MACROBLOCK *x = &cpi->mb;
2357
2358     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter) {
2359       for (i = BLOCK_4X4; i < BLOCK_8X8; ++i) {
2360         const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[i];
2361         const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[i];
2362         const int num_4x4_blk = MAX(4, num_4x4_w * num_4x4_h);
2363         for (x->sb_index = 0; x->sb_index < 4; ++x->sb_index)
2364           for (x->mb_index = 0; x->mb_index < 4; ++x->mb_index)
2365             for (x->b_index = 0; x->b_index < 16 / num_4x4_blk; ++x->b_index)
2366               get_block_context(x, i)->pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2367       }
2368     }
2369
2370     vp9_zero(cpi->mb.pred_mv);
2371
2372     if ((cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
2373          cpi->sf.use_lastframe_partitioning) ||
2374         cpi->sf.partition_search_type == FIXED_PARTITION ||
2375         cpi->sf.partition_search_type == VAR_BASED_FIXED_PARTITION) {
2376       const int idx_str = cm->mode_info_stride * mi_row + mi_col;
2377       MODE_INFO **mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
2378       MODE_INFO **prev_mi_8x8 = cm->prev_mi_grid_visible + idx_str;
2379       cpi->mb.source_variance = UINT_MAX;
2380       if (cpi->sf.partition_search_type == FIXED_PARTITION) {
2381         set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2382         set_fixed_partitioning(cpi, tile, mi_8x8, mi_row, mi_col,
2383                                cpi->sf.always_this_block_size);
2384         rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2385                          &dummy_rate, &dummy_dist, 1);
2386       } else if (cpi->sf.partition_search_type == VAR_BASED_FIXED_PARTITION) {
2387         BLOCK_SIZE bsize;
2388         set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2389         bsize = get_rd_var_based_fixed_partition(cpi, mi_row, mi_col);
2390         set_fixed_partitioning(cpi, tile, mi_8x8, mi_row, mi_col, bsize);
2391         rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2392                          &dummy_rate, &dummy_dist, 1);
2393       } else if (cpi->sf.partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION) {
2394         choose_partitioning(cpi, tile, mi_row, mi_col);
2395         rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2396                          &dummy_rate, &dummy_dist, 1);
2397       } else {
2398         if ((cm->current_video_frame
2399             % cpi->sf.last_partitioning_redo_frequency) == 0
2400             || cm->prev_mi == 0
2401             || cm->show_frame == 0
2402             || cm->frame_type == KEY_FRAME
2403             || cpi->rc.is_src_frame_alt_ref
2404             || ((cpi->sf.use_lastframe_partitioning ==
2405                  LAST_FRAME_PARTITION_LOW_MOTION) &&
2406                  sb_has_motion(cm, prev_mi_8x8))) {
2407           // If required set upper and lower partition size limits
2408           if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2409             set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2410             rd_auto_partition_range(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2411                                     &cpi->sf.min_partition_size,
2412                                     &cpi->sf.max_partition_size);
2413           }
2414           rd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2415                             &dummy_rate, &dummy_dist, 1, INT64_MAX);
2416         } else {
2417           copy_partitioning(cm, mi_8x8, prev_mi_8x8);
2418           rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2419                            &dummy_rate, &dummy_dist, 1);
2420         }
2421       }
2422     } else {
2423       // If required set upper and lower partition size limits
2424       if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2425         set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2426         rd_auto_partition_range(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2427                                 &cpi->sf.min_partition_size,
2428                                 &cpi->sf.max_partition_size);
2429       }
2430       rd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2431                         &dummy_rate, &dummy_dist, 1, INT64_MAX);
2432     }
2433   }
2434 }
2435
2436 static void init_encode_frame_mb_context(VP9_COMP *cpi) {
2437   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2438   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2439   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2440   const int aligned_mi_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols);
2441
2442   x->act_zbin_adj = 0;
2443   cpi->seg0_idx = 0;
2444
2445   xd->mode_info_stride = cm->mode_info_stride;
2446
2447   // Copy data over into macro block data structures.
2448   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, 0, 0);
2449
2450   // TODO(jkoleszar): are these initializations required?
2451   vp9_setup_pre_planes(xd, 0, get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME), 0, 0,
2452                        NULL);
2453   vp9_setup_dst_planes(xd, get_frame_new_buffer(cm), 0, 0);
2454
2455   vp9_setup_block_planes(&x->e_mbd, cm->subsampling_x, cm->subsampling_y);
2456
2457   xd->mi_8x8[0]->mbmi.mode = DC_PRED;
2458   xd->mi_8x8[0]->mbmi.uv_mode = DC_PRED;
2459
2460   vp9_zero(cm->counts.y_mode);
2461   vp9_zero(cm->counts.uv_mode);
2462   vp9_zero(cm->counts.inter_mode);
2463   vp9_zero(cm->counts.partition);
2464   vp9_zero(cm->counts.intra_inter);
2465   vp9_zero(cm->counts.comp_inter);
2466   vp9_zero(cm->counts.single_ref);
2467   vp9_zero(cm->counts.comp_ref);
2468   vp9_zero(cm->counts.tx);
2469   vp9_zero(cm->counts.skip);
2470
2471   // Note: this memset assumes above_context[0], [1] and [2]
2472   // are allocated as part of the same buffer.
2473   vpx_memset(xd->above_context[0], 0,
2474              sizeof(*xd->above_context[0]) *
2475              2 * aligned_mi_cols * MAX_MB_PLANE);
2476   vpx_memset(xd->above_seg_context, 0,
2477              sizeof(*xd->above_seg_context) * aligned_mi_cols);
2478 }
2479
2480 static void switch_lossless_mode(VP9_COMP *cpi, int lossless) {
2481   if (lossless) {
2482     // printf("Switching to lossless\n");
2483     cpi->mb.fwd_txm4x4 = vp9_fwht4x4;
2484     cpi->mb.e_mbd.itxm_add = vp9_iwht4x4_add;
2485     cpi->mb.optimize = 0;
2486     cpi->common.lf.filter_level = 0;
2487     cpi->zbin_mode_boost_enabled = 0;
2488     cpi->common.tx_mode = ONLY_4X4;
2489   } else {
2490     // printf("Not lossless\n");
2491     cpi->mb.fwd_txm4x4 = vp9_fdct4x4;
2492     cpi->mb.e_mbd.itxm_add = vp9_idct4x4_add;
2493   }
2494 }
2495
2496 static int check_dual_ref_flags(VP9_COMP *cpi) {
2497   const int ref_flags = cpi->ref_frame_flags;
2498
2499   if (vp9_segfeature_active(&cpi->common.seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
2500     return 0;
2501   } else {
2502     return (!!(ref_flags & VP9_GOLD_FLAG) + !!(ref_flags & VP9_LAST_FLAG)
2503         + !!(ref_flags & VP9_ALT_FLAG)) >= 2;
2504   }
2505 }
2506
2507 static int get_skip_flag(MODE_INFO **mi_8x8, int mis, int ymbs, int xmbs) {
2508   int x, y;
2509
2510   for (y = 0; y < ymbs; y++) {
2511     for (x = 0; x < xmbs; x++) {
2512       if (!mi_8x8[y * mis + x]->mbmi.skip)
2513         return 0;
2514     }
2515   }
2516
2517   return 1;
2518 }
2519
2520 static void reset_skip_txfm_size(VP9_COMMON *cm, TX_SIZE txfm_max) {
2521   int mi_row, mi_col;
2522   const int mis = cm->mode_info_stride;
2523   MODE_INFO **mi_ptr = cm->mi_grid_visible;
2524
2525   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; ++mi_row, mi_ptr += mis) {
2526     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; ++mi_col) {
2527       if (mi_ptr[mi_col]->mbmi.tx_size > txfm_max)
2528         mi_ptr[mi_col]->mbmi.tx_size = txfm_max;
2529     }
2530   }
2531 }
2532
2533 static MV_REFERENCE_FRAME get_frame_type(const VP9_COMP *cpi) {
2534   if (frame_is_intra_only(&cpi->common))
2535     return INTRA_FRAME;
2536   else if (cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && cpi->refresh_golden_frame)
2537     return ALTREF_FRAME;
2538   else if (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)
2539     return LAST_FRAME;
2540   else
2541     return GOLDEN_FRAME;
2542 }
2543
2544 static TX_MODE select_tx_mode(const VP9_COMP *cpi) {
2545   if (cpi->oxcf.lossless) {
2546     return ONLY_4X4;
2547   } else if (cpi->common.current_video_frame == 0) {
2548     return TX_MODE_SELECT;
2549   } else {
2550     if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL) {
2551       return ALLOW_32X32;
2552     } else if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_FULL_RD) {
2553       const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
2554       return cpi->rd_tx_select_threshes[frame_type][ALLOW_32X32] >
2555                  cpi->rd_tx_select_threshes[frame_type][TX_MODE_SELECT] ?
2556                      ALLOW_32X32 : TX_MODE_SELECT;
2557     } else {
2558       unsigned int total = 0;
2559       int i;
2560       for (i = 0; i < TX_SIZES; ++i)
2561         total += cpi->tx_stepdown_count[i];
2562
2563       if (total) {
2564         const double fraction = (double)cpi->tx_stepdown_count[0] / total;
2565         return fraction > 0.90 ? ALLOW_32X32 : TX_MODE_SELECT;
2566       } else {
2567         return cpi->common.tx_mode;
2568       }
2569     }
2570   }
2571 }
2572
2573 // Start RTC Exploration
2574 typedef enum {
2575   BOTH_ZERO = 0,
2576   ZERO_PLUS_PREDICTED = 1,
2577   BOTH_PREDICTED = 2,
2578   NEW_PLUS_NON_INTRA = 3,
2579   BOTH_NEW = 4,
2580   INTRA_PLUS_NON_INTRA = 5,
2581   BOTH_INTRA = 6,
2582   INVALID_CASE = 9
2583 } motion_vector_context;
2584
2585 static void set_mode_info(MB_MODE_INFO *mbmi, BLOCK_SIZE bsize,
2586                           MB_PREDICTION_MODE mode) {
2587   mbmi->mode = mode;
2588   mbmi->uv_mode = mode;
2589   mbmi->mv[0].as_int = 0;
2590   mbmi->mv[1].as_int = 0;
2591   mbmi->ref_frame[0] = INTRA_FRAME;
2592   mbmi->ref_frame[1] = NONE;
2593   mbmi->tx_size = max_txsize_lookup[bsize];
2594   mbmi->skip = 0;
2595   mbmi->sb_type = bsize;
2596   mbmi->segment_id = 0;
2597 }
2598
2599 static void nonrd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2600                                 int mi_row, int mi_col,
2601                                 int *rate, int64_t *dist,
2602                                 BLOCK_SIZE bsize) {
2603   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2604   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2605   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2606   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
2607   xd->mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bsize;
2608
2609   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
2610     vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile, mi_row, mi_col,
2611                         rate, dist, bsize);
2612   } else {
2613     MB_PREDICTION_MODE intramode = DC_PRED;
2614     set_mode_info(&xd->mi_8x8[0]->mbmi, bsize, intramode);
2615   }
2616   duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2617 }
2618
2619 static void fill_mode_info_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCK *x,
2620                               int mi_row, int mi_col,
2621                               BLOCK_SIZE bsize, BLOCK_SIZE subsize) {
2622   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
2623   int bsl = b_width_log2(bsize), hbs = (1 << bsl) / 4;
2624   PARTITION_TYPE partition = partition_lookup[bsl][subsize];
2625
2626   assert(bsize >= BLOCK_8X8);
2627
2628   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
2629     return;
2630
2631   switch (partition) {
2632     case PARTITION_NONE:
2633       set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
2634       *(xd->mi_8x8[0]) = (get_block_context(x, subsize))->mic;
2635       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2636       break;
2637     case PARTITION_VERT:
2638       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2639       set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
2640       *(xd->mi_8x8[0]) = (get_block_context(x, subsize))->mic;
2641       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2642
2643       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
2644         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2645         set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs);
2646         *(xd->mi_8x8[0]) = (get_block_context(x, subsize))->mic;
2647         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs, bsize);
2648       }
2649       break;
2650     case PARTITION_HORZ:
2651       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2652       set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
2653       *(xd->mi_8x8[0]) = (get_block_context(x, subsize))->mic;
2654       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2655       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
2656         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2657         set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col);
2658         *(xd->mi_8x8[0]) = (get_block_context(x, subsize))->mic;
2659         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col, bsize);
2660       }
2661       break;
2662     case PARTITION_SPLIT:
2663       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2664       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, subsize,
2665                         *(get_sb_partitioning(x, subsize)));
2666       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2667       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col + hbs, subsize,
2668                         *(get_sb_partitioning(x, subsize)));
2669       *get_sb_index(x, subsize) = 2;
2670       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col, subsize,
2671                         *(get_sb_partitioning(x, subsize)));
2672       *get_sb_index(x, subsize) = 3;
2673       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
2674                         *(get_sb_partitioning(x, subsize)));
2675       break;
2676     default:
2677       break;
2678   }
2679 }
2680
2681 static void nonrd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2682                                  TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
2683                                  int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, int *rate,
2684                                  int64_t *dist, int do_recon, int64_t best_rd) {
2685   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2686   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2687   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2688   const int ms = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2689   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
2690   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = get_block_context(x, bsize);
2691   int i;
2692   BLOCK_SIZE subsize;
2693   int this_rate, sum_rate = 0, best_rate = INT_MAX;
2694   int64_t this_dist, sum_dist = 0, best_dist = INT64_MAX;
2695   int64_t sum_rd = 0;
2696   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
2697   int do_rect = 1;
2698   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
2699   const int force_horz_split = (mi_row + ms >= cm->mi_rows);
2700   const int force_vert_split = (mi_col + ms >= cm->mi_cols);
2701   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
2702   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
2703
2704   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
2705   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
2706                                bsize >= BLOCK_8X8;
2707   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
2708                                bsize >= BLOCK_8X8;
2709   (void) *tp_orig;
2710
2711   if (bsize < BLOCK_8X8) {
2712     // When ab_index = 0 all sub-blocks are handled, so for ab_index != 0
2713     // there is nothing to be done.
2714     if (x->ab_index != 0) {
2715       *rate = 0;
2716       *dist = 0;
2717       return;
2718     }
2719   }
2720
2721   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2722              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
2723
2724   // Determine partition types in search according to the speed features.
2725   // The threshold set here has to be of square block size.
2726   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2727     partition_none_allowed &= (bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
2728                                bsize >= cpi->sf.min_partition_size);
2729     partition_horz_allowed &= ((bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
2730                                 bsize >  cpi->sf.min_partition_size) ||
2731                                 force_horz_split);
2732     partition_vert_allowed &= ((bsize <= cpi->sf.max_partition_size &&
2733                                 bsize >  cpi->sf.min_partition_size) ||
2734                                 force_vert_split);
2735     do_split &= bsize > cpi->sf.min_partition_size;
2736   }
2737   if (cpi->sf.use_square_partition_only) {
2738     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2739     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2740   }
2741
2742   if (!x->in_active_map && (partition_horz_allowed || partition_vert_allowed))
2743     do_split = 0;
2744
2745   // PARTITION_NONE
2746   if (partition_none_allowed) {
2747     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2748                         &this_rate, &this_dist, bsize);
2749     ctx->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2750
2751     if (this_rate != INT_MAX) {
2752       int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2753       this_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2754       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, this_rate, this_dist);
2755       if (sum_rd < best_rd) {
2756         int64_t stop_thresh = 4096;
2757         int64_t stop_thresh_rd;
2758
2759         best_rate = this_rate;
2760         best_dist = this_dist;
2761         best_rd = sum_rd;
2762         if (bsize >= BLOCK_8X8)
2763           *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = bsize;
2764
2765         // Adjust threshold according to partition size.
2766         stop_thresh >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
2767             b_height_log2_lookup[bsize]);
2768
2769         stop_thresh_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, 0, stop_thresh);
2770         // If obtained distortion is very small, choose current partition
2771         // and stop splitting.
2772         if (!x->e_mbd.lossless && best_rd < stop_thresh_rd) {
2773           do_split = 0;
2774           do_rect = 0;
2775         }
2776       }
2777     }
2778     if (!x->in_active_map) {
2779       do_split = 0;
2780       do_rect = 0;
2781     }
2782   }
2783
2784   // store estimated motion vector
2785   store_pred_mv(x, ctx);
2786
2787   // PARTITION_SPLIT
2788   sum_rd = 0;
2789   if (do_split) {
2790     int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2791     sum_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2792     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2793     for (i = 0; i < 4 && sum_rd < best_rd; ++i) {
2794       const int x_idx = (i & 1) * ms;
2795       const int y_idx = (i >> 1) * ms;
2796
2797       if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
2798         continue;
2799
2800       *get_sb_index(x, subsize) = i;
2801       load_pred_mv(x, ctx);
2802
2803       nonrd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2804                            subsize, &this_rate, &this_dist, 0,
2805                            best_rd - sum_rd);
2806
2807       if (this_rate == INT_MAX) {
2808         sum_rd = INT64_MAX;
2809       } else {
2810         sum_rate += this_rate;
2811         sum_dist += this_dist;
2812         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2813       }
2814     }
2815
2816     if (sum_rd < best_rd) {
2817       best_rate = sum_rate;
2818       best_dist = sum_dist;
2819       best_rd = sum_rd;
2820       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
2821     } else {
2822       // skip rectangular partition test when larger block size
2823       // gives better rd cost
2824       if (cpi->sf.less_rectangular_check)
2825         do_rect &= !partition_none_allowed;
2826     }
2827   }
2828
2829   // PARTITION_HORZ
2830   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
2831     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
2832     *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2833     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2834       load_pred_mv(x, ctx);
2835
2836     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2837                         &this_rate, &this_dist, subsize);
2838
2839     (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2840
2841     sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2842
2843     if (sum_rd < best_rd && mi_row + ms < cm->mi_rows) {
2844       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2845
2846       load_pred_mv(x, ctx);
2847
2848       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + ms, mi_col,
2849                           &this_rate, &this_dist, subsize);
2850
2851       (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2852
2853       if (this_rate == INT_MAX) {
2854         sum_rd = INT64_MAX;
2855       } else {
2856         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2857         this_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
2858         sum_rate += this_rate;
2859         sum_dist += this_dist;
2860         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2861       }
2862     }
2863     if (sum_rd < best_rd) {
2864       best_rd = sum_rd;
2865       best_rate = sum_rate;
2866       best_dist = sum_dist;
2867       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
2868     }
2869   }
2870
2871   // PARTITION_VERT
2872   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
2873     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
2874
2875     *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2876     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2877       load_pred_mv(x, ctx);
2878
2879     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2880                         &this_rate, &this_dist, subsize);
2881     (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2882     sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2883     if (sum_rd < best_rd && mi_col + ms < cm->mi_cols) {
2884       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2885
2886       load_pred_mv(x, ctx);
2887
2888       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + ms,
2889                           &this_rate, &this_dist, subsize);
2890
2891       (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2892
2893       if (this_rate == INT_MAX) {
2894         sum_rd = INT64_MAX;
2895       } else {
2896         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2897         this_rate += x->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
2898         sum_rate += this_rate;
2899         sum_dist += this_dist;
2900         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2901       }
2902     }
2903     if (sum_rd < best_rd) {
2904       best_rate = sum_rate;
2905       best_dist = sum_dist;
2906       best_rd = sum_rd;
2907       *(get_sb_partitioning(x, bsize)) = subsize;
2908     }
2909   }
2910
2911   *rate = best_rate;
2912   *dist = best_dist;
2913
2914   if (best_rate == INT_MAX)
2915     return;
2916
2917   // update mode info array
2918   fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, bsize,
2919                     *(get_sb_partitioning(x, bsize)));
2920
2921   if (best_rate < INT_MAX && best_dist < INT64_MAX && do_recon) {
2922     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2923
2924     // Check the projected output rate for this SB against it's target
2925     // and and if necessary apply a Q delta using segmentation to get
2926     // closer to the target.
2927     if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map) {
2928       select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col, output_enabled, best_rate);
2929     }
2930
2931     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
2932       vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
2933                                               best_rate, best_dist);
2934
2935     encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize);
2936   }
2937
2938   if (bsize == BLOCK_64X64) {
2939     assert(tp_orig < *tp);
2940     assert(best_rate < INT_MAX);
2941     assert(best_dist < INT64_MAX);
2942   } else {
2943     assert(tp_orig == *tp);
2944   }
2945 }
2946
2947 static void nonrd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
2948                                 const TileInfo *const tile,
2949                                 MODE_INFO **mi_8x8,
2950                                 TOKENEXTRA **tp,
2951                                 int mi_row, int mi_col,
2952                                 BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
2953                                 int *totrate, int64_t *totdist) {
2954   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2955   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2956   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2957   const int bsl = b_width_log2(bsize), hbs = (1 << bsl) / 4;
2958   const int mis = cm->mode_info_stride;
2959   PARTITION_TYPE partition;
2960   BLOCK_SIZE subsize;
2961   int rate = INT_MAX;
2962   int64_t dist = INT64_MAX;
2963
2964   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
2965     return;
2966
2967   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2968     subsize = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type;
2969   } else {
2970     subsize = BLOCK_4X4;
2971   }
2972
2973   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
2974
2975   switch (partition) {
2976     case PARTITION_NONE:
2977       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, totrate, totdist, subsize);
2978       (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2979       break;
2980     case PARTITION_VERT:
2981       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2982       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, totrate, totdist, subsize);
2983       (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2984       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
2985         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
2986         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + hbs,
2987                             &rate, &dist, subsize);
2988         (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
2989         if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
2990             *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
2991           *totrate += rate;
2992           *totdist += dist;
2993         }
2994       }
2995       break;
2996     case PARTITION_HORZ:
2997       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
2998       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, totrate, totdist, subsize);
2999       (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
3000       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3001         *get_sb_index(x, subsize) = 1;
3002         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + hbs, mi_col,
3003                             &rate, &dist, subsize);
3004         (get_block_context(x, subsize))->mic.mbmi = xd->mi_8x8[0]->mbmi;
3005         if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
3006             *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
3007           *totrate += rate;
3008           *totdist += dist;
3009         }
3010       }
3011       break;
3012     case PARTITION_SPLIT:
3013       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3014       *get_sb_index(x, subsize) = 0;
3015       nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col,
3016                           subsize, output_enabled, totrate, totdist);
3017       *get_sb_index(x, subsize) = 1;
3018       nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8 + hbs, tp,
3019                           mi_row, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3020                           &rate, &dist);
3021       if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
3022           *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
3023         *totrate += rate;
3024         *totdist += dist;
3025       }
3026       *get_sb_index(x, subsize) = 2;
3027       nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8 + hbs * mis, tp,
3028                           mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
3029                           &rate, &dist);
3030       if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
3031           *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
3032         *totrate += rate;
3033         *totdist += dist;
3034       }
3035       *get_sb_index(x, subsize) = 3;
3036       nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8 + hbs * mis + hbs, tp,
3037                           mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3038                           &rate, &dist);
3039       if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
3040           *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
3041         *totrate += rate;
3042         *totdist += dist;
3043       }
3044       break;
3045     default:
3046       assert("Invalid partition type.");
3047   }
3048
3049   if (bsize == BLOCK_64X64 && output_enabled) {
3050     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
3051       vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
3052                                               *totrate, *totdist);
3053     encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, 1, bsize);
3054   }
3055 }
3056
3057 static void encode_nonrd_sb_row(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
3058                                 int mi_row, TOKENEXTRA **tp) {
3059   VP9_COMMON *cm = &cpi->common;
3060   MACROBLOCKD *xd = &cpi->mb.e_mbd;
3061   int mi_col;
3062
3063   // Initialize the left context for the new SB row
3064   vpx_memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
3065   vpx_memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
3066
3067   // Code each SB in the row
3068   for (mi_col = tile->mi_col_start; mi_col < tile->mi_col_end;
3069        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
3070     int dummy_rate = 0;
3071     int64_t dummy_dist = 0;
3072     const int idx_str = cm->mode_info_stride * mi_row + mi_col;
3073     MODE_INFO **mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
3074     MODE_INFO **prev_mi_8x8 = cm->prev_mi_grid_visible + idx_str;
3075
3076     BLOCK_SIZE bsize = cpi->sf.partition_search_type == FIXED_PARTITION ?
3077         cpi->sf.always_this_block_size :
3078         get_nonrd_var_based_fixed_partition(cpi, mi_row, mi_col);
3079
3080     cpi->mb.source_variance = UINT_MAX;
3081     vp9_zero(cpi->mb.pred_mv);
3082
3083     // Set the partition type of the 64X64 block
3084     switch (cpi->sf.partition_search_type) {
3085       case VAR_BASED_PARTITION:
3086         choose_partitioning(cpi, tile, mi_row, mi_col);
3087         nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3088                             1, &dummy_rate, &dummy_dist);
3089         break;
3090       case VAR_BASED_FIXED_PARTITION:
3091       case FIXED_PARTITION:
3092         set_fixed_partitioning(cpi, tile, mi_8x8, mi_row, mi_col, bsize);
3093         nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3094                             1, &dummy_rate, &dummy_dist);
3095         break;
3096       case REFERENCE_PARTITION:
3097         if (cpi->sf.partition_check || sb_has_motion(cm, prev_mi_8x8)) {
3098           nonrd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3099                                &dummy_rate, &dummy_dist, 1, INT64_MAX);
3100         } else {
3101           copy_partitioning(cm, mi_8x8, prev_mi_8x8);
3102           nonrd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8, tp, mi_row, mi_col,
3103                               BLOCK_64X64, 1, &dummy_rate, &dummy_dist);
3104         }
3105         break;
3106       default:
3107         assert(0);
3108     }
3109   }
3110 }
3111 // end RTC play code
3112
3113 static void encode_frame_internal(VP9_COMP *cpi) {
3114   int mi_row;
3115   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
3116   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3117   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3118
3119 //  fprintf(stderr, "encode_frame_internal frame %d (%d) type %d\n",
3120 //           cpi->common.current_video_frame, cpi->common.show_frame,
3121 //           cm->frame_type);
3122
3123   vp9_zero(cm->counts.switchable_interp);
3124   vp9_zero(cpi->tx_stepdown_count);
3125
3126   xd->mi_8x8 = cm->mi_grid_visible;
3127   // required for vp9_frame_init_quantizer
3128   xd->mi_8x8[0] = cm->mi;
3129
3130   vp9_zero(cm->counts.mv);
3131   vp9_zero(cpi->coef_counts);
3132   vp9_zero(cm->counts.eob_branch);
3133
3134   // Set frame level transform size use case
3135   cm->tx_mode = select_tx_mode(cpi);
3136
3137   cpi->mb.e_mbd.lossless = cm->base_qindex == 0 && cm->y_dc_delta_q == 0
3138       && cm->uv_dc_delta_q == 0 && cm->uv_ac_delta_q == 0;
3139   switch_lossless_mode(cpi, cpi->mb.e_mbd.lossless);
3140
3141   vp9_frame_init_quantizer(cpi);
3142
3143   vp9_initialize_rd_consts(cpi);
3144   vp9_initialize_me_consts(cpi, cm->base_qindex);
3145
3146   if (cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
3147     // Initialize encode frame context.
3148     init_encode_frame_mb_context(cpi);
3149
3150     // Build a frame level activity map
3151     build_activity_map(cpi);
3152   }
3153
3154   // Re-initialize encode frame context.
3155   init_encode_frame_mb_context(cpi);
3156
3157   vp9_zero(cpi->rd_comp_pred_diff);
3158   vp9_zero(cpi->rd_filter_diff);
3159   vp9_zero(cpi->rd_tx_select_diff);
3160   vp9_zero(cpi->rd_tx_select_threshes);
3161
3162   set_prev_mi(cm);
3163
3164   if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode) {
3165     // Initialize internal buffer pointers for rtc coding, where non-RD
3166     // mode decision is used and hence no buffer pointer swap needed.
3167     int i;
3168     struct macroblock_plane *const p = x->plane;
3169     struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
3170     PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &cpi->mb.sb64_context;
3171
3172     for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
3173       p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
3174       p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
3175       pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
3176       p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
3177     }
3178     vp9_zero(x->zcoeff_blk);
3179   }
3180
3181   {
3182     struct vpx_usec_timer emr_timer;
3183     vpx_usec_timer_start(&emr_timer);
3184
3185     {
3186       // Take tiles into account and give start/end MB
3187       int tile_col, tile_row;
3188       TOKENEXTRA *tp = cpi->tok;
3189       const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3190       const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
3191
3192       for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; tile_row++) {
3193         for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; tile_col++) {
3194           TileInfo tile;
3195           TOKENEXTRA *tp_old = tp;
3196
3197           // For each row of SBs in the frame
3198           vp9_tile_init(&tile, cm, tile_row, tile_col);
3199           for (mi_row = tile.mi_row_start;
3200                mi_row < tile.mi_row_end; mi_row += MI_BLOCK_SIZE) {
3201             if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode && cm->frame_type != KEY_FRAME)
3202               encode_nonrd_sb_row(cpi, &tile, mi_row, &tp);
3203             else
3204               encode_rd_sb_row(cpi, &tile, mi_row, &tp);
3205           }
3206           cpi->tok_count[tile_row][tile_col] = (unsigned int)(tp - tp_old);
3207           assert(tp - cpi->tok <= get_token_alloc(cm->mb_rows, cm->mb_cols));
3208         }
3209       }
3210     }
3211
3212     vpx_usec_timer_mark(&emr_timer);
3213     cpi->time_encode_sb_row += vpx_usec_timer_elapsed(&emr_timer);
3214   }
3215
3216   if (cpi->sf.skip_encode_sb) {
3217     int j;
3218     unsigned int intra_count = 0, inter_count = 0;
3219     for (j = 0; j < INTRA_INTER_CONTEXTS; ++j) {
3220       intra_count += cm->counts.intra_inter[j][0];
3221       inter_count += cm->counts.intra_inter[j][1];
3222     }
3223     cpi->sf.skip_encode_frame = (intra_count << 2) < inter_count &&
3224                                 cm->frame_type != KEY_FRAME &&
3225                                 cm->show_frame;
3226   } else {
3227     cpi->sf.skip_encode_frame = 0;
3228   }
3229
3230 #if 0
3231   // Keep record of the total distortion this time around for future use
3232   cpi->last_frame_distortion = cpi->frame_distortion;
3233 #endif
3234 }
3235
3236 void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
3237   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3238
3239   // In the longer term the encoder should be generalized to match the
3240   // decoder such that we allow compound where one of the 3 buffers has a
3241   // different sign bias and that buffer is then the fixed ref. However, this
3242   // requires further work in the rd loop. For now the only supported encoder
3243   // side behavior is where the ALT ref buffer has opposite sign bias to
3244   // the other two.
3245   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
3246     if ((cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
3247              cm->ref_frame_sign_bias[GOLDEN_FRAME]) ||
3248         (cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
3249              cm->ref_frame_sign_bias[LAST_FRAME])) {
3250       cm->allow_comp_inter_inter = 0;
3251     } else {
3252       cm->allow_comp_inter_inter = 1;
3253       cm->comp_fixed_ref = ALTREF_FRAME;
3254       cm->comp_var_ref[0] = LAST_FRAME;
3255       cm->comp_var_ref[1] = GOLDEN_FRAME;
3256     }
3257   }
3258
3259   if (cpi->sf.frame_parameter_update) {
3260     int i;
3261     REFERENCE_MODE reference_mode;
3262     /*
3263      * This code does a single RD pass over the whole frame assuming
3264      * either compound, single or hybrid prediction as per whatever has
3265      * worked best for that type of frame in the past.
3266      * It also predicts whether another coding mode would have worked
3267      * better that this coding mode. If that is the case, it remembers
3268      * that for subsequent frames.
3269      * It does the same analysis for transform size selection also.
3270      */
3271     const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
3272     const int64_t *mode_thresh = cpi->rd_prediction_type_threshes[frame_type];
3273     const int64_t *filter_thresh = cpi->rd_filter_threshes[frame_type];
3274
3275     /* prediction (compound, single or hybrid) mode selection */
3276     if (frame_type == 3 || !cm->allow_comp_inter_inter)
3277       reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3278     else if (mode_thresh[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thresh[SINGLE_REFERENCE] &&
3279              mode_thresh[COMPOUND_REFERENCE] >
3280                  mode_thresh[REFERENCE_MODE_SELECT] &&
3281              check_dual_ref_flags(cpi) &&
3282              cpi->static_mb_pct == 100)
3283       reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
3284     else if (mode_thresh[SINGLE_REFERENCE] > mode_thresh[REFERENCE_MODE_SELECT])
3285       reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3286     else
3287       reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
3288
3289     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
3290       if (frame_type != ALTREF_FRAME &&
3291           filter_thresh[EIGHTTAP_SMOOTH] > filter_thresh[EIGHTTAP] &&
3292           filter_thresh[EIGHTTAP_SMOOTH] > filter_thresh[EIGHTTAP_SHARP] &&
3293           filter_thresh[EIGHTTAP_SMOOTH] > filter_thresh[SWITCHABLE - 1]) {
3294         cm->interp_filter = EIGHTTAP_SMOOTH;
3295       } else if (filter_thresh[EIGHTTAP_SHARP] > filter_thresh[EIGHTTAP] &&
3296           filter_thresh[EIGHTTAP_SHARP] > filter_thresh[SWITCHABLE - 1]) {
3297         cm->interp_filter = EIGHTTAP_SHARP;
3298       } else if (filter_thresh[EIGHTTAP] > filter_thresh[SWITCHABLE - 1]) {
3299         cm->interp_filter = EIGHTTAP;
3300       }
3301     }
3302
3303     cpi->mb.e_mbd.lossless = cpi->oxcf.lossless;
3304     cm->reference_mode = reference_mode;
3305
3306     encode_frame_internal(cpi);
3307
3308     for (i = 0; i < REFERENCE_MODES; ++i) {
3309       const int diff = (int) (cpi->rd_comp_pred_diff[i] / cm->MBs);
3310       cpi->rd_prediction_type_threshes[frame_type][i] += diff;
3311       cpi->rd_prediction_type_threshes[frame_type][i] >>= 1;
3312     }
3313
3314     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; i++) {
3315       const int64_t diff = cpi->rd_filter_diff[i] / cm->MBs;
3316       cpi->rd_filter_threshes[frame_type][i] =
3317           (cpi->rd_filter_threshes[frame_type][i] + diff) / 2;
3318     }
3319
3320     for (i = 0; i < TX_MODES; ++i) {
3321       int64_t pd = cpi->rd_tx_select_diff[i];
3322       int diff;
3323       if (i == TX_MODE_SELECT)
3324         pd -= RDCOST(cpi->mb.rdmult, cpi->mb.rddiv, 2048 * (TX_SIZES - 1), 0);
3325       diff = (int) (pd / cm->MBs);
3326       cpi->rd_tx_select_threshes[frame_type][i] += diff;
3327       cpi->rd_tx_select_threshes[frame_type][i] /= 2;
3328     }
3329
3330     if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
3331       int single_count_zero = 0;
3332       int comp_count_zero = 0;
3333
3334       for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++) {
3335         single_count_zero += cm->counts.comp_inter[i][0];
3336         comp_count_zero += cm->counts.comp_inter[i][1];
3337       }
3338
3339       if (comp_count_zero == 0) {
3340         cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3341         vp9_zero(cm->counts.comp_inter);
3342       } else if (single_count_zero == 0) {
3343         cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
3344         vp9_zero(cm->counts.comp_inter);
3345       }
3346     }
3347
3348     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
3349       int count4x4 = 0;
3350       int count8x8_lp = 0, count8x8_8x8p = 0;
3351       int count16x16_16x16p = 0, count16x16_lp = 0;
3352       int count32x32 = 0;
3353
3354       for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; ++i) {
3355         count4x4 += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_4X4];
3356         count4x4 += cm->counts.tx.p16x16[i][TX_4X4];
3357         count4x4 += cm->counts.tx.p8x8[i][TX_4X4];
3358
3359         count8x8_lp += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_8X8];
3360         count8x8_lp += cm->counts.tx.p16x16[i][TX_8X8];
3361         count8x8_8x8p += cm->counts.tx.p8x8[i][TX_8X8];
3362
3363         count16x16_16x16p += cm->counts.tx.p16x16[i][TX_16X16];
3364         count16x16_lp += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_16X16];
3365         count32x32 += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_32X32];
3366       }
3367
3368       if (count4x4 == 0 && count16x16_lp == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
3369           count32x32 == 0) {
3370         cm->tx_mode = ALLOW_8X8;
3371         reset_skip_txfm_size(cm, TX_8X8);
3372       } else if (count8x8_8x8p == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
3373                  count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count32x32 == 0) {
3374         cm->tx_mode = ONLY_4X4;
3375         reset_skip_txfm_size(cm, TX_4X4);
3376       } else if (count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count4x4 == 0) {
3377         cm->tx_mode = ALLOW_32X32;
3378       } else if (count32x32 == 0 && count8x8_lp == 0 && count4x4 == 0) {
3379         cm->tx_mode = ALLOW_16X16;
3380         reset_skip_txfm_size(cm, TX_16X16);
3381       }
3382     }
3383   } else {
3384     cpi->mb.e_mbd.lossless = cpi->oxcf.lossless;
3385     cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3386     // Force the usage of the BILINEAR interp_filter.
3387     cm->interp_filter = BILINEAR;
3388     encode_frame_internal(cpi);
3389   }
3390 }
3391
3392 static void sum_intra_stats(FRAME_COUNTS *counts, const MODE_INFO *mi) {
3393   const MB_PREDICTION_MODE y_mode = mi->mbmi.mode;
3394   const MB_PREDICTION_MODE uv_mode = mi->mbmi.uv_mode;
3395   const BLOCK_SIZE bsize = mi->mbmi.sb_type;
3396
3397   if (bsize < BLOCK_8X8) {
3398     int idx, idy;
3399     const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
3400     const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
3401     for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h)
3402       for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w)
3403         ++counts->y_mode[0][mi->bmi[idy * 2 + idx].as_mode];
3404   } else {
3405     ++counts->y_mode[size_group_lookup[bsize]][y_mode];
3406   }
3407
3408   ++counts->uv_mode[y_mode][uv_mode];
3409 }
3410
3411 // Experimental stub function to create a per MB zbin adjustment based on
3412 // some previously calculated measure of MB activity.
3413 static void adjust_act_zbin(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x) {
3414 #if USE_ACT_INDEX
3415   x->act_zbin_adj = *(x->mb_activity_ptr);
3416 #else
3417   // Apply the masking to the RD multiplier.
3418   const int64_t act = *(x->mb_activity_ptr);
3419   const int64_t a = act + 4 * cpi->activity_avg;
3420   const int64_t b = 4 * act + cpi->activity_avg;
3421
3422   if (act > cpi->activity_avg)
3423     x->act_zbin_adj = (int) (((int64_t) b + (a >> 1)) / a) - 1;
3424   else
3425     x->act_zbin_adj = 1 - (int) (((int64_t) a + (b >> 1)) / b);
3426 #endif
3427 }
3428
3429 static int get_zbin_mode_boost(const MB_MODE_INFO *mbmi, int enabled) {
3430   if (enabled) {
3431     if (is_inter_block(mbmi)) {
3432       if (mbmi->mode == ZEROMV) {
3433         return mbmi->ref_frame[0] != LAST_FRAME ? GF_ZEROMV_ZBIN_BOOST
3434                                                 : LF_ZEROMV_ZBIN_BOOST;
3435       } else {
3436         return mbmi->sb_type < BLOCK_8X8 ? SPLIT_MV_ZBIN_BOOST
3437                                          : MV_ZBIN_BOOST;
3438       }
3439     } else {
3440       return INTRA_ZBIN_BOOST;
3441     }
3442   } else {
3443     return 0;
3444   }
3445 }
3446
3447 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
3448                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
3449   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3450   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
3451   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3452   MODE_INFO **mi_8x8 = xd->mi_8x8;
3453   MODE_INFO *mi = mi_8x8[0];
3454   MB_MODE_INFO *mbmi = &mi->mbmi;
3455   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = get_block_context(x, bsize);
3456   unsigned int segment_id = mbmi->segment_id;
3457   const int mis = cm->mode_info_stride;
3458   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
3459   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
3460
3461   x->skip_recode = !x->select_txfm_size && mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
3462                    cpi->oxcf.aq_mode != COMPLEXITY_AQ &&
3463                    cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ &&
3464                    cpi->sf.allow_skip_recode;
3465
3466   x->skip_optimize = ctx->is_coded;
3467   ctx->is_coded = 1;
3468   x->use_lp32x32fdct = cpi->sf.use_lp32x32fdct;
3469   x->skip_encode = (!output_enabled && cpi->sf.skip_encode_frame &&
3470                     x->q_index < QIDX_SKIP_THRESH);
3471
3472   if (x->skip_encode)
3473     return;
3474
3475   if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
3476     if (cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
3477       adjust_act_zbin(cpi, x);
3478       vp9_update_zbin_extra(cpi, x);
3479     }
3480   } else {
3481     set_ref_ptrs(cm, xd, mbmi->ref_frame[0], mbmi->ref_frame[1]);
3482     xd->interp_kernel = vp9_get_interp_kernel(mbmi->interp_filter);
3483
3484     if (cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
3485       // Adjust the zbin based on this MB rate.
3486       adjust_act_zbin(cpi, x);
3487     }
3488
3489     // Experimental code. Special case for gf and arf zeromv modes.
3490     // Increase zbin size to suppress noise
3491     cpi->zbin_mode_boost = get_zbin_mode_boost(mbmi,
3492                                                cpi->zbin_mode_boost_enabled);
3493     vp9_update_zbin_extra(cpi, x);
3494   }
3495
3496   if (!is_inter_block(mbmi)) {
3497     int plane;
3498     mbmi->skip = 1;
3499     for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane)
3500       vp9_encode_intra_block_plane(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8), plane);
3501     if (output_enabled)
3502       sum_intra_stats(&cm->counts, mi);
3503     vp9_tokenize_sb(cpi, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3504   } else {
3505     int ref;
3506     const int is_compound = has_second_ref(mbmi);
3507     for (ref = 0; ref < 1 + is_compound; ++ref) {
3508       YV12_BUFFER_CONFIG *cfg = get_ref_frame_buffer(cpi,
3509                                                      mbmi->ref_frame[ref]);
3510       vp9_setup_pre_planes(xd, ref, cfg, mi_row, mi_col,
3511                            &xd->block_refs[ref]->sf);
3512     }
3513     vp9_build_inter_predictors_sb(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3514
3515     if (!x->skip) {
3516       mbmi->skip = 1;
3517       vp9_encode_sb(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3518       vp9_tokenize_sb(cpi, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3519     } else {
3520       mbmi->skip = 1;
3521       if (output_enabled)
3522         cm->counts.skip[vp9_get_skip_context(xd)][1]++;
3523       reset_skip_context(xd, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3524     }
3525   }
3526
3527   if (output_enabled) {
3528     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT &&
3529         mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8  &&
3530         !(is_inter_block(mbmi) &&
3531             (mbmi->skip ||
3532              vp9_segfeature_active(&cm->seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP)))) {
3533       ++get_tx_counts(max_txsize_lookup[bsize], vp9_get_tx_size_context(xd),
3534                       &cm->counts.tx)[mbmi->tx_size];
3535     } else {
3536       int x, y;
3537       TX_SIZE tx_size;
3538       // The new intra coding scheme requires no change of transform size
3539       if (is_inter_block(&mi->mbmi)) {
3540         tx_size = MIN(tx_mode_to_biggest_tx_size[cm->tx_mode],
3541                       max_txsize_lookup[bsize]);
3542       } else {
3543         tx_size = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mbmi->tx_size : TX_4X4;
3544       }
3545
3546       for (y = 0; y < mi_height; y++)
3547         for (x = 0; x < mi_width; x++)
3548           if (mi_col + x < cm->mi_cols && mi_row + y < cm->mi_rows)
3549             mi_8x8[mis * y + x]->mbmi.tx_size = tx_size;
3550     }
3551   }
3552 }