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

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2010 The WebM project authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  *  Use of this source code is governed by a BSD-style license
   5  *  that can be found in the LICENSE file in the root of the source
   6  *  tree. An additional intellectual property rights grant can be found
   7  *  in the file PATENTS.  All contributing project authors may
   8  *  be found in the AUTHORS file in the root of the source tree.
   9  */
  10
  11 #include <limits.h>
  12 #include <math.h>
  13 #include <stdio.h>
  14
  15 #include "./vp9_rtcd.h"
  16 #include "./vpx_config.h"
  17
  18 #include "vpx_ports/vpx_timer.h"
  19
  20 #include "vp9/common/vp9_common.h"
  21 #include "vp9/common/vp9_entropy.h"
  22 #include "vp9/common/vp9_entropymode.h"
  23 #include "vp9/common/vp9_idct.h"
  24 #include "vp9/common/vp9_mvref_common.h"
  25 #include "vp9/common/vp9_pred_common.h"
  26 #include "vp9/common/vp9_quant_common.h"
  27 #include "vp9/common/vp9_reconintra.h"
  28 #include "vp9/common/vp9_reconinter.h"
  29 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
  30 #include "vp9/common/vp9_systemdependent.h"
  31 #include "vp9/common/vp9_tile_common.h"
  32
  33 #include "vp9/encoder/vp9_aq_complexity.h"
  34 #include "vp9/encoder/vp9_aq_cyclicrefresh.h"
  35 #include "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
  36 #include "vp9/encoder/vp9_encodeframe.h"
  37 #include "vp9/encoder/vp9_encodemb.h"
  38 #include "vp9/encoder/vp9_encodemv.h"
  39 #include "vp9/encoder/vp9_ethread.h"
  40 #include "vp9/encoder/vp9_extend.h"
  41 #include "vp9/encoder/vp9_pickmode.h"
  42 #include "vp9/encoder/vp9_rd.h"
  43 #include "vp9/encoder/vp9_rdopt.h"
  44 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  45 #include "vp9/encoder/vp9_tokenize.h"
  46
  47 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData * td,
  48                               TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
  49                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
  50                               PICK_MODE_CONTEXT *ctx);
  51
  52 // This is used as a reference when computing the source variance for the
  53 //  purposes of activity masking.
  54 // Eventually this should be replaced by custom no-reference routines,
  55 //  which will be faster.
  56 static const uint8_t VP9_VAR_OFFS[64] = {
  57     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  58     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  59     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  60     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  61     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  62     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  63     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  64     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  65 };
  66
  67 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
  68 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_8[64] = {
  69     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  70     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  71     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  72     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  73     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  74     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  75     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  76     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  77 };
  78
  79 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_10[64] = {
  80     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  81     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  82     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  83     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  84     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  85     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  86     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  87     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4
  88 };
  89
  90 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_12[64] = {
  91     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  92     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  93     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  94     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  95     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  96     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  97     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  98     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16
  99 };
 100 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 101
 102 unsigned int vp9_get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi,
 103                                            const struct buf_2d *ref,
 104                                            BLOCK_SIZE bs) {
 105   unsigned int sse;
 106   const unsigned int var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 107                                               VP9_VAR_OFFS, 0, &sse);
 108   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 109 }
 110
 111 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 112 unsigned int vp9_high_get_sby_perpixel_variance(
 113     VP9_COMP *cpi, const struct buf_2d *ref, BLOCK_SIZE bs, int bd) {
 114   unsigned int var, sse;
 115   switch (bd) {
 116     case 10:
 117       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 118                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10),
 119                                0, &sse);
 120       break;
 121     case 12:
 122       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 123                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12),
 124                                0, &sse);
 125       break;
 126     case 8:
 127     default:
 128       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 129                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8),
 130                                0, &sse);
 131       break;
 132   }
 133   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 134 }
 135 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 136
 137 static unsigned int get_sby_perpixel_diff_variance(VP9_COMP *cpi,
 138                                                    const struct buf_2d *ref,
 139                                                    int mi_row, int mi_col,
 140                                                    BLOCK_SIZE bs) {
 141   unsigned int sse, var;
 142   uint8_t *last_y;
 143   const YV12_BUFFER_CONFIG *last = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 144
 145   assert(last != NULL);
 146   last_y =
 147       &last->y_buffer[mi_row * MI_SIZE * last->y_stride + mi_col * MI_SIZE];
 148   var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride, last_y, last->y_stride, &sse);
 149   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 150 }
 151
 152 static BLOCK_SIZE get_rd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
 153                                                    int mi_row,
 154                                                    int mi_col) {
 155   unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &x->plane[0].src,
 156                                                     mi_row, mi_col,
 157                                                     BLOCK_64X64);
 158   if (var < 8)
 159     return BLOCK_64X64;
 160   else if (var < 128)
 161     return BLOCK_32X32;
 162   else if (var < 2048)
 163     return BLOCK_16X16;
 164   else
 165     return BLOCK_8X8;
 166 }
 167
 168 // Lighter version of set_offsets that only sets the mode info
 169 // pointers.
 170 static INLINE void set_mode_info_offsets(VP9_COMMON *const cm,
 171                                          MACROBLOCKD *const xd,
 172                                          int mi_row,
 173                                          int mi_col) {
 174   const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
 175   xd->mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
 176   xd->mi[0] = cm->mi + idx_str;
 177 }
 178
 179 static void set_offsets(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 180                         MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
 181                         BLOCK_SIZE bsize) {
 182   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 183   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 184   MB_MODE_INFO *mbmi;
 185   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 186   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 187   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 188
 189   set_skip_context(xd, mi_row, mi_col);
 190
 191   set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
 192
 193   mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
 194
 195   // Set up destination pointers.
 196   vp9_setup_dst_planes(xd->plane, get_frame_new_buffer(cm), mi_row, mi_col);
 197
 198   // Set up limit values for MV components.
 199   // Mv beyond the range do not produce new/different prediction block.
 200   x->mv_row_min = -(((mi_row + mi_height) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 201   x->mv_col_min = -(((mi_col + mi_width) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 202   x->mv_row_max = (cm->mi_rows - mi_row) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 203   x->mv_col_max = (cm->mi_cols - mi_col) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 204
 205   // Set up distance of MB to edge of frame in 1/8th pel units.
 206   assert(!(mi_col & (mi_width - 1)) && !(mi_row & (mi_height - 1)));
 207   set_mi_row_col(xd, tile, mi_row, mi_height, mi_col, mi_width,
 208                  cm->mi_rows, cm->mi_cols);
 209
 210   // Set up source buffers.
 211   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
 212
 213   // R/D setup.
 214   x->rddiv = cpi->rd.RDDIV;
 215   x->rdmult = cpi->rd.RDMULT;
 216
 217   // Setup segment ID.
 218   if (seg->enabled) {
 219     if (cpi->oxcf.aq_mode != VARIANCE_AQ) {
 220       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
 221                                                  : cm->last_frame_seg_map;
 222       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 223     }
 224     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 225
 226     x->encode_breakout = cpi->segment_encode_breakout[mbmi->segment_id];
 227   } else {
 228     mbmi->segment_id = 0;
 229     x->encode_breakout = cpi->encode_breakout;
 230   }
 231 }
 232
 233 static void duplicate_mode_info_in_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
 234                                       int mi_row, int mi_col,
 235                                       BLOCK_SIZE bsize) {
 236   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 237   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 238   int i, j;
 239   for (j = 0; j < block_height; ++j)
 240     for (i = 0; i < block_width; ++i) {
 241       if (mi_row + j < cm->mi_rows && mi_col + i < cm->mi_cols)
 242         xd->mi[j * xd->mi_stride + i] = xd->mi[0];
 243     }
 244 }
 245
 246 static void set_block_size(VP9_COMP * const cpi,
 247                            MACROBLOCKD *const xd,
 248                            int mi_row, int mi_col,
 249                            BLOCK_SIZE bsize) {
 250   if (cpi->common.mi_cols > mi_col && cpi->common.mi_rows > mi_row) {
 251     set_mode_info_offsets(&cpi->common, xd, mi_row, mi_col);
 252     xd->mi[0]->mbmi.sb_type = bsize;
 253   }
 254 }
 255
 256 typedef struct {
 257   int64_t sum_square_error;
 258   int64_t sum_error;
 259   int log2_count;
 260   int variance;
 261 } var;
 262
 263 typedef struct {
 264   var none;
 265   var horz[2];
 266   var vert[2];
 267 } partition_variance;
 268
 269 typedef struct {
 270   partition_variance part_variances;
 271   var split[4];
 272 } v4x4;
 273
 274 typedef struct {
 275   partition_variance part_variances;
 276   v4x4 split[4];
 277 } v8x8;
 278
 279 typedef struct {
 280   partition_variance part_variances;
 281   v8x8 split[4];
 282 } v16x16;
 283
 284 typedef struct {
 285   partition_variance part_variances;
 286   v16x16 split[4];
 287 } v32x32;
 288
 289 typedef struct {
 290   partition_variance part_variances;
 291   v32x32 split[4];
 292 } v64x64;
 293
 294 typedef struct {
 295   partition_variance *part_variances;
 296   var *split[4];
 297 } variance_node;
 298
 299 typedef enum {
 300   V16X16,
 301   V32X32,
 302   V64X64,
 303 } TREE_LEVEL;
 304
 305 static void tree_to_node(void *data, BLOCK_SIZE bsize, variance_node *node) {
 306   int i;
 307   node->part_variances = NULL;
 308   switch (bsize) {
 309     case BLOCK_64X64: {
 310       v64x64 *vt = (v64x64 *) data;
 311       node->part_variances = &vt->part_variances;
 312       for (i = 0; i < 4; i++)
 313         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 314       break;
 315     }
 316     case BLOCK_32X32: {
 317       v32x32 *vt = (v32x32 *) data;
 318       node->part_variances = &vt->part_variances;
 319       for (i = 0; i < 4; i++)
 320         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 321       break;
 322     }
 323     case BLOCK_16X16: {
 324       v16x16 *vt = (v16x16 *) data;
 325       node->part_variances = &vt->part_variances;
 326       for (i = 0; i < 4; i++)
 327         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 328       break;
 329     }
 330     case BLOCK_8X8: {
 331       v8x8 *vt = (v8x8 *) data;
 332       node->part_variances = &vt->part_variances;
 333       for (i = 0; i < 4; i++)
 334         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 335       break;
 336     }
 337     case BLOCK_4X4: {
 338       v4x4 *vt = (v4x4 *) data;
 339       node->part_variances = &vt->part_variances;
 340       for (i = 0; i < 4; i++)
 341         node->split[i] = &vt->split[i];
 342       break;
 343     }
 344     default: {
 345       assert(0);
 346       break;
 347     }
 348   }
 349 }
 350
 351 // Set variance values given sum square error, sum error, count.
 352 static void fill_variance(int64_t s2, int64_t s, int c, var *v) {
 353   v->sum_square_error = s2;
 354   v->sum_error = s;
 355   v->log2_count = c;
 356 }
 357
 358 static void get_variance(var *v) {
 359   v->variance = (int)(256 * (v->sum_square_error -
 360       ((v->sum_error * v->sum_error) >> v->log2_count)) >> v->log2_count);
 361 }
 362
 363 void sum_2_variances(const var *a, const var *b, var *r) {
 364   assert(a->log2_count == b->log2_count);
 365   fill_variance(a->sum_square_error + b->sum_square_error,
 366                 a->sum_error + b->sum_error, a->log2_count + 1, r);
 367 }
 368
 369 static void fill_variance_tree(void *data, BLOCK_SIZE bsize) {
 370   variance_node node;
 371   tree_to_node(data, bsize, &node);
 372   sum_2_variances(node.split[0], node.split[1], &node.part_variances->horz[0]);
 373   sum_2_variances(node.split[2], node.split[3], &node.part_variances->horz[1]);
 374   sum_2_variances(node.split[0], node.split[2], &node.part_variances->vert[0]);
 375   sum_2_variances(node.split[1], node.split[3], &node.part_variances->vert[1]);
 376   sum_2_variances(&node.part_variances->vert[0], &node.part_variances->vert[1],
 377                   &node.part_variances->none);
 378 }
 379
 380 static int set_vt_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 381                                MACROBLOCKD *const xd,
 382                                void *data,
 383                                BLOCK_SIZE bsize,
 384                                int mi_row,
 385                                int mi_col,
 386                                int64_t threshold,
 387                                BLOCK_SIZE bsize_min,
 388                                int force_split) {
 389   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 390   variance_node vt;
 391   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 392   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 393   const int low_res = (cm->width <= 352 && cm->height <= 288);
 394
 395   assert(block_height == block_width);
 396   tree_to_node(data, bsize, &vt);
 397
 398   if (force_split == 1)
 399     return 0;
 400
 401   // For bsize=bsize_min (16x16/8x8 for 8x8/4x4 downsampling), select if
 402   // variance is below threshold, otherwise split will be selected.
 403   // No check for vert/horiz split as too few samples for variance.
 404   if (bsize == bsize_min) {
 405     // Variance already computed to set the force_split.
 406     if (low_res || cm->frame_type == KEY_FRAME)
 407       get_variance(&vt.part_variances->none);
 408     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 409         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 410         vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 411       set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 412       return 1;
 413     }
 414     return 0;
 415   } else if (bsize > bsize_min) {
 416     // Variance already computed to set the force_split.
 417     if (low_res || cm->frame_type == KEY_FRAME)
 418       get_variance(&vt.part_variances->none);
 419     // For key frame: take split for bsize above 32X32 or very high variance.
 420     if (cm->frame_type == KEY_FRAME &&
 421         (bsize > BLOCK_32X32 ||
 422         vt.part_variances->none.variance > (threshold << 4))) {
 423       return 0;
 424     }
 425     // If variance is low, take the bsize (no split).
 426     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 427         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 428         vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 429       set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 430       return 1;
 431     }
 432
 433     // Check vertical split.
 434     if (mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows) {
 435       BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
 436       get_variance(&vt.part_variances->vert[0]);
 437       get_variance(&vt.part_variances->vert[1]);
 438       if (vt.part_variances->vert[0].variance < threshold &&
 439           vt.part_variances->vert[1].variance < threshold &&
 440           get_plane_block_size(subsize, &xd->plane[1]) < BLOCK_INVALID) {
 441         set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 442         set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col + block_width / 2, subsize);
 443         return 1;
 444       }
 445     }
 446     // Check horizontal split.
 447     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols) {
 448       BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
 449       get_variance(&vt.part_variances->horz[0]);
 450       get_variance(&vt.part_variances->horz[1]);
 451       if (vt.part_variances->horz[0].variance < threshold &&
 452           vt.part_variances->horz[1].variance < threshold &&
 453           get_plane_block_size(subsize, &xd->plane[1]) < BLOCK_INVALID) {
 454         set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 455         set_block_size(cpi, xd, mi_row + block_height / 2, mi_col, subsize);
 456         return 1;
 457       }
 458     }
 459
 460     return 0;
 461   }
 462   return 0;
 463 }
 464
 465 void vp9_set_vbp_thresholds(VP9_COMP *cpi, int q) {
 466   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
 467   if (sf->partition_search_type != VAR_BASED_PARTITION &&
 468       sf->partition_search_type != REFERENCE_PARTITION) {
 469     return;
 470   } else {
 471     VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 472     const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 473     const int threshold_multiplier = is_key_frame ? 20 : 1;
 474     const int64_t threshold_base = (int64_t)(threshold_multiplier *
 475         cpi->y_dequant[q][1]);
 476
 477     // TODO(marpan): Allow 4x4 partitions for inter-frames.
 478     // use_4x4_partition = (variance4x4downsample[i2 + j] == 1);
 479     // If 4x4 partition is not used, then 8x8 partition will be selected
 480     // if variance of 16x16 block is very high, so use larger threshold
 481     // for 16x16 (threshold_bsize_min) in that case.
 482
 483     // Array index: 0 - threshold_64x64; 1 - threshold_32x32;
 484     // 2 - threshold_16x16; 3 - vbp_threshold_8x8;
 485     if (is_key_frame) {
 486       cpi->vbp_thresholds[0] = threshold_base;
 487       cpi->vbp_thresholds[1] = threshold_base >> 2;
 488       cpi->vbp_thresholds[2] = threshold_base >> 2;
 489       cpi->vbp_thresholds[3] = threshold_base << 2;
 490       cpi->vbp_threshold_sad = 0;
 491       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_8X8;
 492     } else {
 493       cpi->vbp_thresholds[1] = threshold_base;
 494       if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288) {
 495         cpi->vbp_thresholds[0] = threshold_base >> 2;
 496         cpi->vbp_thresholds[2] = threshold_base << 3;
 497         cpi->vbp_threshold_sad = 100;
 498       } else {
 499         cpi->vbp_thresholds[0] = threshold_base;
 500         cpi->vbp_thresholds[1] = (5 * threshold_base) >> 2;
 501         cpi->vbp_thresholds[2] = threshold_base << cpi->oxcf.speed;
 502         cpi->vbp_threshold_sad = (cpi->y_dequant[q][1] << 1) > 1000 ?
 503             (cpi->y_dequant[q][1] << 1) : 1000;
 504       }
 505       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_16X16;
 506     }
 507     cpi->vbp_threshold_minmax = 15 + (q >> 3);
 508   }
 509 }
 510
 511 // Compute the minmax over the 8x8 subblocks.
 512 static int compute_minmax_8x8(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 513                               int dp, int x16_idx, int y16_idx,
 514 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 515                               int highbd_flag,
 516 #endif
 517                               int pixels_wide,
 518                               int pixels_high) {
 519   int k;
 520   int minmax_max = 0;
 521   int minmax_min = 255;
 522   // Loop over the 4 8x8 subblocks.
 523   for (k = 0; k < 4; k++) {
 524     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 525     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 526     int min = 0;
 527     int max = 0;
 528     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 529 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 530       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 531         vp9_highbd_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp,
 532                               d + y8_idx * dp + x8_idx, dp,
 533                               &min, &max);
 534       } else {
 535         vp9_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp,
 536                        d + y8_idx * dp + x8_idx, dp,
 537                        &min, &max);
 538       }
 539 #else
 540       vp9_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp,
 541                      d + y8_idx * dp + x8_idx, dp,
 542                      &min, &max);
 543 #endif
 544       if ((max - min) > minmax_max)
 545         minmax_max = (max - min);
 546       if ((max - min) < minmax_min)
 547         minmax_min = (max - min);
 548     }
 549   }
 550   return (minmax_max - minmax_min);
 551 }
 552
 553 static void modify_vbp_thresholds(VP9_COMP *cpi, int64_t thresholds[], int q) {
 554   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 555   const int64_t threshold_base = (int64_t)(cpi->y_dequant[q][1]);
 556
 557   // Array index: 0 - threshold_64x64; 1 - threshold_32x32;
 558   // 2 - threshold_16x16; 3 - vbp_threshold_8x8;
 559   thresholds[1] = threshold_base;
 560   if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288) {
 561     thresholds[0] = threshold_base >> 2;
 562     thresholds[2] = threshold_base << 3;
 563   } else {
 564     thresholds[0] = threshold_base;
 565     thresholds[1] = (5 * threshold_base) >> 2;
 566     thresholds[2] = threshold_base << cpi->oxcf.speed;
 567   }
 568 }
 569
 570 static void fill_variance_4x4avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 571                                  int dp, int x8_idx, int y8_idx, v8x8 *vst,
 572 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 573                                  int highbd_flag,
 574 #endif
 575                                  int pixels_wide,
 576                                  int pixels_high,
 577                                  int is_key_frame) {
 578   int k;
 579   for (k = 0; k < 4; k++) {
 580     int x4_idx = x8_idx + ((k & 1) << 2);
 581     int y4_idx = y8_idx + ((k >> 1) << 2);
 582     unsigned int sse = 0;
 583     int sum = 0;
 584     if (x4_idx < pixels_wide && y4_idx < pixels_high) {
 585       int s_avg;
 586       int d_avg = 128;
 587 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 588       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 589         s_avg = vp9_highbd_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 590         if (!is_key_frame)
 591           d_avg = vp9_highbd_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 592       } else {
 593         s_avg = vp9_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 594         if (!is_key_frame)
 595           d_avg = vp9_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 596       }
 597 #else
 598       s_avg = vp9_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 599       if (!is_key_frame)
 600         d_avg = vp9_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 601 #endif
 602       sum = s_avg - d_avg;
 603       sse = sum * sum;
 604     }
 605     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 606   }
 607 }
 608
 609 static void fill_variance_8x8avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 610                                  int dp, int x16_idx, int y16_idx, v16x16 *vst,
 611 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 612                                  int highbd_flag,
 613 #endif
 614                                  int pixels_wide,
 615                                  int pixels_high,
 616                                  int is_key_frame) {
 617   int k;
 618   for (k = 0; k < 4; k++) {
 619     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 620     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 621     unsigned int sse = 0;
 622     int sum = 0;
 623     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 624       int s_avg;
 625       int d_avg = 128;
 626 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 627       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 628         s_avg = vp9_highbd_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 629         if (!is_key_frame)
 630           d_avg = vp9_highbd_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 631       } else {
 632         s_avg = vp9_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 633         if (!is_key_frame)
 634           d_avg = vp9_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 635       }
 636 #else
 637       s_avg = vp9_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 638       if (!is_key_frame)
 639         d_avg = vp9_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 640 #endif
 641       sum = s_avg - d_avg;
 642       sse = sum * sum;
 643     }
 644     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 645   }
 646 }
 647
 648 // This function chooses partitioning based on the variance between source and
 649 // reconstructed last, where variance is computed for down-sampled inputs.
 650 static int choose_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 651                                 const TileInfo *const tile,
 652                                 MACROBLOCK *x,
 653                                 int mi_row, int mi_col) {
 654   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 655   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
 656   int i, j, k, m;
 657   v64x64 vt;
 658   v16x16 vt2[16];
 659   int force_split[21];
 660   uint8_t *s;
 661   const uint8_t *d;
 662   int sp;
 663   int dp;
 664   int pixels_wide = 64, pixels_high = 64;
 665   int64_t thresholds[4] = {cpi->vbp_thresholds[0], cpi->vbp_thresholds[1],
 666       cpi->vbp_thresholds[2], cpi->vbp_thresholds[3]};
 667
 668   // Always use 4x4 partition for key frame.
 669   const int is_key_frame = (cm->frame_type == KEY_FRAME);
 670   const int use_4x4_partition = is_key_frame;
 671   const int low_res = (cm->width <= 352 && cm->height <= 288);
 672   int variance4x4downsample[16];
 673
 674   int segment_id = CR_SEGMENT_ID_BASE;
 675   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled) {
 676     const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map :
 677                                                     cm->last_frame_seg_map;
 678     segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
 679
 680     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
 681       int q = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id, cm->base_qindex);
 682       modify_vbp_thresholds(cpi, thresholds, q);
 683     }
 684   }
 685
 686   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 687
 688   if (xd->mb_to_right_edge < 0)
 689     pixels_wide += (xd->mb_to_right_edge >> 3);
 690   if (xd->mb_to_bottom_edge < 0)
 691     pixels_high += (xd->mb_to_bottom_edge >> 3);
 692
 693   s = x->plane[0].src.buf;
 694   sp = x->plane[0].src.stride;
 695
 696   if (!is_key_frame) {
 697     MB_MODE_INFO *mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
 698     unsigned int uv_sad;
 699     const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 700
 701     const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12_g = get_ref_frame_buffer(cpi, GOLDEN_FRAME);
 702     unsigned int y_sad, y_sad_g;
 703     const BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_32X32
 704         + (mi_col + 4 < cm->mi_cols) * 2 + (mi_row + 4 < cm->mi_rows);
 705
 706     assert(yv12 != NULL);
 707     if (yv12_g && yv12_g != yv12) {
 708       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
 709                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
 710       y_sad_g = cpi->fn_ptr[bsize].sdf(x->plane[0].src.buf,
 711                                        x->plane[0].src.stride,
 712                                        xd->plane[0].pre[0].buf,
 713                                        xd->plane[0].pre[0].stride);
 714     } else {
 715       y_sad_g = UINT_MAX;
 716     }
 717
 718     vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
 719                          &cm->frame_refs[LAST_FRAME - 1].sf);
 720     mbmi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
 721     mbmi->ref_frame[1] = NONE;
 722     mbmi->sb_type = BLOCK_64X64;
 723     mbmi->mv[0].as_int = 0;
 724     mbmi->interp_filter = BILINEAR;
 725
 726     y_sad = vp9_int_pro_motion_estimation(cpi, x, bsize);
 727     if (y_sad_g < y_sad) {
 728       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
 729                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
 730       mbmi->ref_frame[0] = GOLDEN_FRAME;
 731       mbmi->mv[0].as_int = 0;
 732       y_sad = y_sad_g;
 733     } else {
 734       x->pred_mv[LAST_FRAME] = mbmi->mv[0].as_mv;
 735     }
 736
 737     vp9_build_inter_predictors_sb(xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 738
 739     for (i = 1; i <= 2; ++i) {
 740       struct macroblock_plane  *p = &x->plane[i];
 741       struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[i];
 742       const BLOCK_SIZE bs = get_plane_block_size(bsize, pd);
 743
 744       if (bs == BLOCK_INVALID)
 745         uv_sad = UINT_MAX;
 746       else
 747         uv_sad = cpi->fn_ptr[bs].sdf(p->src.buf, p->src.stride,
 748                                      pd->dst.buf, pd->dst.stride);
 749
 750       x->color_sensitivity[i - 1] = uv_sad > (y_sad >> 2);
 751     }
 752
 753     d = xd->plane[0].dst.buf;
 754     dp = xd->plane[0].dst.stride;
 755
 756     // If the y_sad is very small, take 64x64 as partition and exit.
 757     // Don't check on boosted segment for now, as 64x64 is suppressed there.
 758     if (segment_id == CR_SEGMENT_ID_BASE &&
 759         y_sad < cpi->vbp_threshold_sad) {
 760       const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64];
 761       const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_64X64];
 762       if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 763           mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows) {
 764         set_block_size(cpi, xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 765         return 0;
 766       }
 767     }
 768   } else {
 769     d = VP9_VAR_OFFS;
 770     dp = 0;
 771 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 772     if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 773       switch (xd->bd) {
 774         case 10:
 775           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10);
 776           break;
 777         case 12:
 778           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12);
 779           break;
 780         case 8:
 781         default:
 782           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8);
 783           break;
 784       }
 785     }
 786 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 787   }
 788
 789   // Index for force_split: 0 for 64x64, 1-4 for 32x32 blocks,
 790   // 5-20 for the 16x16 blocks.
 791   force_split[0] = 0;
 792   // Fill in the entire tree of 8x8 (or 4x4 under some conditions) variances
 793   // for splits.
 794   for (i = 0; i < 4; i++) {
 795     const int x32_idx = ((i & 1) << 5);
 796     const int y32_idx = ((i >> 1) << 5);
 797     const int i2 = i << 2;
 798     force_split[i + 1] = 0;
 799     for (j = 0; j < 4; j++) {
 800       const int x16_idx = x32_idx + ((j & 1) << 4);
 801       const int y16_idx = y32_idx + ((j >> 1) << 4);
 802       const int split_index = 5 + i2 + j;
 803       v16x16 *vst = &vt.split[i].split[j];
 804       force_split[split_index] = 0;
 805       variance4x4downsample[i2 + j] = 0;
 806       if (!is_key_frame) {
 807         fill_variance_8x8avg(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx, vst,
 808 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 809                             xd->cur_buf->flags,
 810 #endif
 811                             pixels_wide,
 812                             pixels_high,
 813                             is_key_frame);
 814         fill_variance_tree(&vt.split[i].split[j], BLOCK_16X16);
 815         get_variance(&vt.split[i].split[j].part_variances.none);
 816         if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
 817             thresholds[2]) {
 818           // 16X16 variance is above threshold for split, so force split to 8x8
 819           // for this 16x16 block (this also forces splits for upper levels).
 820           force_split[split_index] = 1;
 821           force_split[i + 1] = 1;
 822           force_split[0] = 1;
 823         } else if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
 824                    thresholds[1] &&
 825                    !cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
 826           // We have some nominal amount of 16x16 variance (based on average),
 827           // compute the minmax over the 8x8 sub-blocks, and if above threshold,
 828           // force split to 8x8 block for this 16x16 block.
 829           int minmax = compute_minmax_8x8(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx,
 830 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 831                                           xd->cur_buf->flags,
 832 #endif
 833                                           pixels_wide, pixels_high);
 834           if (minmax > cpi->vbp_threshold_minmax) {
 835             force_split[split_index] = 1;
 836             force_split[i + 1] = 1;
 837             force_split[0] = 1;
 838           }
 839         }
 840       }
 841       if (is_key_frame || (low_res &&
 842           vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
 843           (thresholds[1] << 1))) {
 844         force_split[split_index] = 0;
 845         // Go down to 4x4 down-sampling for variance.
 846         variance4x4downsample[i2 + j] = 1;
 847         for (k = 0; k < 4; k++) {
 848           int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 849           int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 850           v8x8 *vst2 = is_key_frame ? &vst->split[k] :
 851               &vt2[i2 + j].split[k];
 852           fill_variance_4x4avg(s, sp, d, dp, x8_idx, y8_idx, vst2,
 853 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 854                                xd->cur_buf->flags,
 855 #endif
 856                                pixels_wide,
 857                                pixels_high,
 858                                is_key_frame);
 859         }
 860       }
 861     }
 862   }
 863
 864   // Fill the rest of the variance tree by summing split partition values.
 865   for (i = 0; i < 4; i++) {
 866     const int i2 = i << 2;
 867     for (j = 0; j < 4; j++) {
 868       if (variance4x4downsample[i2 + j] == 1) {
 869         v16x16 *vtemp = (!is_key_frame) ? &vt2[i2 + j] :
 870             &vt.split[i].split[j];
 871         for (m = 0; m < 4; m++)
 872           fill_variance_tree(&vtemp->split[m], BLOCK_8X8);
 873         fill_variance_tree(vtemp, BLOCK_16X16);
 874       }
 875     }
 876     fill_variance_tree(&vt.split[i], BLOCK_32X32);
 877     // If variance of this 32x32 block is above the threshold, force the block
 878     // to split. This also forces a split on the upper (64x64) level.
 879     if (!force_split[i + 1]) {
 880       get_variance(&vt.split[i].part_variances.none);
 881       if (vt.split[i].part_variances.none.variance > thresholds[1]) {
 882         force_split[i + 1] = 1;
 883         force_split[0] = 1;
 884       }
 885     }
 886   }
 887   if (!force_split[0]) {
 888     fill_variance_tree(&vt, BLOCK_64X64);
 889     get_variance(&vt.part_variances.none);
 890   }
 891
 892   // Now go through the entire structure, splitting every block size until
 893   // we get to one that's got a variance lower than our threshold.
 894   if ( mi_col + 8 > cm->mi_cols || mi_row + 8 > cm->mi_rows ||
 895       !set_vt_partitioning(cpi, xd, &vt, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col,
 896                            thresholds[0], BLOCK_16X16, force_split[0])) {
 897     for (i = 0; i < 4; ++i) {
 898       const int x32_idx = ((i & 1) << 2);
 899       const int y32_idx = ((i >> 1) << 2);
 900       const int i2 = i << 2;
 901       if (!set_vt_partitioning(cpi, xd, &vt.split[i], BLOCK_32X32,
 902                                (mi_row + y32_idx), (mi_col + x32_idx),
 903                                thresholds[1], BLOCK_16X16,
 904                                force_split[i + 1])) {
 905         for (j = 0; j < 4; ++j) {
 906           const int x16_idx = ((j & 1) << 1);
 907           const int y16_idx = ((j >> 1) << 1);
 908           // For inter frames: if variance4x4downsample[] == 1 for this 16x16
 909           // block, then the variance is based on 4x4 down-sampling, so use vt2
 910           // in set_vt_partioning(), otherwise use vt.
 911           v16x16 *vtemp = (!is_key_frame &&
 912                            variance4x4downsample[i2 + j] == 1) ?
 913                            &vt2[i2 + j] : &vt.split[i].split[j];
 914           if (!set_vt_partitioning(cpi, xd, vtemp, BLOCK_16X16,
 915                                    mi_row + y32_idx + y16_idx,
 916                                    mi_col + x32_idx + x16_idx,
 917                                    thresholds[2],
 918                                    cpi->vbp_bsize_min,
 919                                    force_split[5 + i2  + j])) {
 920             for (k = 0; k < 4; ++k) {
 921               const int x8_idx = (k & 1);
 922               const int y8_idx = (k >> 1);
 923               if (use_4x4_partition) {
 924                 if (!set_vt_partitioning(cpi, xd, &vtemp->split[k],
 925                                          BLOCK_8X8,
 926                                          mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx,
 927                                          mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx,
 928                                          thresholds[3], BLOCK_8X8, 0)) {
 929                   set_block_size(cpi, xd,
 930                                  (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
 931                                  (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
 932                                  BLOCK_4X4);
 933                 }
 934               } else {
 935                 set_block_size(cpi, xd,
 936                                (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
 937                                (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
 938                                BLOCK_8X8);
 939               }
 940             }
 941           }
 942         }
 943       }
 944     }
 945   }
 946   return 0;
 947 }
 948
 949 static void update_state(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
 950                          PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
 951                          int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
 952                          int output_enabled) {
 953   int i, x_idx, y;
 954   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 955   RD_COUNTS *const rdc = &td->rd_counts;
 956   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
 957   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 958   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
 959   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
 960   MODE_INFO *mi = &ctx->mic;
 961   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
 962   MODE_INFO *mi_addr = xd->mi[0];
 963   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 964   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->mbmi.sb_type];
 965   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->mbmi.sb_type];
 966   const int x_mis = MIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
 967   const int y_mis = MIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
 968   MV_REF *const frame_mvs =
 969       cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
 970   int w, h;
 971
 972   const int mis = cm->mi_stride;
 973   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 974   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 975   int max_plane;
 976
 977   assert(mi->mbmi.sb_type == bsize);
 978
 979   *mi_addr = *mi;
 980
 981   // If segmentation in use
 982   if (seg->enabled) {
 983     // For in frame complexity AQ copy the segment id from the segment map.
 984     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
 985       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
 986                                                  : cm->last_frame_seg_map;
 987       mi_addr->mbmi.segment_id =
 988         vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 989     }
 990     // Else for cyclic refresh mode update the segment map, set the segment id
 991     // and then update the quantizer.
 992     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
 993       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, &xd->mi[0]->mbmi, mi_row,
 994                                         mi_col, bsize, ctx->rate, ctx->dist,
 995                                         x->skip);
 996     }
 997   }
 998
 999   max_plane = is_inter_block(mbmi) ? MAX_MB_PLANE : 1;
1000   for (i = 0; i < max_plane; ++i) {
1001     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][1];
1002     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][1];
1003     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][1];
1004     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][1];
1005   }
1006
1007   for (i = max_plane; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1008     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][2];
1009     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][2];
1010     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][2];
1011     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][2];
1012   }
1013
1014   // Restore the coding context of the MB to that that was in place
1015   // when the mode was picked for it
1016   for (y = 0; y < mi_height; y++)
1017     for (x_idx = 0; x_idx < mi_width; x_idx++)
1018       if ((xd->mb_to_right_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_width > x_idx
1019         && (xd->mb_to_bottom_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_height > y) {
1020         xd->mi[x_idx + y * mis] = mi_addr;
1021       }
1022
1023   if (cpi->oxcf.aq_mode)
1024     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1025
1026   // FIXME(rbultje) I'm pretty sure this should go to the end of this block
1027   // (i.e. after the output_enabled)
1028   if (bsize < BLOCK_32X32) {
1029     if (bsize < BLOCK_16X16)
1030       ctx->tx_rd_diff[ALLOW_16X16] = ctx->tx_rd_diff[ALLOW_8X8];
1031     ctx->tx_rd_diff[ALLOW_32X32] = ctx->tx_rd_diff[ALLOW_16X16];
1032   }
1033
1034   if (is_inter_block(mbmi) && mbmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
1035     mbmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
1036     mbmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
1037   }
1038
1039   x->skip = ctx->skip;
1040   memcpy(x->zcoeff_blk[mbmi->tx_size], ctx->zcoeff_blk,
1041          sizeof(uint8_t) * ctx->num_4x4_blk);
1042
1043   if (!output_enabled)
1044     return;
1045
1046   if (!vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
1047     for (i = 0; i < TX_MODES; i++)
1048       rdc->tx_select_diff[i] += ctx->tx_rd_diff[i];
1049   }
1050
1051 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
1052   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1053     static const int kf_mode_index[] = {
1054       THR_DC        /*DC_PRED*/,
1055       THR_V_PRED    /*V_PRED*/,
1056       THR_H_PRED    /*H_PRED*/,
1057       THR_D45_PRED  /*D45_PRED*/,
1058       THR_D135_PRED /*D135_PRED*/,
1059       THR_D117_PRED /*D117_PRED*/,
1060       THR_D153_PRED /*D153_PRED*/,
1061       THR_D207_PRED /*D207_PRED*/,
1062       THR_D63_PRED  /*D63_PRED*/,
1063       THR_TM        /*TM_PRED*/,
1064     };
1065     ++cpi->mode_chosen_counts[kf_mode_index[mbmi->mode]];
1066   } else {
1067     // Note how often each mode chosen as best
1068     ++cpi->mode_chosen_counts[ctx->best_mode_index];
1069   }
1070 #endif
1071   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1072     if (is_inter_block(mbmi)) {
1073       vp9_update_mv_count(td);
1074
1075       if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1076         const int ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
1077         ++td->counts->switchable_interp[ctx][mbmi->interp_filter];
1078       }
1079     }
1080
1081     rdc->comp_pred_diff[SINGLE_REFERENCE] += ctx->single_pred_diff;
1082     rdc->comp_pred_diff[COMPOUND_REFERENCE] += ctx->comp_pred_diff;
1083     rdc->comp_pred_diff[REFERENCE_MODE_SELECT] += ctx->hybrid_pred_diff;
1084
1085     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
1086       rdc->filter_diff[i] += ctx->best_filter_diff[i];
1087   }
1088
1089   for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
1090     MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
1091     for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
1092       MV_REF *const mv = frame_mv + w;
1093       mv->ref_frame[0] = mi->mbmi.ref_frame[0];
1094       mv->ref_frame[1] = mi->mbmi.ref_frame[1];
1095       mv->mv[0].as_int = mi->mbmi.mv[0].as_int;
1096       mv->mv[1].as_int = mi->mbmi.mv[1].as_int;
1097     }
1098   }
1099 }
1100
1101 void vp9_setup_src_planes(MACROBLOCK *x, const YV12_BUFFER_CONFIG *src,
1102                           int mi_row, int mi_col) {
1103   uint8_t *const buffers[3] = {src->y_buffer, src->u_buffer, src->v_buffer };
1104   const int strides[3] = {src->y_stride, src->uv_stride, src->uv_stride };
1105   int i;
1106
1107   // Set current frame pointer.
1108   x->e_mbd.cur_buf = src;
1109
1110   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; i++)
1111     setup_pred_plane(&x->plane[i].src, buffers[i], strides[i], mi_row, mi_col,
1112                      NULL, x->e_mbd.plane[i].subsampling_x,
1113                      x->e_mbd.plane[i].subsampling_y);
1114 }
1115
1116 static void set_mode_info_seg_skip(MACROBLOCK *x, TX_MODE tx_mode,
1117                                    RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize) {
1118   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1119   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
1120   INTERP_FILTER filter_ref;
1121
1122   if (xd->up_available)
1123     filter_ref = xd->mi[-xd->mi_stride]->mbmi.interp_filter;
1124   else if (xd->left_available)
1125     filter_ref = xd->mi[-1]->mbmi.interp_filter;
1126   else
1127     filter_ref = EIGHTTAP;
1128
1129   mbmi->sb_type = bsize;
1130   mbmi->mode = ZEROMV;
1131   mbmi->tx_size = MIN(max_txsize_lookup[bsize],
1132                       tx_mode_to_biggest_tx_size[tx_mode]);
1133   mbmi->skip = 1;
1134   mbmi->uv_mode = DC_PRED;
1135   mbmi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
1136   mbmi->ref_frame[1] = NONE;
1137   mbmi->mv[0].as_int = 0;
1138   mbmi->interp_filter = filter_ref;
1139
1140   xd->mi[0]->bmi[0].as_mv[0].as_int = 0;
1141   x->skip = 1;
1142
1143   vp9_rd_cost_init(rd_cost);
1144 }
1145
1146 static int set_segment_rdmult(VP9_COMP *const cpi,
1147                                MACROBLOCK *const x,
1148                                int8_t segment_id) {
1149   int segment_qindex;
1150   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1151   vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1152   vp9_clear_system_state();
1153   segment_qindex = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id,
1154                                   cm->base_qindex);
1155   return vp9_compute_rd_mult(cpi, segment_qindex + cm->y_dc_delta_q);
1156 }
1157
1158 static void rd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi,
1159                              TileDataEnc *tile_data,
1160                              MACROBLOCK *const x,
1161                              int mi_row, int mi_col, RD_COST *rd_cost,
1162                              BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1163                              int64_t best_rd) {
1164   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1165   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
1166   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1167   MB_MODE_INFO *mbmi;
1168   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
1169   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
1170   const AQ_MODE aq_mode = cpi->oxcf.aq_mode;
1171   int i, orig_rdmult;
1172
1173   vp9_clear_system_state();
1174
1175   // Use the lower precision, but faster, 32x32 fdct for mode selection.
1176   x->use_lp32x32fdct = 1;
1177
1178   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
1179   mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
1180   mbmi->sb_type = bsize;
1181
1182   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1183     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
1184     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
1185     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
1186     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
1187   }
1188   ctx->is_coded = 0;
1189   ctx->skippable = 0;
1190   ctx->pred_pixel_ready = 0;
1191   x->skip_recode = 0;
1192
1193   // Set to zero to make sure we do not use the previous encoded frame stats
1194   mbmi->skip = 0;
1195
1196 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1197   if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
1198     x->source_variance =
1199         vp9_high_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src,
1200                                            bsize, xd->bd);
1201   } else {
1202     x->source_variance =
1203       vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
1204   }
1205 #else
1206   x->source_variance =
1207     vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
1208 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1209
1210   // Save rdmult before it might be changed, so it can be restored later.
1211   orig_rdmult = x->rdmult;
1212
1213   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
1214     const int energy = bsize <= BLOCK_16X16 ? x->mb_energy
1215                                             : vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1216     if (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
1217         cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1218         (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
1219       mbmi->segment_id = vp9_vaq_segment_id(energy);
1220     } else {
1221       const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1222                                                     : cm->last_frame_seg_map;
1223       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1224     }
1225     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mbmi->segment_id);
1226   } else if (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
1227     x->rdmult = set_segment_rdmult(cpi, x, mbmi->segment_id);
1228   } else if (aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1229     const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
1230                                                   : cm->last_frame_seg_map;
1231     // If segment is boosted, use rdmult for that segment.
1232     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(
1233             vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col)))
1234       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
1235   }
1236
1237   // Find best coding mode & reconstruct the MB so it is available
1238   // as a predictor for MBs that follow in the SB
1239   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1240     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1241   } else {
1242     if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1243       if (vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
1244         vp9_rd_pick_inter_mode_sb_seg_skip(cpi, tile_data, x, rd_cost, bsize,
1245                                            ctx, best_rd);
1246       else
1247         vp9_rd_pick_inter_mode_sb(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
1248                                   rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1249     } else {
1250       vp9_rd_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
1251                                     rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
1252     }
1253   }
1254
1255
1256   // Examine the resulting rate and for AQ mode 2 make a segment choice.
1257   if ((rd_cost->rate != INT_MAX) &&
1258       (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && (bsize >= BLOCK_16X16) &&
1259       (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
1260        cpi->refresh_alt_ref_frame ||
1261        (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref))) {
1262     vp9_caq_select_segment(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, rd_cost->rate);
1263   }
1264
1265   x->rdmult = orig_rdmult;
1266
1267   // TODO(jingning) The rate-distortion optimization flow needs to be
1268   // refactored to provide proper exit/return handle.
1269   if (rd_cost->rate == INT_MAX)
1270     rd_cost->rdcost = INT64_MAX;
1271
1272   ctx->rate = rd_cost->rate;
1273   ctx->dist = rd_cost->dist;
1274 }
1275
1276 static void update_stats(VP9_COMMON *cm, ThreadData *td) {
1277   const MACROBLOCK *x = &td->mb;
1278   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1279   const MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
1280   const MB_MODE_INFO *const mbmi = &mi->mbmi;
1281   const BLOCK_SIZE bsize = mbmi->sb_type;
1282
1283   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1284     FRAME_COUNTS *const counts = td->counts;
1285     const int inter_block = is_inter_block(mbmi);
1286     const int seg_ref_active = vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id,
1287                                                      SEG_LVL_REF_FRAME);
1288     if (!seg_ref_active) {
1289       counts->intra_inter[vp9_get_intra_inter_context(xd)][inter_block]++;
1290       // If the segment reference feature is enabled we have only a single
1291       // reference frame allowed for the segment so exclude it from
1292       // the reference frame counts used to work out probabilities.
1293       if (inter_block) {
1294         const MV_REFERENCE_FRAME ref0 = mbmi->ref_frame[0];
1295         if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT)
1296           counts->comp_inter[vp9_get_reference_mode_context(cm, xd)]
1297                             [has_second_ref(mbmi)]++;
1298
1299         if (has_second_ref(mbmi)) {
1300           counts->comp_ref[vp9_get_pred_context_comp_ref_p(cm, xd)]
1301                           [ref0 == GOLDEN_FRAME]++;
1302         } else {
1303           counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p1(xd)][0]
1304                             [ref0 != LAST_FRAME]++;
1305           if (ref0 != LAST_FRAME)
1306             counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p2(xd)][1]
1307                               [ref0 != GOLDEN_FRAME]++;
1308         }
1309       }
1310     }
1311     if (inter_block &&
1312         !vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
1313       const int mode_ctx = mbmi->mode_context[mbmi->ref_frame[0]];
1314       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1315         const PREDICTION_MODE mode = mbmi->mode;
1316         ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(mode)];
1317       } else {
1318         const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1319         const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1320         int idx, idy;
1321         for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h) {
1322           for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w) {
1323             const int j = idy * 2 + idx;
1324             const PREDICTION_MODE b_mode = mi->bmi[j].as_mode;
1325             ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(b_mode)];
1326           }
1327         }
1328       }
1329     }
1330   }
1331 }
1332
1333 static void restore_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1334                             ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1335                             ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1336                             PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1337                             BLOCK_SIZE bsize) {
1338   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1339   int p;
1340   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1341   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1342   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1343   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1344   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; p++) {
1345     memcpy(
1346         xd->above_context[p] + ((mi_col * 2) >> xd->plane[p].subsampling_x),
1347         a + num_4x4_blocks_wide * p,
1348         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1349         xd->plane[p].subsampling_x);
1350     memcpy(
1351         xd->left_context[p]
1352             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1353         l + num_4x4_blocks_high * p,
1354         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1355         xd->plane[p].subsampling_y);
1356   }
1357   memcpy(xd->above_seg_context + mi_col, sa,
1358          sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1359   memcpy(xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK), sl,
1360          sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1361 }
1362
1363 static void save_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
1364                          ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
1365                          ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
1366                          PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
1367                          BLOCK_SIZE bsize) {
1368   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1369   int p;
1370   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
1371   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
1372   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1373   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1374
1375   // buffer the above/left context information of the block in search.
1376   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; ++p) {
1377     memcpy(
1378         a + num_4x4_blocks_wide * p,
1379         xd->above_context[p] + (mi_col * 2 >> xd->plane[p].subsampling_x),
1380         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
1381         xd->plane[p].subsampling_x);
1382     memcpy(
1383         l + num_4x4_blocks_high * p,
1384         xd->left_context[p]
1385             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
1386         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
1387         xd->plane[p].subsampling_y);
1388   }
1389   memcpy(sa, xd->above_seg_context + mi_col,
1390          sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
1391   memcpy(sl, xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK),
1392          sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1393 }
1394
1395 static void encode_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1396                      ThreadData *td,
1397                      TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1398                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1399                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1400   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1401   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
1402   update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize, output_enabled);
1403   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
1404
1405   if (output_enabled) {
1406     update_stats(&cpi->common, td);
1407
1408     (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1409     (*tp)++;
1410   }
1411 }
1412
1413 static void encode_sb(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1414                       const TileInfo *const tile,
1415                       TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1416                       int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1417                       PC_TREE *pc_tree) {
1418   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1419   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1420   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1421
1422   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
1423   int ctx;
1424   PARTITION_TYPE partition;
1425   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
1426
1427   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1428     return;
1429
1430   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1431     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1432     subsize = get_subsize(bsize, pc_tree->partitioning);
1433   } else {
1434     ctx = 0;
1435     subsize = BLOCK_4X4;
1436   }
1437
1438   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1439   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
1440     td->counts->partition[ctx][partition]++;
1441
1442   switch (partition) {
1443     case PARTITION_NONE:
1444       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1445                &pc_tree->none);
1446       break;
1447     case PARTITION_VERT:
1448       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1449                &pc_tree->vertical[0]);
1450       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
1451         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1452                  subsize, &pc_tree->vertical[1]);
1453       }
1454       break;
1455     case PARTITION_HORZ:
1456       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1457                &pc_tree->horizontal[0]);
1458       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
1459         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1460                  subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
1461       }
1462       break;
1463     case PARTITION_SPLIT:
1464       if (bsize == BLOCK_8X8) {
1465         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1466                  pc_tree->leaf_split[0]);
1467       } else {
1468         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1469                   pc_tree->split[0]);
1470         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1471                   subsize, pc_tree->split[1]);
1472         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1473                   subsize, pc_tree->split[2]);
1474         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
1475                   subsize, pc_tree->split[3]);
1476       }
1477       break;
1478     default:
1479       assert(0 && "Invalid partition type.");
1480       break;
1481   }
1482
1483   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1484     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1485 }
1486
1487 // Check to see if the given partition size is allowed for a specified number
1488 // of 8x8 block rows and columns remaining in the image.
1489 // If not then return the largest allowed partition size
1490 static BLOCK_SIZE find_partition_size(BLOCK_SIZE bsize,
1491                                       int rows_left, int cols_left,
1492                                       int *bh, int *bw) {
1493   if (rows_left <= 0 || cols_left <= 0) {
1494     return MIN(bsize, BLOCK_8X8);
1495   } else {
1496     for (; bsize > 0; bsize -= 3) {
1497       *bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1498       *bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1499       if ((*bh <= rows_left) && (*bw <= cols_left)) {
1500         break;
1501       }
1502     }
1503   }
1504   return bsize;
1505 }
1506
1507 static void set_partial_b64x64_partition(MODE_INFO *mi, int mis,
1508     int bh_in, int bw_in, int row8x8_remaining, int col8x8_remaining,
1509     BLOCK_SIZE bsize, MODE_INFO **mi_8x8) {
1510   int bh = bh_in;
1511   int r, c;
1512   for (r = 0; r < MI_BLOCK_SIZE; r += bh) {
1513     int bw = bw_in;
1514     for (c = 0; c < MI_BLOCK_SIZE; c += bw) {
1515       const int index = r * mis + c;
1516       mi_8x8[index] = mi + index;
1517       mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = find_partition_size(bsize,
1518           row8x8_remaining - r, col8x8_remaining - c, &bh, &bw);
1519     }
1520   }
1521 }
1522
1523 // This function attempts to set all mode info entries in a given SB64
1524 // to the same block partition size.
1525 // However, at the bottom and right borders of the image the requested size
1526 // may not be allowed in which case this code attempts to choose the largest
1527 // allowable partition.
1528 static void set_fixed_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1529                                    MODE_INFO **mi_8x8, int mi_row, int mi_col,
1530                                    BLOCK_SIZE bsize) {
1531   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1532   const int mis = cm->mi_stride;
1533   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1534   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1535   int block_row, block_col;
1536   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1537   int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1538   int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1539
1540   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1541
1542   // Apply the requested partition size to the SB64 if it is all "in image"
1543   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1544       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1545     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
1546       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
1547         int index = block_row * mis + block_col;
1548         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1549         mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = bsize;
1550       }
1551     }
1552   } else {
1553     // Else this is a partial SB64.
1554     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw, row8x8_remaining,
1555         col8x8_remaining, bsize, mi_8x8);
1556   }
1557 }
1558
1559 const struct {
1560   int row;
1561   int col;
1562 } coord_lookup[16] = {
1563     // 32x32 index = 0
1564     {0, 0}, {0, 2}, {2, 0}, {2, 2},
1565     // 32x32 index = 1
1566     {0, 4}, {0, 6}, {2, 4}, {2, 6},
1567     // 32x32 index = 2
1568     {4, 0}, {4, 2}, {6, 0}, {6, 2},
1569     // 32x32 index = 3
1570     {4, 4}, {4, 6}, {6, 4}, {6, 6},
1571 };
1572
1573 static void set_source_var_based_partition(VP9_COMP *cpi,
1574                                            const TileInfo *const tile,
1575                                            MACROBLOCK *const x,
1576                                            MODE_INFO **mi_8x8,
1577                                            int mi_row, int mi_col) {
1578   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1579   const int mis = cm->mi_stride;
1580   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1581   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1582   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1583
1584   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
1585
1586   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1587
1588   // In-image SB64
1589   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1590       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1591     int i, j;
1592     int index;
1593     diff d32[4];
1594     const int offset = (mi_row >> 1) * cm->mb_cols + (mi_col >> 1);
1595     int is_larger_better = 0;
1596     int use32x32 = 0;
1597     unsigned int thr = cpi->source_var_thresh;
1598
1599     memset(d32, 0, 4 * sizeof(diff));
1600
1601     for (i = 0; i < 4; i++) {
1602       diff *d16[4];
1603
1604       for (j = 0; j < 4; j++) {
1605         int b_mi_row = coord_lookup[i * 4 + j].row;
1606         int b_mi_col = coord_lookup[i * 4 + j].col;
1607         int boffset = b_mi_row / 2 * cm->mb_cols +
1608                       b_mi_col / 2;
1609
1610         d16[j] = cpi->source_diff_var + offset + boffset;
1611
1612         index = b_mi_row * mis + b_mi_col;
1613         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1614         mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = BLOCK_16X16;
1615
1616         // TODO(yunqingwang): If d16[j].var is very large, use 8x8 partition
1617         // size to further improve quality.
1618       }
1619
1620       is_larger_better = (d16[0]->var < thr) && (d16[1]->var < thr) &&
1621           (d16[2]->var < thr) && (d16[3]->var < thr);
1622
1623       // Use 32x32 partition
1624       if (is_larger_better) {
1625         use32x32 += 1;
1626
1627         for (j = 0; j < 4; j++) {
1628           d32[i].sse += d16[j]->sse;
1629           d32[i].sum += d16[j]->sum;
1630         }
1631
1632         d32[i].var = d32[i].sse - (((int64_t)d32[i].sum * d32[i].sum) >> 10);
1633
1634         index = coord_lookup[i*4].row * mis + coord_lookup[i*4].col;
1635         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
1636         mi_8x8[index]->mbmi.sb_type = BLOCK_32X32;
1637       }
1638     }
1639
1640     if (use32x32 == 4) {
1641       thr <<= 1;
1642       is_larger_better = (d32[0].var < thr) && (d32[1].var < thr) &&
1643           (d32[2].var < thr) && (d32[3].var < thr);
1644
1645       // Use 64x64 partition
1646       if (is_larger_better) {
1647         mi_8x8[0] = mi_upper_left;
1648         mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = BLOCK_64X64;
1649       }
1650     }
1651   } else {   // partial in-image SB64
1652     int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_16X16];
1653     int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_16X16];
1654     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw,
1655         row8x8_remaining, col8x8_remaining, BLOCK_16X16, mi_8x8);
1656   }
1657 }
1658
1659 static void update_state_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1660                             PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1661                             int mi_row, int mi_col, int bsize) {
1662   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1663   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1664   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1665   MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
1666   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
1667   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
1668   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->mbmi.sb_type];
1669   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->mbmi.sb_type];
1670   const int x_mis = MIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
1671   const int y_mis = MIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
1672
1673   *(xd->mi[0]) = ctx->mic;
1674
1675   if (seg->enabled && cpi->oxcf.aq_mode) {
1676     // For in frame complexity AQ or variance AQ, copy segment_id from
1677     // segmentation_map.
1678     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ ||
1679         cpi->oxcf.aq_mode == VARIANCE_AQ ) {
1680       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
1681                                                  : cm->last_frame_seg_map;
1682       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1683     } else {
1684     // Setting segmentation map for cyclic_refresh.
1685       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, mbmi, mi_row, mi_col, bsize,
1686                                         ctx->rate, ctx->dist, x->skip);
1687     }
1688     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1689   }
1690
1691   if (is_inter_block(mbmi)) {
1692     vp9_update_mv_count(td);
1693     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1694       const int pred_ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
1695       ++td->counts->switchable_interp[pred_ctx][mbmi->interp_filter];
1696     }
1697
1698     if (mbmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
1699       mbmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
1700       mbmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
1701     }
1702   }
1703
1704   if (cm->use_prev_frame_mvs) {
1705     MV_REF *const frame_mvs =
1706         cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
1707     int w, h;
1708
1709     for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
1710       MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
1711       for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
1712         MV_REF *const mv = frame_mv + w;
1713         mv->ref_frame[0] = mi->mbmi.ref_frame[0];
1714         mv->ref_frame[1] = mi->mbmi.ref_frame[1];
1715         mv->mv[0].as_int = mi->mbmi.mv[0].as_int;
1716         mv->mv[1].as_int = mi->mbmi.mv[1].as_int;
1717       }
1718     }
1719   }
1720
1721   x->skip = ctx->skip;
1722   x->skip_txfm[0] = mbmi->segment_id ? 0 : ctx->skip_txfm[0];
1723 }
1724
1725 static void encode_b_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1726                         const TileInfo *const tile,
1727                         TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1728                         int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1729                         PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1730   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1731   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
1732   update_state_rt(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize);
1733
1734 #if CONFIG_VP9_TEMPORAL_DENOISING
1735   if (cpi->oxcf.noise_sensitivity > 0 && output_enabled &&
1736       cpi->common.frame_type != KEY_FRAME) {
1737     vp9_denoiser_denoise(&cpi->denoiser, x, mi_row, mi_col,
1738                          MAX(BLOCK_8X8, bsize), ctx);
1739   }
1740 #endif
1741
1742   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
1743   update_stats(&cpi->common, td);
1744
1745   (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1746   (*tp)++;
1747 }
1748
1749 static void encode_sb_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
1750                          const TileInfo *const tile,
1751                          TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1752                          int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1753                          PC_TREE *pc_tree) {
1754   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1755   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1756   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1757
1758   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
1759   int ctx;
1760   PARTITION_TYPE partition;
1761   BLOCK_SIZE subsize;
1762
1763   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1764     return;
1765
1766   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1767     const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
1768     MODE_INFO ** mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
1769     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1770     subsize = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type;
1771   } else {
1772     ctx = 0;
1773     subsize = BLOCK_4X4;
1774   }
1775
1776   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1777   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
1778     td->counts->partition[ctx][partition]++;
1779
1780   switch (partition) {
1781     case PARTITION_NONE:
1782       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1783                   &pc_tree->none);
1784       break;
1785     case PARTITION_VERT:
1786       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1787                   &pc_tree->vertical[0]);
1788       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
1789         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1790                     subsize, &pc_tree->vertical[1]);
1791       }
1792       break;
1793     case PARTITION_HORZ:
1794       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1795                   &pc_tree->horizontal[0]);
1796       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
1797         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1798                     subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
1799       }
1800       break;
1801     case PARTITION_SPLIT:
1802       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1803       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1804                    pc_tree->split[0]);
1805       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1806                    subsize, pc_tree->split[1]);
1807       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1808                    subsize, pc_tree->split[2]);
1809       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs,
1810                    output_enabled, subsize, pc_tree->split[3]);
1811       break;
1812     default:
1813       assert(0 && "Invalid partition type.");
1814       break;
1815   }
1816
1817   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1818     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1819 }
1820
1821 static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
1822                              ThreadData *td,
1823                              TileDataEnc *tile_data,
1824                              MODE_INFO **mi_8x8, TOKENEXTRA **tp,
1825                              int mi_row, int mi_col,
1826                              BLOCK_SIZE bsize,
1827                              int *rate, int64_t *dist,
1828                              int do_recon, PC_TREE *pc_tree) {
1829   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1830   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
1831   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1832   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1833   const int mis = cm->mi_stride;
1834   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
1835   const int mi_step = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
1836   const int bss = (1 << bsl) / 4;
1837   int i, pl;
1838   PARTITION_TYPE partition = PARTITION_NONE;
1839   BLOCK_SIZE subsize;
1840   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
1841   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
1842   RD_COST last_part_rdc, none_rdc, chosen_rdc;
1843   BLOCK_SIZE sub_subsize = BLOCK_4X4;
1844   int splits_below = 0;
1845   BLOCK_SIZE bs_type = mi_8x8[0]->mbmi.sb_type;
1846   int do_partition_search = 1;
1847   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
1848
1849   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1850     return;
1851
1852   assert(num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] ==
1853          num_4x4_blocks_high_lookup[bsize]);
1854
1855   vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1856   vp9_rd_cost_reset(&none_rdc);
1857   vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
1858
1859   partition = partition_lookup[bsl][bs_type];
1860   subsize = get_subsize(bsize, partition);
1861
1862   pc_tree->partitioning = partition;
1863   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1864
1865   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode) {
1866     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
1867     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1868   }
1869
1870   if (do_partition_search &&
1871       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
1872       cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame) {
1873     // Check if any of the sub blocks are further split.
1874     if (partition == PARTITION_SPLIT && subsize > BLOCK_8X8) {
1875       sub_subsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
1876       splits_below = 1;
1877       for (i = 0; i < 4; i++) {
1878         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1879         MODE_INFO *this_mi = mi_8x8[jj * bss * mis + ii * bss];
1880         if (this_mi && this_mi->mbmi.sb_type >= sub_subsize) {
1881           splits_below = 0;
1882         }
1883       }
1884     }
1885
1886     // If partition is not none try none unless each of the 4 splits are split
1887     // even further..
1888     if (partition != PARTITION_NONE && !splits_below &&
1889         mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
1890         mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1891       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
1892       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &none_rdc, bsize,
1893                        ctx, INT64_MAX);
1894
1895       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1896
1897       if (none_rdc.rate < INT_MAX) {
1898         none_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
1899         none_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, none_rdc.rate,
1900                                  none_rdc.dist);
1901       }
1902
1903       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1904       mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bs_type;
1905       pc_tree->partitioning = partition;
1906     }
1907   }
1908
1909   switch (partition) {
1910     case PARTITION_NONE:
1911       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1912                        bsize, ctx, INT64_MAX);
1913       break;
1914     case PARTITION_HORZ:
1915       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1916                        subsize, &pc_tree->horizontal[0],
1917                        INT64_MAX);
1918       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX &&
1919           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows) {
1920         RD_COST tmp_rdc;
1921         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
1922         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
1923         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
1924         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
1925         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x,
1926                          mi_row + (mi_step >> 1), mi_col, &tmp_rdc,
1927                          subsize, &pc_tree->horizontal[1], INT64_MAX);
1928         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1929           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1930           break;
1931         }
1932         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1933         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1934         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
1935       }
1936       break;
1937     case PARTITION_VERT:
1938       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1939                        subsize, &pc_tree->vertical[0], INT64_MAX);
1940       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX &&
1941           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1942         RD_COST tmp_rdc;
1943         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->vertical[0];
1944         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
1945         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
1946         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
1947         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x,
1948                          mi_row, mi_col + (mi_step >> 1), &tmp_rdc,
1949                          subsize, &pc_tree->vertical[bsize > BLOCK_8X8],
1950                          INT64_MAX);
1951         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1952           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1953           break;
1954         }
1955         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1956         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1957         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
1958       }
1959       break;
1960     case PARTITION_SPLIT:
1961       if (bsize == BLOCK_8X8) {
1962         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1963                          subsize, pc_tree->leaf_split[0], INT64_MAX);
1964         break;
1965       }
1966       last_part_rdc.rate = 0;
1967       last_part_rdc.dist = 0;
1968       last_part_rdc.rdcost = 0;
1969       for (i = 0; i < 4; i++) {
1970         int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
1971         int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
1972         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1973         RD_COST tmp_rdc;
1974         if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
1975           continue;
1976
1977         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
1978         rd_use_partition(cpi, td, tile_data,
1979                          mi_8x8 + jj * bss * mis + ii * bss, tp,
1980                          mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize,
1981                          &tmp_rdc.rate, &tmp_rdc.dist,
1982                          i != 3, pc_tree->split[i]);
1983         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1984           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1985           break;
1986         }
1987         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1988         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1989       }
1990       break;
1991     default:
1992       assert(0);
1993       break;
1994   }
1995
1996   pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1997   if (last_part_rdc.rate < INT_MAX) {
1998     last_part_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][partition];
1999     last_part_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2000                                   last_part_rdc.rate, last_part_rdc.dist);
2001   }
2002
2003   if (do_partition_search
2004       && cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame
2005       && cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION
2006       && partition != PARTITION_SPLIT && bsize > BLOCK_8X8
2007       && (mi_row + mi_step < cm->mi_rows ||
2008           mi_row + (mi_step >> 1) == cm->mi_rows)
2009       && (mi_col + mi_step < cm->mi_cols ||
2010           mi_col + (mi_step >> 1) == cm->mi_cols)) {
2011     BLOCK_SIZE split_subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2012     chosen_rdc.rate = 0;
2013     chosen_rdc.dist = 0;
2014     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2015     pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
2016
2017     // Split partition.
2018     for (i = 0; i < 4; i++) {
2019       int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
2020       int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
2021       RD_COST tmp_rdc;
2022       ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2023       PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2024
2025       if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
2026         continue;
2027
2028       save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2029       pc_tree->split[i]->partitioning = PARTITION_NONE;
2030       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x,
2031                        mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, &tmp_rdc,
2032                        split_subsize, &pc_tree->split[i]->none, INT64_MAX);
2033
2034       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2035
2036       if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2037         vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
2038         break;
2039       }
2040
2041       chosen_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2042       chosen_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2043
2044       if (i != 3)
2045         encode_sb(cpi, td, tile_info, tp,  mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, 0,
2046                   split_subsize, pc_tree->split[i]);
2047
2048       pl = partition_plane_context(xd, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2049                                    split_subsize);
2050       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2051     }
2052     pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2053     if (chosen_rdc.rate < INT_MAX) {
2054       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2055       chosen_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2056                                  chosen_rdc.rate, chosen_rdc.dist);
2057     }
2058   }
2059
2060   // If last_part is better set the partitioning to that.
2061   if (last_part_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
2062     mi_8x8[0]->mbmi.sb_type = bsize;
2063     if (bsize >= BLOCK_8X8)
2064       pc_tree->partitioning = partition;
2065     chosen_rdc = last_part_rdc;
2066   }
2067   // If none was better set the partitioning to that.
2068   if (none_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
2069     if (bsize >= BLOCK_8X8)
2070       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2071     chosen_rdc = none_rdc;
2072   }
2073
2074   restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2075
2076   // We must have chosen a partitioning and encoding or we'll fail later on.
2077   // No other opportunities for success.
2078   if (bsize == BLOCK_64X64)
2079     assert(chosen_rdc.rate < INT_MAX && chosen_rdc.dist < INT64_MAX);
2080
2081   if (do_recon) {
2082     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2083     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
2084               pc_tree);
2085   }
2086
2087   *rate = chosen_rdc.rate;
2088   *dist = chosen_rdc.dist;
2089 }
2090
2091 static const BLOCK_SIZE min_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
2092   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
2093   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
2094   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,
2095   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
2096   BLOCK_16X16
2097 };
2098
2099 static const BLOCK_SIZE max_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
2100   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
2101   BLOCK_16X16, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
2102   BLOCK_32X32, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
2103   BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
2104   BLOCK_64X64
2105 };
2106
2107 // Look at all the mode_info entries for blocks that are part of this
2108 // partition and find the min and max values for sb_type.
2109 // At the moment this is designed to work on a 64x64 SB but could be
2110 // adjusted to use a size parameter.
2111 //
2112 // The min and max are assumed to have been initialized prior to calling this
2113 // function so repeat calls can accumulate a min and max of more than one sb64.
2114 static void get_sb_partition_size_range(MACROBLOCKD *xd, MODE_INFO **mi_8x8,
2115                                         BLOCK_SIZE *min_block_size,
2116                                         BLOCK_SIZE *max_block_size,
2117                                         int bs_hist[BLOCK_SIZES]) {
2118   int sb_width_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
2119   int sb_height_in_blocks  = MI_BLOCK_SIZE;
2120   int i, j;
2121   int index = 0;
2122
2123   // Check the sb_type for each block that belongs to this region.
2124   for (i = 0; i < sb_height_in_blocks; ++i) {
2125     for (j = 0; j < sb_width_in_blocks; ++j) {
2126       MODE_INFO *mi = mi_8x8[index+j];
2127       BLOCK_SIZE sb_type = mi ? mi->mbmi.sb_type : 0;
2128       bs_hist[sb_type]++;
2129       *min_block_size = MIN(*min_block_size, sb_type);
2130       *max_block_size = MAX(*max_block_size, sb_type);
2131     }
2132     index += xd->mi_stride;
2133   }
2134 }
2135
2136 // Next square block size less or equal than current block size.
2137 static const BLOCK_SIZE next_square_size[BLOCK_SIZES] = {
2138   BLOCK_4X4, BLOCK_4X4, BLOCK_4X4,
2139   BLOCK_8X8, BLOCK_8X8, BLOCK_8X8,
2140   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
2141   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
2142   BLOCK_64X64
2143 };
2144
2145 // Look at neighboring blocks and set a min and max partition size based on
2146 // what they chose.
2147 static void rd_auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2148                                     MACROBLOCKD *const xd,
2149                                     int mi_row, int mi_col,
2150                                     BLOCK_SIZE *min_block_size,
2151                                     BLOCK_SIZE *max_block_size) {
2152   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2153   MODE_INFO **mi = xd->mi;
2154   const int left_in_image = xd->left_available && mi[-1];
2155   const int above_in_image = xd->up_available && mi[-xd->mi_stride];
2156   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2157   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2158   int bh, bw;
2159   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_4X4;
2160   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_64X64;
2161   int bs_hist[BLOCK_SIZES] = {0};
2162
2163   // Trap case where we do not have a prediction.
2164   if (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2165     // Default "min to max" and "max to min"
2166     min_size = BLOCK_64X64;
2167     max_size = BLOCK_4X4;
2168
2169     // NOTE: each call to get_sb_partition_size_range() uses the previous
2170     // passed in values for min and max as a starting point.
2171     // Find the min and max partition used in previous frame at this location
2172     if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2173       MODE_INFO **prev_mi =
2174           &cm->prev_mi_grid_visible[mi_row * xd->mi_stride + mi_col];
2175       get_sb_partition_size_range(xd, prev_mi, &min_size, &max_size, bs_hist);
2176     }
2177     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64
2178     if (left_in_image) {
2179       MODE_INFO **left_sb64_mi = &mi[-MI_BLOCK_SIZE];
2180       get_sb_partition_size_range(xd, left_sb64_mi, &min_size, &max_size,
2181                                   bs_hist);
2182     }
2183     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
2184     if (above_in_image) {
2185       MODE_INFO **above_sb64_mi = &mi[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE];
2186       get_sb_partition_size_range(xd, above_sb64_mi, &min_size, &max_size,
2187                                   bs_hist);
2188     }
2189
2190     // Adjust observed min and max for "relaxed" auto partition case.
2191     if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size == RELAXED_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
2192       min_size = min_partition_size[min_size];
2193       max_size = max_partition_size[max_size];
2194     }
2195   }
2196
2197   // Check border cases where max and min from neighbors may not be legal.
2198   max_size = find_partition_size(max_size,
2199                                  row8x8_remaining, col8x8_remaining,
2200                                  &bh, &bw);
2201   min_size = MIN(min_size, max_size);
2202
2203   // When use_square_partition_only is true, make sure at least one square
2204   // partition is allowed by selecting the next smaller square size as
2205   // *min_block_size.
2206   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
2207       next_square_size[max_size] < min_size) {
2208      min_size = next_square_size[max_size];
2209   }
2210
2211   *min_block_size = min_size;
2212   *max_block_size = max_size;
2213 }
2214
2215 static void auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2216                                  MACROBLOCKD *const xd,
2217                                  int mi_row, int mi_col,
2218                                  BLOCK_SIZE *min_block_size,
2219                                  BLOCK_SIZE *max_block_size) {
2220   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2221   MODE_INFO **mi_8x8 = xd->mi;
2222   const int left_in_image = xd->left_available && mi_8x8[-1];
2223   const int above_in_image = xd->up_available && mi_8x8[-xd->mi_stride];
2224   int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2225   int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2226   int bh, bw;
2227   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_32X32;
2228   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_8X8;
2229   int bsl = mi_width_log2_lookup[BLOCK_64X64];
2230   const int search_range_ctrl = (((mi_row + mi_col) >> bsl) +
2231                        get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) & 0x1;
2232   // Trap case where we do not have a prediction.
2233   if (search_range_ctrl &&
2234       (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME)) {
2235     int block;
2236     MODE_INFO **mi;
2237     BLOCK_SIZE sb_type;
2238
2239     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64.
2240     if (left_in_image) {
2241       MODE_INFO *cur_mi;
2242       mi = &mi_8x8[-1];
2243       for (block = 0; block < MI_BLOCK_SIZE; ++block) {
2244         cur_mi = mi[block * xd->mi_stride];
2245         sb_type = cur_mi ? cur_mi->mbmi.sb_type : 0;
2246         min_size = MIN(min_size, sb_type);
2247         max_size = MAX(max_size, sb_type);
2248       }
2249     }
2250     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
2251     if (above_in_image) {
2252       mi = &mi_8x8[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE];
2253       for (block = 0; block < MI_BLOCK_SIZE; ++block) {
2254         sb_type = mi[block] ? mi[block]->mbmi.sb_type : 0;
2255         min_size = MIN(min_size, sb_type);
2256         max_size = MAX(max_size, sb_type);
2257       }
2258     }
2259
2260     min_size = min_partition_size[min_size];
2261     max_size = find_partition_size(max_size, row8x8_remaining, col8x8_remaining,
2262                                    &bh, &bw);
2263     min_size = MIN(min_size, max_size);
2264     min_size = MAX(min_size, BLOCK_8X8);
2265     max_size = MIN(max_size, BLOCK_32X32);
2266   } else {
2267     min_size = BLOCK_8X8;
2268     max_size = BLOCK_32X32;
2269   }
2270
2271   *min_block_size = min_size;
2272   *max_block_size = max_size;
2273 }
2274
2275 // TODO(jingning) refactor functions setting partition search range
2276 static void set_partition_range(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
2277                                 int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
2278                                 BLOCK_SIZE *min_bs, BLOCK_SIZE *max_bs) {
2279   int mi_width  = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2280   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2281   int idx, idy;
2282
2283   MODE_INFO *mi;
2284   const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
2285   MODE_INFO **prev_mi = &cm->prev_mi_grid_visible[idx_str];
2286   BLOCK_SIZE bs, min_size, max_size;
2287
2288   min_size = BLOCK_64X64;
2289   max_size = BLOCK_4X4;
2290
2291   if (prev_mi) {
2292     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2293       for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2294         mi = prev_mi[idy * cm->mi_stride + idx];
2295         bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
2296         min_size = MIN(min_size, bs);
2297         max_size = MAX(max_size, bs);
2298       }
2299     }
2300   }
2301
2302   if (xd->left_available) {
2303     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2304       mi = xd->mi[idy * cm->mi_stride - 1];
2305       bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
2306       min_size = MIN(min_size, bs);
2307       max_size = MAX(max_size, bs);
2308     }
2309   }
2310
2311   if (xd->up_available) {
2312     for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2313       mi = xd->mi[idx - cm->mi_stride];
2314       bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
2315       min_size = MIN(min_size, bs);
2316       max_size = MAX(max_size, bs);
2317     }
2318   }
2319
2320   if (min_size == max_size) {
2321     min_size = min_partition_size[min_size];
2322     max_size = max_partition_size[max_size];
2323   }
2324
2325   *min_bs = min_size;
2326   *max_bs = max_size;
2327 }
2328
2329 static INLINE void store_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2330   memcpy(ctx->pred_mv, x->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2331 }
2332
2333 static INLINE void load_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2334   memcpy(x->pred_mv, ctx->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2335 }
2336
2337 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2338 const int num_16x16_blocks_wide_lookup[BLOCK_SIZES] =
2339   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 4, 4};
2340 const int num_16x16_blocks_high_lookup[BLOCK_SIZES] =
2341   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 2, 4, 2, 4};
2342 const int qindex_skip_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] =
2343   {0, 10, 10, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 90, 100, 100, 120};
2344 const int qindex_split_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] =
2345   {0, 3, 3, 7, 15, 15, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 120};
2346 const int complexity_16x16_blocks_threshold[BLOCK_SIZES] =
2347   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 4, 4, 6};
2348
2349 typedef enum {
2350   MV_ZERO = 0,
2351   MV_LEFT = 1,
2352   MV_UP = 2,
2353   MV_RIGHT = 3,
2354   MV_DOWN = 4,
2355   MV_INVALID
2356 } MOTION_DIRECTION;
2357
2358 static INLINE MOTION_DIRECTION get_motion_direction_fp(uint8_t fp_byte) {
2359   if (fp_byte & FPMB_MOTION_ZERO_MASK) {
2360     return MV_ZERO;
2361   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_LEFT_MASK) {
2362     return MV_LEFT;
2363   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_RIGHT_MASK) {
2364     return MV_RIGHT;
2365   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_UP_MASK) {
2366     return MV_UP;
2367   } else {
2368     return MV_DOWN;
2369   }
2370 }
2371
2372 static INLINE int get_motion_inconsistency(MOTION_DIRECTION this_mv,
2373                                            MOTION_DIRECTION that_mv) {
2374   if (this_mv == that_mv) {
2375     return 0;
2376   } else {
2377     return abs(this_mv - that_mv) == 2 ? 2 : 1;
2378   }
2379 }
2380 #endif
2381
2382 // TODO(jingning,jimbankoski,rbultje): properly skip partition types that are
2383 // unlikely to be selected depending on previous rate-distortion optimization
2384 // results, for encoding speed-up.
2385 static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2386                               TileDataEnc *tile_data,
2387                               TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
2388                               BLOCK_SIZE bsize, RD_COST *rd_cost,
2389                               int64_t best_rd, PC_TREE *pc_tree) {
2390   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2391   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2392   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2393   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2394   const int mi_step = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2395   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2396   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2397   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
2398   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
2399   int i, pl;
2400   BLOCK_SIZE subsize;
2401   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
2402   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
2403   int do_rect = 1;
2404
2405   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
2406   const int force_horz_split = (mi_row + mi_step >= cm->mi_rows);
2407   const int force_vert_split = (mi_col + mi_step >= cm->mi_cols);
2408   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
2409   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
2410
2411   BLOCK_SIZE min_size = x->min_partition_size;
2412   BLOCK_SIZE max_size = x->max_partition_size;
2413
2414 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2415   unsigned int src_diff_var = UINT_MAX;
2416   int none_complexity = 0;
2417 #endif
2418
2419   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
2420   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
2421                                bsize >= BLOCK_8X8;
2422   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
2423                                bsize >= BLOCK_8X8;
2424   (void) *tp_orig;
2425
2426   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2427              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
2428
2429   vp9_rd_cost_init(&this_rdc);
2430   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
2431   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
2432   best_rdc.rdcost = best_rd;
2433
2434   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2435
2436   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode)
2437     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
2438
2439   if (cpi->sf.cb_partition_search && bsize == BLOCK_16X16) {
2440     int cb_partition_search_ctrl = ((pc_tree->index == 0 || pc_tree->index == 3)
2441         + get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) & 0x1;
2442
2443     if (cb_partition_search_ctrl && bsize > min_size && bsize < max_size)
2444       set_partition_range(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize, &min_size, &max_size);
2445   }
2446
2447   // Determine partition types in search according to the speed features.
2448   // The threshold set here has to be of square block size.
2449   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2450     partition_none_allowed &= (bsize <= max_size && bsize >= min_size);
2451     partition_horz_allowed &= ((bsize <= max_size && bsize > min_size) ||
2452                                 force_horz_split);
2453     partition_vert_allowed &= ((bsize <= max_size && bsize > min_size) ||
2454                                 force_vert_split);
2455     do_split &= bsize > min_size;
2456   }
2457   if (cpi->sf.use_square_partition_only) {
2458     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2459     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2460   }
2461
2462   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2463
2464 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2465   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
2466     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2467     src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &x->plane[0].src,
2468                                                   mi_row, mi_col, bsize);
2469   }
2470 #endif
2471
2472 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2473   // Decide whether we shall split directly and skip searching NONE by using
2474   // the first pass block statistics
2475   if (cpi->use_fp_mb_stats && bsize >= BLOCK_32X32 && do_split &&
2476       partition_none_allowed && src_diff_var > 4 &&
2477       cm->base_qindex < qindex_split_threshold_lookup[bsize]) {
2478     int mb_row = mi_row >> 1;
2479     int mb_col = mi_col >> 1;
2480     int mb_row_end =
2481         MIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
2482     int mb_col_end =
2483         MIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
2484     int r, c;
2485
2486     // compute a complexity measure, basically measure inconsistency of motion
2487     // vectors obtained from the first pass in the current block
2488     for (r = mb_row; r < mb_row_end ; r++) {
2489       for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
2490         const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
2491
2492         MOTION_DIRECTION this_mv;
2493         MOTION_DIRECTION right_mv;
2494         MOTION_DIRECTION bottom_mv;
2495
2496         this_mv =
2497             get_motion_direction_fp(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index]);
2498
2499         // to its right
2500         if (c != mb_col_end - 1) {
2501           right_mv = get_motion_direction_fp(
2502               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + 1]);
2503           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, right_mv);
2504         }
2505
2506         // to its bottom
2507         if (r != mb_row_end - 1) {
2508           bottom_mv = get_motion_direction_fp(
2509               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + cm->mb_cols]);
2510           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, bottom_mv);
2511         }
2512
2513         // do not count its left and top neighbors to avoid double counting
2514       }
2515     }
2516
2517     if (none_complexity > complexity_16x16_blocks_threshold[bsize]) {
2518       partition_none_allowed = 0;
2519     }
2520   }
2521 #endif
2522
2523   // PARTITION_NONE
2524   if (partition_none_allowed) {
2525     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
2526                      &this_rdc, bsize, ctx, best_rdc.rdcost);
2527     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
2528       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2529         pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2530         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2531         this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2532                                  this_rdc.rate, this_rdc.dist);
2533       }
2534
2535       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2536         int64_t dist_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_dist_thr;
2537         int rate_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_rate_thr;
2538
2539         best_rdc = this_rdc;
2540         if (bsize >= BLOCK_8X8)
2541           pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2542
2543         // Adjust dist breakout threshold according to the partition size.
2544         dist_breakout_thr >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
2545             b_height_log2_lookup[bsize]);
2546
2547         rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
2548
2549         // If all y, u, v transform blocks in this partition are skippable, and
2550         // the dist & rate are within the thresholds, the partition search is
2551         // terminated for current branch of the partition search tree.
2552         // The dist & rate thresholds are set to 0 at speed 0 to disable the
2553         // early termination at that speed.
2554         if (!x->e_mbd.lossless &&
2555             (ctx->skippable && best_rdc.dist < dist_breakout_thr &&
2556             best_rdc.rate < rate_breakout_thr)) {
2557           do_split = 0;
2558           do_rect = 0;
2559         }
2560
2561 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2562         // Check if every 16x16 first pass block statistics has zero
2563         // motion and the corresponding first pass residue is small enough.
2564         // If that is the case, check the difference variance between the
2565         // current frame and the last frame. If the variance is small enough,
2566         // stop further splitting in RD optimization
2567         if (cpi->use_fp_mb_stats && do_split != 0 &&
2568             cm->base_qindex > qindex_skip_threshold_lookup[bsize]) {
2569           int mb_row = mi_row >> 1;
2570           int mb_col = mi_col >> 1;
2571           int mb_row_end =
2572               MIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
2573           int mb_col_end =
2574               MIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
2575           int r, c;
2576
2577           int skip = 1;
2578           for (r = mb_row; r < mb_row_end; r++) {
2579             for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
2580               const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
2581               if (!(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
2582                     FPMB_MOTION_ZERO_MASK) ||
2583                   !(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
2584                     FPMB_ERROR_SMALL_MASK)) {
2585                 skip = 0;
2586                 break;
2587               }
2588             }
2589             if (skip == 0) {
2590               break;
2591             }
2592           }
2593           if (skip) {
2594             if (src_diff_var == UINT_MAX) {
2595               set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2596               src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(
2597                   cpi, &x->plane[0].src, mi_row, mi_col, bsize);
2598             }
2599             if (src_diff_var < 8) {
2600               do_split = 0;
2601               do_rect = 0;
2602             }
2603           }
2604         }
2605 #endif
2606       }
2607     }
2608     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2609   }
2610
2611   // store estimated motion vector
2612   if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2613     store_pred_mv(x, ctx);
2614
2615   // PARTITION_SPLIT
2616   // TODO(jingning): use the motion vectors given by the above search as
2617   // the starting point of motion search in the following partition type check.
2618   if (do_split) {
2619     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2620     if (bsize == BLOCK_8X8) {
2621       i = 4;
2622       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && partition_none_allowed)
2623         pc_tree->leaf_split[0]->pred_interp_filter =
2624             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2625       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2626                        pc_tree->leaf_split[0], best_rdc.rdcost);
2627       if (sum_rdc.rate == INT_MAX)
2628         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2629     } else {
2630       for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
2631       const int x_idx = (i & 1) * mi_step;
2632       const int y_idx = (i >> 1) * mi_step;
2633
2634         if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
2635           continue;
2636
2637         if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2638           load_pred_mv(x, ctx);
2639
2640         pc_tree->split[i]->index = i;
2641         rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp,
2642                           mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2643                           subsize, &this_rdc,
2644                           best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
2645
2646         if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2647           sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2648           break;
2649         } else {
2650           sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2651           sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2652           sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2653         }
2654       }
2655     }
2656
2657     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && i == 4) {
2658       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2659       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2660       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2661                               sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2662
2663       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2664         best_rdc = sum_rdc;
2665         pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
2666       }
2667     } else {
2668       // skip rectangular partition test when larger block size
2669       // gives better rd cost
2670       if (cpi->sf.less_rectangular_check)
2671         do_rect &= !partition_none_allowed;
2672     }
2673     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2674   }
2675
2676   // PARTITION_HORZ
2677   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
2678     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
2679     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2680       load_pred_mv(x, ctx);
2681     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2682         partition_none_allowed)
2683       pc_tree->horizontal[0].pred_interp_filter =
2684           ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2685     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2686                      &pc_tree->horizontal[0], best_rdc.rdcost);
2687
2688     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + mi_step < cm->mi_rows &&
2689         bsize > BLOCK_8X8) {
2690       PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
2691       update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2692       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2693
2694       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2695         load_pred_mv(x, ctx);
2696       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2697           partition_none_allowed)
2698         pc_tree->horizontal[1].pred_interp_filter =
2699             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2700       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + mi_step, mi_col,
2701                        &this_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1],
2702                        best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
2703       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2704         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2705       } else {
2706         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2707         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2708         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2709       }
2710     }
2711
2712     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2713       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2714       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
2715       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2716       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2717         best_rdc = sum_rdc;
2718         pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
2719       }
2720     }
2721     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2722   }
2723   // PARTITION_VERT
2724   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
2725     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
2726
2727     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2728       load_pred_mv(x, ctx);
2729     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2730         partition_none_allowed)
2731       pc_tree->vertical[0].pred_interp_filter =
2732           ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2733     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2734                      &pc_tree->vertical[0], best_rdc.rdcost);
2735     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + mi_step < cm->mi_cols &&
2736         bsize > BLOCK_8X8) {
2737       update_state(cpi, td, &pc_tree->vertical[0], mi_row, mi_col, subsize, 0);
2738       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize,
2739                         &pc_tree->vertical[0]);
2740
2741       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2742         load_pred_mv(x, ctx);
2743       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2744           partition_none_allowed)
2745         pc_tree->vertical[1].pred_interp_filter =
2746             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2747       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + mi_step,
2748                        &this_rdc, subsize,
2749                        &pc_tree->vertical[1], best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
2750       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2751         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2752       } else {
2753         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2754         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2755         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2756       }
2757     }
2758
2759     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2760       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2761       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
2762       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2763                               sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2764       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2765         best_rdc = sum_rdc;
2766         pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
2767       }
2768     }
2769     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2770   }
2771
2772   // TODO(jbb): This code added so that we avoid static analysis
2773   // warning related to the fact that best_rd isn't used after this
2774   // point.  This code should be refactored so that the duplicate
2775   // checks occur in some sub function and thus are used...
2776   (void) best_rd;
2777   *rd_cost = best_rdc;
2778
2779
2780   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX &&
2781       pc_tree->index != 3) {
2782     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2783     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
2784               bsize, pc_tree);
2785   }
2786
2787   if (bsize == BLOCK_64X64) {
2788     assert(tp_orig < *tp);
2789     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
2790     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
2791   } else {
2792     assert(tp_orig == *tp);
2793   }
2794 }
2795
2796 static void encode_rd_sb_row(VP9_COMP *cpi,
2797                              ThreadData *td,
2798                              TileDataEnc *tile_data,
2799                              int mi_row,
2800                              TOKENEXTRA **tp) {
2801   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2802   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2803   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2804   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2805   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
2806   int mi_col;
2807
2808   // Initialize the left context for the new SB row
2809   memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
2810   memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
2811
2812   // Code each SB in the row
2813   for (mi_col = tile_info->mi_col_start; mi_col < tile_info->mi_col_end;
2814        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
2815     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
2816     int dummy_rate;
2817     int64_t dummy_dist;
2818     RD_COST dummy_rdc;
2819     int i;
2820     int seg_skip = 0;
2821
2822     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
2823     MODE_INFO **mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
2824
2825     if (sf->adaptive_pred_interp_filter) {
2826       for (i = 0; i < 64; ++i)
2827         td->leaf_tree[i].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2828
2829       for (i = 0; i < 64; ++i) {
2830         td->pc_tree[i].vertical[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2831         td->pc_tree[i].vertical[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2832         td->pc_tree[i].horizontal[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2833         td->pc_tree[i].horizontal[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2834       }
2835     }
2836
2837     vp9_zero(x->pred_mv);
2838     td->pc_root->index = 0;
2839
2840     if (seg->enabled) {
2841       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
2842                                                  : cm->last_frame_seg_map;
2843       int segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
2844       seg_skip = vp9_segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
2845     }
2846
2847     x->source_variance = UINT_MAX;
2848     if (sf->partition_search_type == FIXED_PARTITION || seg_skip) {
2849       const BLOCK_SIZE bsize =
2850           seg_skip ? BLOCK_64X64 : sf->always_this_block_size;
2851       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2852       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
2853       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
2854                        BLOCK_64X64, &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
2855     } else if (cpi->partition_search_skippable_frame) {
2856       BLOCK_SIZE bsize;
2857       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2858       bsize = get_rd_var_based_fixed_partition(cpi, x, mi_row, mi_col);
2859       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
2860       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
2861                        BLOCK_64X64, &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
2862     } else if (sf->partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION &&
2863                cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2864       choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
2865       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
2866                        BLOCK_64X64, &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
2867     } else {
2868       // If required set upper and lower partition size limits
2869       if (sf->auto_min_max_partition_size) {
2870         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2871         rd_auto_partition_range(cpi, tile_info, xd, mi_row, mi_col,
2872                                 &x->min_partition_size,
2873                                 &x->max_partition_size);
2874       }
2875       rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2876                         &dummy_rdc, INT64_MAX, td->pc_root);
2877     }
2878   }
2879 }
2880
2881 static void init_encode_frame_mb_context(VP9_COMP *cpi) {
2882   MACROBLOCK *const x = &cpi->td.mb;
2883   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2884   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2885   const int aligned_mi_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols);
2886
2887   // Copy data over into macro block data structures.
2888   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, 0, 0);
2889
2890   vp9_setup_block_planes(&x->e_mbd, cm->subsampling_x, cm->subsampling_y);
2891
2892   // Note: this memset assumes above_context[0], [1] and [2]
2893   // are allocated as part of the same buffer.
2894   memset(xd->above_context[0], 0,
2895          sizeof(*xd->above_context[0]) *
2896          2 * aligned_mi_cols * MAX_MB_PLANE);
2897   memset(xd->above_seg_context, 0,
2898          sizeof(*xd->above_seg_context) * aligned_mi_cols);
2899 }
2900
2901 static int check_dual_ref_flags(VP9_COMP *cpi) {
2902   const int ref_flags = cpi->ref_frame_flags;
2903
2904   if (vp9_segfeature_active(&cpi->common.seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
2905     return 0;
2906   } else {
2907     return (!!(ref_flags & VP9_GOLD_FLAG) + !!(ref_flags & VP9_LAST_FLAG)
2908         + !!(ref_flags & VP9_ALT_FLAG)) >= 2;
2909   }
2910 }
2911
2912 static void reset_skip_tx_size(VP9_COMMON *cm, TX_SIZE max_tx_size) {
2913   int mi_row, mi_col;
2914   const int mis = cm->mi_stride;
2915   MODE_INFO **mi_ptr = cm->mi_grid_visible;
2916
2917   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; ++mi_row, mi_ptr += mis) {
2918     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; ++mi_col) {
2919       if (mi_ptr[mi_col]->mbmi.tx_size > max_tx_size)
2920         mi_ptr[mi_col]->mbmi.tx_size = max_tx_size;
2921     }
2922   }
2923 }
2924
2925 static MV_REFERENCE_FRAME get_frame_type(const VP9_COMP *cpi) {
2926   if (frame_is_intra_only(&cpi->common))
2927     return INTRA_FRAME;
2928   else if (cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && cpi->refresh_golden_frame)
2929     return ALTREF_FRAME;
2930   else if (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)
2931     return GOLDEN_FRAME;
2932   else
2933     return LAST_FRAME;
2934 }
2935
2936 static TX_MODE select_tx_mode(const VP9_COMP *cpi, MACROBLOCKD *const xd) {
2937   if (xd->lossless)
2938     return ONLY_4X4;
2939   if (cpi->common.frame_type == KEY_FRAME &&
2940       cpi->sf.use_nonrd_pick_mode &&
2941       cpi->sf.partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION)
2942     return ALLOW_16X16;
2943   if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL)
2944     return ALLOW_32X32;
2945   else if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_FULL_RD||
2946            cpi->sf.tx_size_search_method == USE_TX_8X8)
2947     return TX_MODE_SELECT;
2948   else
2949     return cpi->common.tx_mode;
2950 }
2951
2952 static void hybrid_intra_mode_search(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *const x,
2953                                      RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
2954                                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2955   if (bsize < BLOCK_16X16)
2956     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, INT64_MAX);
2957   else
2958     vp9_pick_intra_mode(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
2959 }
2960
2961 static void nonrd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi,
2962                                 TileDataEnc *tile_data, MACROBLOCK *const x,
2963                                 int mi_row, int mi_col, RD_COST *rd_cost,
2964                                 BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2965   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2966   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2967   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2968   MB_MODE_INFO *mbmi;
2969   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2970   mbmi = &xd->mi[0]->mbmi;
2971   mbmi->sb_type = bsize;
2972
2973   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled)
2974     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(mbmi->segment_id))
2975       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
2976
2977   if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
2978     hybrid_intra_mode_search(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
2979   else if (vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
2980     set_mode_info_seg_skip(x, cm->tx_mode, rd_cost, bsize);
2981   else if (bsize >= BLOCK_8X8)
2982     vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile_data, mi_row, mi_col,
2983                         rd_cost, bsize, ctx);
2984   else
2985     vp9_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, x, tile_data, mi_row, mi_col,
2986                                rd_cost, bsize, ctx);
2987
2988   duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2989
2990   if (rd_cost->rate == INT_MAX)
2991     vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
2992
2993   ctx->rate = rd_cost->rate;
2994   ctx->dist = rd_cost->dist;
2995 }
2996
2997 static void fill_mode_info_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCK *x,
2998                               int mi_row, int mi_col,
2999                               BLOCK_SIZE bsize,
3000                               PC_TREE *pc_tree) {
3001   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
3002   int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3003   PARTITION_TYPE partition = pc_tree->partitioning;
3004   BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, partition);
3005
3006   assert(bsize >= BLOCK_8X8);
3007
3008   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
3009     return;
3010
3011   switch (partition) {
3012     case PARTITION_NONE:
3013       set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
3014       *(xd->mi[0]) = pc_tree->none.mic;
3015       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
3016       break;
3017     case PARTITION_VERT:
3018       set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
3019       *(xd->mi[0]) = pc_tree->vertical[0].mic;
3020       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
3021
3022       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
3023         set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs);
3024         *(xd->mi[0]) = pc_tree->vertical[1].mic;
3025         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs, subsize);
3026       }
3027       break;
3028     case PARTITION_HORZ:
3029       set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
3030       *(xd->mi[0]) = pc_tree->horizontal[0].mic;
3031       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
3032       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3033         set_mode_info_offsets(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col);
3034         *(xd->mi[0]) = pc_tree->horizontal[1].mic;
3035         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col, subsize);
3036       }
3037       break;
3038     case PARTITION_SPLIT: {
3039       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, subsize, pc_tree->split[0]);
3040       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col + hbs, subsize,
3041                         pc_tree->split[1]);
3042       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col, subsize,
3043                         pc_tree->split[2]);
3044       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
3045                         pc_tree->split[3]);
3046       break;
3047     }
3048     default:
3049       break;
3050   }
3051 }
3052
3053 // Reset the prediction pixel ready flag recursively.
3054 static void pred_pixel_ready_reset(PC_TREE *pc_tree, BLOCK_SIZE bsize) {
3055   pc_tree->none.pred_pixel_ready = 0;
3056   pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 0;
3057   pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 0;
3058   pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 0;
3059   pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 0;
3060
3061   if (bsize > BLOCK_8X8) {
3062     BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3063     int i;
3064     for (i = 0; i < 4; ++i)
3065       pred_pixel_ready_reset(pc_tree->split[i], subsize);
3066   }
3067 }
3068
3069 static void nonrd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3070                                  TileDataEnc *tile_data,
3071                                  TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
3072                                  int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, RD_COST *rd_cost,
3073                                  int do_recon, int64_t best_rd,
3074                                  PC_TREE *pc_tree) {
3075   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3076   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3077   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3078   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3079   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3080   const int ms = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
3081   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
3082   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
3083   int i;
3084   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
3085   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
3086   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
3087   int do_rect = 1;
3088   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
3089   const int force_horz_split = (mi_row + ms >= cm->mi_rows);
3090   const int force_vert_split = (mi_col + ms >= cm->mi_cols);
3091   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
3092   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
3093
3094   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
3095   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
3096                                bsize >= BLOCK_8X8;
3097   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
3098                                bsize >= BLOCK_8X8;
3099   (void) *tp_orig;
3100
3101   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
3102              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
3103
3104   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
3105   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
3106   best_rdc.rdcost = best_rd;
3107
3108   // Determine partition types in search according to the speed features.
3109   // The threshold set here has to be of square block size.
3110   if (sf->auto_min_max_partition_size) {
3111     partition_none_allowed &= (bsize <= x->max_partition_size &&
3112                                bsize >= x->min_partition_size);
3113     partition_horz_allowed &= ((bsize <= x->max_partition_size &&
3114                                 bsize > x->min_partition_size) ||
3115                                 force_horz_split);
3116     partition_vert_allowed &= ((bsize <= x->max_partition_size &&
3117                                 bsize > x->min_partition_size) ||
3118                                 force_vert_split);
3119     do_split &= bsize > x->min_partition_size;
3120   }
3121   if (sf->use_square_partition_only) {
3122     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
3123     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
3124   }
3125
3126   ctx->pred_pixel_ready = !(partition_vert_allowed ||
3127                             partition_horz_allowed ||
3128                             do_split);
3129
3130   // PARTITION_NONE
3131   if (partition_none_allowed) {
3132     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col,
3133                         &this_rdc, bsize, ctx);
3134     ctx->mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3135     ctx->skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3136     ctx->skip = x->skip;
3137
3138     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
3139       int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3140       this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
3141       this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
3142                               this_rdc.rate, this_rdc.dist);
3143       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3144         int64_t dist_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_dist_thr;
3145         int64_t rate_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_rate_thr;
3146
3147         dist_breakout_thr >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
3148             b_height_log2_lookup[bsize]);
3149
3150         rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
3151
3152         best_rdc = this_rdc;
3153         if (bsize >= BLOCK_8X8)
3154           pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
3155
3156         if (!x->e_mbd.lossless &&
3157             this_rdc.rate < rate_breakout_thr &&
3158             this_rdc.dist < dist_breakout_thr) {
3159           do_split = 0;
3160           do_rect = 0;
3161         }
3162       }
3163     }
3164   }
3165
3166   // store estimated motion vector
3167   store_pred_mv(x, ctx);
3168
3169   // PARTITION_SPLIT
3170   if (do_split) {
3171     int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3172     sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
3173     sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3174     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3175     for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
3176       const int x_idx = (i & 1) * ms;
3177       const int y_idx = (i >> 1) * ms;
3178
3179       if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
3180         continue;
3181       load_pred_mv(x, ctx);
3182       nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp,
3183                            mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
3184                            subsize, &this_rdc, 0,
3185                            best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
3186
3187       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3188         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3189       } else {
3190         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3191         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3192         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
3193       }
3194     }
3195
3196     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3197       best_rdc = sum_rdc;
3198       pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
3199     } else {
3200       // skip rectangular partition test when larger block size
3201       // gives better rd cost
3202       if (sf->less_rectangular_check)
3203         do_rect &= !partition_none_allowed;
3204     }
3205   }
3206
3207   // PARTITION_HORZ
3208   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
3209     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
3210     if (sf->adaptive_motion_search)
3211       load_pred_mv(x, ctx);
3212     pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3213     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3214                         &pc_tree->horizontal[0]);
3215
3216     pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3217     pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3218     pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3219
3220     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + ms < cm->mi_rows) {
3221       load_pred_mv(x, ctx);
3222       pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3223       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + ms, mi_col,
3224                           &this_rdc, subsize,
3225                           &pc_tree->horizontal[1]);
3226
3227       pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3228       pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3229       pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3230
3231       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3232         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3233       } else {
3234         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3235         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
3236         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3237         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3238         sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
3239                                 sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3240       }
3241     }
3242
3243     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3244       best_rdc = sum_rdc;
3245       pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
3246     } else {
3247       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
3248     }
3249   }
3250
3251   // PARTITION_VERT
3252   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
3253     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
3254     if (sf->adaptive_motion_search)
3255       load_pred_mv(x, ctx);
3256     pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3257     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
3258                         &pc_tree->vertical[0]);
3259     pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3260     pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3261     pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3262
3263     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + ms < cm->mi_cols) {
3264       load_pred_mv(x, ctx);
3265       pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3266       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + ms,
3267                           &this_rdc, subsize,
3268                           &pc_tree->vertical[1]);
3269       pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3270       pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3271       pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3272
3273       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
3274         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
3275       } else {
3276         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3277         sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
3278         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
3279         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
3280         sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
3281                                 sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
3282       }
3283     }
3284
3285     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
3286       best_rdc = sum_rdc;
3287       pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
3288     } else {
3289       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
3290     }
3291   }
3292
3293   *rd_cost = best_rdc;
3294
3295   if (best_rdc.rate == INT_MAX) {
3296     vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
3297     return;
3298   }
3299
3300   // update mode info array
3301   fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, bsize, pc_tree);
3302
3303   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX && do_recon) {
3304     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
3305     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3306                  bsize, pc_tree);
3307   }
3308
3309   if (bsize == BLOCK_64X64 && do_recon) {
3310     assert(tp_orig < *tp);
3311     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
3312     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
3313   } else {
3314     assert(tp_orig == *tp);
3315   }
3316 }
3317
3318 static void nonrd_select_partition(VP9_COMP *cpi,
3319                                    ThreadData *td,
3320                                    TileDataEnc *tile_data,
3321                                    MODE_INFO **mi,
3322                                    TOKENEXTRA **tp,
3323                                    int mi_row, int mi_col,
3324                                    BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
3325                                    RD_COST *rd_cost, PC_TREE *pc_tree) {
3326   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3327   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3328   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3329   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3330   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3331   const int mis = cm->mi_stride;
3332   PARTITION_TYPE partition;
3333   BLOCK_SIZE subsize;
3334   RD_COST this_rdc;
3335
3336   vp9_rd_cost_reset(&this_rdc);
3337   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
3338     return;
3339
3340   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0]->mbmi.sb_type : BLOCK_4X4;
3341   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
3342
3343   if (bsize == BLOCK_32X32 && partition != PARTITION_NONE &&
3344       subsize >= BLOCK_16X16) {
3345     x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
3346     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3347     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize,
3348                          rd_cost, 0, INT64_MAX, pc_tree);
3349   } else if (bsize == BLOCK_16X16 && partition != PARTITION_NONE) {
3350     x->max_partition_size = BLOCK_16X16;
3351     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3352     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize,
3353                          rd_cost, 0, INT64_MAX, pc_tree);
3354   } else {
3355     switch (partition) {
3356       case PARTITION_NONE:
3357         pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
3358         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
3359                             subsize, &pc_tree->none);
3360         pc_tree->none.mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3361         pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3362         pc_tree->none.skip = x->skip;
3363         break;
3364       case PARTITION_VERT:
3365         pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3366         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
3367                             subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3368         pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3369         pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3370         pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3371         if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
3372           pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3373           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs,
3374                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3375           pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3376           pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3377           pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3378           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3379               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3380             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3381             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3382           }
3383         }
3384         break;
3385       case PARTITION_HORZ:
3386         pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3387         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
3388                             subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3389         pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3390         pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3391         pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3392         if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3393           pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3394           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col,
3395                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3396           pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3397           pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3398           pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3399           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3400               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3401             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3402             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3403           }
3404         }
3405         break;
3406       case PARTITION_SPLIT:
3407         subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3408         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3409                                subsize, output_enabled, rd_cost,
3410                                pc_tree->split[0]);
3411         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp,
3412                                mi_row, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3413                                &this_rdc, pc_tree->split[1]);
3414         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3415             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3416           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3417           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3418         }
3419         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
3420                                mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
3421                                &this_rdc, pc_tree->split[2]);
3422         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3423             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3424           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3425           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3426         }
3427         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
3428                                mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
3429                                output_enabled, &this_rdc, pc_tree->split[3]);
3430         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
3431             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
3432           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
3433           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
3434         }
3435         break;
3436       default:
3437         assert(0 && "Invalid partition type.");
3438         break;
3439     }
3440   }
3441
3442   if (bsize == BLOCK_64X64 && output_enabled)
3443     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, 1, bsize, pc_tree);
3444 }
3445
3446
3447 static void nonrd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
3448                                 ThreadData *td,
3449                                 TileDataEnc *tile_data,
3450                                 MODE_INFO **mi,
3451                                 TOKENEXTRA **tp,
3452                                 int mi_row, int mi_col,
3453                                 BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
3454                                 RD_COST *dummy_cost, PC_TREE *pc_tree) {
3455   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3456   TileInfo *tile_info = &tile_data->tile_info;
3457   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3458   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3459   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3460   const int mis = cm->mi_stride;
3461   PARTITION_TYPE partition;
3462   BLOCK_SIZE subsize;
3463
3464   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
3465     return;
3466
3467   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0]->mbmi.sb_type : BLOCK_4X4;
3468   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
3469
3470   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4) {
3471     int ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3472     td->counts->partition[ctx][partition]++;
3473   }
3474
3475   switch (partition) {
3476     case PARTITION_NONE:
3477       pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
3478       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3479                           subsize, &pc_tree->none);
3480       pc_tree->none.mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3481       pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3482       pc_tree->none.skip = x->skip;
3483       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3484                   subsize, &pc_tree->none);
3485       break;
3486     case PARTITION_VERT:
3487       pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
3488       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3489                           subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3490       pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3491       pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3492       pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3493       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3494                   subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3495       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
3496         pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
3497         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs,
3498                             dummy_cost, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3499         pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3500         pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3501         pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3502         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col + hbs,
3503                     output_enabled, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3504       }
3505       break;
3506     case PARTITION_HORZ:
3507       pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
3508       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3509                           subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3510       pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3511       pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3512       pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3513       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
3514                   subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3515
3516       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
3517         pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
3518         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col,
3519                             dummy_cost, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3520         pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0]->mbmi;
3521         pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3522         pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3523         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row + hbs, mi_col,
3524                     output_enabled, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
3525       }
3526       break;
3527     case PARTITION_SPLIT:
3528       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3529       if (bsize == BLOCK_8X8) {
3530         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
3531                             subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
3532         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col,
3533                     output_enabled, subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
3534       } else {
3535         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3536                             subsize, output_enabled, dummy_cost,
3537                             pc_tree->split[0]);
3538         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp,
3539                             mi_row, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3540                             dummy_cost, pc_tree->split[1]);
3541         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
3542                             mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
3543                             dummy_cost, pc_tree->split[2]);
3544         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
3545                             mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3546                             dummy_cost, pc_tree->split[3]);
3547       }
3548       break;
3549     default:
3550       assert(0 && "Invalid partition type.");
3551       break;
3552   }
3553
3554   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
3555     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
3556 }
3557
3558 static void encode_nonrd_sb_row(VP9_COMP *cpi,
3559                                 ThreadData *td,
3560                                 TileDataEnc *tile_data,
3561                                 int mi_row,
3562                                 TOKENEXTRA **tp) {
3563   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3564   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3565   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
3566   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3567   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3568   int mi_col;
3569
3570   // Initialize the left context for the new SB row
3571   memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
3572   memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
3573
3574   // Code each SB in the row
3575   for (mi_col = tile_info->mi_col_start; mi_col < tile_info->mi_col_end;
3576        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
3577     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
3578     RD_COST dummy_rdc;
3579     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
3580     MODE_INFO **mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
3581     PARTITION_SEARCH_TYPE partition_search_type = sf->partition_search_type;
3582     BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
3583     int seg_skip = 0;
3584     x->source_variance = UINT_MAX;
3585     vp9_zero(x->pred_mv);
3586     vp9_rd_cost_init(&dummy_rdc);
3587     x->color_sensitivity[0] = 0;
3588     x->color_sensitivity[1] = 0;
3589
3590     if (seg->enabled) {
3591       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
3592                                                  : cm->last_frame_seg_map;
3593       int segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
3594       seg_skip = vp9_segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
3595       if (seg_skip) {
3596         partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3597       }
3598     }
3599
3600     // Set the partition type of the 64X64 block
3601     switch (partition_search_type) {
3602       case VAR_BASED_PARTITION:
3603         // TODO(jingning, marpan): The mode decision and encoding process
3604         // support both intra and inter sub8x8 block coding for RTC mode.
3605         // Tune the thresholds accordingly to use sub8x8 block coding for
3606         // coding performance improvement.
3607         choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
3608         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3609                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3610         break;
3611       case SOURCE_VAR_BASED_PARTITION:
3612         set_source_var_based_partition(cpi, tile_info, x, mi, mi_row, mi_col);
3613         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3614                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3615         break;
3616       case FIXED_PARTITION:
3617         if (!seg_skip)
3618           bsize = sf->always_this_block_size;
3619         set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
3620         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3621                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3622         break;
3623       case REFERENCE_PARTITION:
3624         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
3625         if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled &&
3626             xd->mi[0]->mbmi.segment_id) {
3627           x->max_partition_size = BLOCK_64X64;
3628           x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
3629           nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col,
3630                                BLOCK_64X64, &dummy_rdc, 1,
3631                                INT64_MAX, td->pc_root);
3632         } else {
3633           choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
3634           nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
3635                                  BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
3636         }
3637
3638         break;
3639       default:
3640         assert(0);
3641         break;
3642     }
3643   }
3644 }
3645 // end RTC play code
3646
3647 static int set_var_thresh_from_histogram(VP9_COMP *cpi) {
3648   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3649   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3650
3651   const uint8_t *src = cpi->Source->y_buffer;
3652   const uint8_t *last_src = cpi->Last_Source->y_buffer;
3653   const int src_stride = cpi->Source->y_stride;
3654   const int last_stride = cpi->Last_Source->y_stride;
3655
3656   // Pick cutoff threshold
3657   const int cutoff = (MIN(cm->width, cm->height) >= 720) ?
3658       (cm->MBs * VAR_HIST_LARGE_CUT_OFF / 100) :
3659       (cm->MBs * VAR_HIST_SMALL_CUT_OFF / 100);
3660   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int, hist, VAR_HIST_BINS);
3661   diff *var16 = cpi->source_diff_var;
3662
3663   int sum = 0;
3664   int i, j;
3665
3666   memset(hist, 0, VAR_HIST_BINS * sizeof(hist[0]));
3667
3668   for (i = 0; i < cm->mb_rows; i++) {
3669     for (j = 0; j < cm->mb_cols; j++) {
3670 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3671       if (cm->use_highbitdepth) {
3672         switch (cm->bit_depth) {
3673           case VPX_BITS_8:
3674             vp9_highbd_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3675                                    &var16->sse, &var16->sum);
3676             break;
3677           case VPX_BITS_10:
3678             vp9_highbd_10_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3679                                     &var16->sse, &var16->sum);
3680             break;
3681           case VPX_BITS_12:
3682             vp9_highbd_12_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3683                                       &var16->sse, &var16->sum);
3684             break;
3685           default:
3686             assert(0 && "cm->bit_depth should be VPX_BITS_8, VPX_BITS_10"
3687                    " or VPX_BITS_12");
3688             return -1;
3689         }
3690       } else {
3691         vp9_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3692                         &var16->sse, &var16->sum);
3693       }
3694 #else
3695       vp9_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3696                       &var16->sse, &var16->sum);
3697 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3698       var16->var = var16->sse -
3699           (((uint32_t)var16->sum * var16->sum) >> 8);
3700
3701       if (var16->var >= VAR_HIST_MAX_BG_VAR)
3702         hist[VAR_HIST_BINS - 1]++;
3703       else
3704         hist[var16->var / VAR_HIST_FACTOR]++;
3705
3706       src += 16;
3707       last_src += 16;
3708       var16++;
3709     }
3710
3711     src = src - cm->mb_cols * 16 + 16 * src_stride;
3712     last_src = last_src - cm->mb_cols * 16 + 16 * last_stride;
3713   }
3714
3715   cpi->source_var_thresh = 0;
3716
3717   if (hist[VAR_HIST_BINS - 1] < cutoff) {
3718     for (i = 0; i < VAR_HIST_BINS - 1; i++) {
3719       sum += hist[i];
3720
3721       if (sum > cutoff) {
3722         cpi->source_var_thresh = (i + 1) * VAR_HIST_FACTOR;
3723         return 0;
3724       }
3725     }
3726   }
3727
3728   return sf->search_type_check_frequency;
3729 }
3730
3731 static void source_var_based_partition_search_method(VP9_COMP *cpi) {
3732   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3733   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3734
3735   if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
3736     // For key frame, use SEARCH_PARTITION.
3737     sf->partition_search_type = SEARCH_PARTITION;
3738   } else if (cm->intra_only) {
3739     sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3740   } else {
3741     if (cm->last_width != cm->width || cm->last_height != cm->height) {
3742       if (cpi->source_diff_var)
3743         vpx_free(cpi->source_diff_var);
3744
3745       CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->source_diff_var,
3746                       vpx_calloc(cm->MBs, sizeof(diff)));
3747     }
3748
3749     if (!cpi->frames_till_next_var_check)
3750       cpi->frames_till_next_var_check = set_var_thresh_from_histogram(cpi);
3751
3752     if (cpi->frames_till_next_var_check > 0) {
3753       sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3754       cpi->frames_till_next_var_check--;
3755     }
3756   }
3757 }
3758
3759 static int get_skip_encode_frame(const VP9_COMMON *cm, ThreadData *const td) {
3760   unsigned int intra_count = 0, inter_count = 0;
3761   int j;
3762
3763   for (j = 0; j < INTRA_INTER_CONTEXTS; ++j) {
3764     intra_count += td->counts->intra_inter[j][0];
3765     inter_count += td->counts->intra_inter[j][1];
3766   }
3767
3768   return (intra_count << 2) < inter_count &&
3769          cm->frame_type != KEY_FRAME &&
3770          cm->show_frame;
3771 }
3772
3773 void vp9_init_tile_data(VP9_COMP *cpi) {
3774   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3775   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3776   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
3777   int tile_col, tile_row;
3778   TOKENEXTRA *pre_tok = cpi->tile_tok[0][0];
3779   int tile_tok = 0;
3780
3781   if (cpi->tile_data == NULL) {
3782     CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->tile_data,
3783         vpx_malloc(tile_cols * tile_rows * sizeof(*cpi->tile_data)));
3784     for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
3785       for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
3786         TileDataEnc *tile_data =
3787             &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
3788         int i, j;
3789         for (i = 0; i < BLOCK_SIZES; ++i) {
3790           for (j = 0; j < MAX_MODES; ++j) {
3791             tile_data->thresh_freq_fact[i][j] = 32;
3792             tile_data->mode_map[i][j] = j;
3793           }
3794         }
3795       }
3796   }
3797
3798   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row) {
3799     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
3800       TileInfo *tile_info =
3801           &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col].tile_info;
3802       vp9_tile_init(tile_info, cm, tile_row, tile_col);
3803
3804       cpi->tile_tok[tile_row][tile_col] = pre_tok + tile_tok;
3805       pre_tok = cpi->tile_tok[tile_row][tile_col];
3806       tile_tok = allocated_tokens(*tile_info);
3807     }
3808   }
3809 }
3810
3811 void vp9_encode_tile(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
3812                      int tile_row, int tile_col) {
3813   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3814   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3815   TileDataEnc *this_tile =
3816       &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
3817   const TileInfo * const tile_info = &this_tile->tile_info;
3818   TOKENEXTRA *tok = cpi->tile_tok[tile_row][tile_col];
3819   int mi_row;
3820
3821   for (mi_row = tile_info->mi_row_start; mi_row < tile_info->mi_row_end;
3822        mi_row += MI_BLOCK_SIZE) {
3823     if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
3824       encode_nonrd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
3825     else
3826       encode_rd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
3827   }
3828   cpi->tok_count[tile_row][tile_col] =
3829       (unsigned int)(tok - cpi->tile_tok[tile_row][tile_col]);
3830   assert(tok - cpi->tile_tok[tile_row][tile_col] <=
3831       allocated_tokens(*tile_info));
3832 }
3833
3834 static void encode_tiles(VP9_COMP *cpi) {
3835   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3836   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3837   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
3838   int tile_col, tile_row;
3839
3840   vp9_init_tile_data(cpi);
3841
3842   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
3843     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col)
3844       vp9_encode_tile(cpi, &cpi->td, tile_row, tile_col);
3845 }
3846
3847 #if CONFIG_FP_MB_STATS
3848 static int input_fpmb_stats(FIRSTPASS_MB_STATS *firstpass_mb_stats,
3849                             VP9_COMMON *cm, uint8_t **this_frame_mb_stats) {
3850   uint8_t *mb_stats_in = firstpass_mb_stats->mb_stats_start +
3851       cm->current_video_frame * cm->MBs * sizeof(uint8_t);
3852
3853   if (mb_stats_in > firstpass_mb_stats->mb_stats_end)
3854     return EOF;
3855
3856   *this_frame_mb_stats = mb_stats_in;
3857
3858   return 1;
3859 }
3860 #endif
3861
3862 static void encode_frame_internal(VP9_COMP *cpi) {
3863   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3864   RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
3865   ThreadData *const td = &cpi->td;
3866   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
3867   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3868   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3869   RD_COUNTS *const rdc = &cpi->td.rd_counts;
3870
3871   xd->mi = cm->mi_grid_visible;
3872   xd->mi[0] = cm->mi;
3873
3874   vp9_zero(*td->counts);
3875   vp9_zero(rdc->coef_counts);
3876   vp9_zero(rdc->comp_pred_diff);
3877   vp9_zero(rdc->filter_diff);
3878   vp9_zero(rdc->tx_select_diff);
3879   vp9_zero(rd_opt->tx_select_threshes);
3880
3881   xd->lossless = cm->base_qindex == 0 &&
3882                  cm->y_dc_delta_q == 0 &&
3883                  cm->uv_dc_delta_q == 0 &&
3884                  cm->uv_ac_delta_q == 0;
3885
3886 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3887   if (cm->use_highbitdepth)
3888     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_highbd_fwht4x4 : vp9_highbd_fdct4x4;
3889   else
3890     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vp9_fdct4x4;
3891   x->highbd_itxm_add = xd->lossless ? vp9_highbd_iwht4x4_add :
3892                                       vp9_highbd_idct4x4_add;
3893 #else
3894   x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vp9_fdct4x4;
3895 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3896   x->itxm_add = xd->lossless ? vp9_iwht4x4_add : vp9_idct4x4_add;
3897
3898   if (xd->lossless)
3899     x->optimize = 0;
3900
3901   cm->tx_mode = select_tx_mode(cpi, xd);
3902
3903   vp9_frame_init_quantizer(cpi);
3904
3905   vp9_initialize_rd_consts(cpi);
3906   vp9_initialize_me_consts(cpi, x, cm->base_qindex);
3907   init_encode_frame_mb_context(cpi);
3908   cm->use_prev_frame_mvs = !cm->error_resilient_mode &&
3909                            cm->width == cm->last_width &&
3910                            cm->height == cm->last_height &&
3911                            !cm->intra_only &&
3912                            cm->last_show_frame;
3913   // Special case: set prev_mi to NULL when the previous mode info
3914   // context cannot be used.
3915   cm->prev_mi = cm->use_prev_frame_mvs ?
3916                 cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 : NULL;
3917
3918   x->quant_fp = cpi->sf.use_quant_fp;
3919   vp9_zero(x->skip_txfm);
3920   if (sf->use_nonrd_pick_mode) {
3921     // Initialize internal buffer pointers for rtc coding, where non-RD
3922     // mode decision is used and hence no buffer pointer swap needed.
3923     int i;
3924     struct macroblock_plane *const p = x->plane;
3925     struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
3926     PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &cpi->td.pc_root->none;
3927
3928     for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
3929       p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
3930       p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
3931       pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
3932       p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
3933     }
3934     vp9_zero(x->zcoeff_blk);
3935
3936     if (cm->frame_type != KEY_FRAME && cpi->rc.frames_since_golden == 0)
3937       cpi->ref_frame_flags &= (~VP9_GOLD_FLAG);
3938
3939     if (sf->partition_search_type == SOURCE_VAR_BASED_PARTITION)
3940       source_var_based_partition_search_method(cpi);
3941   }
3942
3943   {
3944     struct vpx_usec_timer emr_timer;
3945     vpx_usec_timer_start(&emr_timer);
3946
3947 #if CONFIG_FP_MB_STATS
3948   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
3949     input_fpmb_stats(&cpi->twopass.firstpass_mb_stats, cm,
3950                      &cpi->twopass.this_frame_mb_stats);
3951   }
3952 #endif
3953
3954     // If allowed, encoding tiles in parallel with one thread handling one tile.
3955     if (MIN(cpi->oxcf.max_threads, 1 << cm->log2_tile_cols) > 1)
3956       vp9_encode_tiles_mt(cpi);
3957     else
3958       encode_tiles(cpi);
3959
3960     vpx_usec_timer_mark(&emr_timer);
3961     cpi->time_encode_sb_row += vpx_usec_timer_elapsed(&emr_timer);
3962   }
3963
3964   sf->skip_encode_frame = sf->skip_encode_sb ?
3965       get_skip_encode_frame(cm, td) : 0;
3966
3967 #if 0
3968   // Keep record of the total distortion this time around for future use
3969   cpi->last_frame_distortion = cpi->frame_distortion;
3970 #endif
3971 }
3972
3973 static INTERP_FILTER get_interp_filter(
3974     const int64_t threshes[SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS], int is_alt_ref) {
3975   if (!is_alt_ref &&
3976       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP] &&
3977       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP_SHARP] &&
3978       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
3979     return EIGHTTAP_SMOOTH;
3980   } else if (threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[EIGHTTAP] &&
3981              threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
3982     return EIGHTTAP_SHARP;
3983   } else if (threshes[EIGHTTAP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
3984     return EIGHTTAP;
3985   } else {
3986     return SWITCHABLE;
3987   }
3988 }
3989
3990 void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
3991   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3992
3993   // In the longer term the encoder should be generalized to match the
3994   // decoder such that we allow compound where one of the 3 buffers has a
3995   // different sign bias and that buffer is then the fixed ref. However, this
3996   // requires further work in the rd loop. For now the only supported encoder
3997   // side behavior is where the ALT ref buffer has opposite sign bias to
3998   // the other two.
3999   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
4000     if ((cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
4001              cm->ref_frame_sign_bias[GOLDEN_FRAME]) ||
4002         (cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
4003              cm->ref_frame_sign_bias[LAST_FRAME])) {
4004       cpi->allow_comp_inter_inter = 0;
4005     } else {
4006       cpi->allow_comp_inter_inter = 1;
4007       cm->comp_fixed_ref = ALTREF_FRAME;
4008       cm->comp_var_ref[0] = LAST_FRAME;
4009       cm->comp_var_ref[1] = GOLDEN_FRAME;
4010     }
4011   }
4012
4013   if (cpi->sf.frame_parameter_update) {
4014     int i;
4015     RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
4016     FRAME_COUNTS *counts = cpi->td.counts;
4017     RD_COUNTS *const rdc = &cpi->td.rd_counts;
4018
4019     // This code does a single RD pass over the whole frame assuming
4020     // either compound, single or hybrid prediction as per whatever has
4021     // worked best for that type of frame in the past.
4022     // It also predicts whether another coding mode would have worked
4023     // better that this coding mode. If that is the case, it remembers
4024     // that for subsequent frames.
4025     // It does the same analysis for transform size selection also.
4026     const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
4027     int64_t *const mode_thrs = rd_opt->prediction_type_threshes[frame_type];
4028     int64_t *const filter_thrs = rd_opt->filter_threshes[frame_type];
4029     int *const tx_thrs = rd_opt->tx_select_threshes[frame_type];
4030     const int is_alt_ref = frame_type == ALTREF_FRAME;
4031
4032     /* prediction (compound, single or hybrid) mode selection */
4033     if (is_alt_ref || !cpi->allow_comp_inter_inter)
4034       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4035     else if (mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] &&
4036              mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] >
4037                  mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT] &&
4038              check_dual_ref_flags(cpi) &&
4039              cpi->static_mb_pct == 100)
4040       cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
4041     else if (mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] > mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT])
4042       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4043     else
4044       cm->reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
4045
4046     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE)
4047       cm->interp_filter = get_interp_filter(filter_thrs, is_alt_ref);
4048
4049     encode_frame_internal(cpi);
4050
4051     for (i = 0; i < REFERENCE_MODES; ++i)
4052       mode_thrs[i] = (mode_thrs[i] + rdc->comp_pred_diff[i] / cm->MBs) / 2;
4053
4054     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
4055       filter_thrs[i] = (filter_thrs[i] + rdc->filter_diff[i] / cm->MBs) / 2;
4056
4057     for (i = 0; i < TX_MODES; ++i) {
4058       int64_t pd = rdc->tx_select_diff[i];
4059       if (i == TX_MODE_SELECT)
4060         pd -= RDCOST(cpi->td.mb.rdmult, cpi->td.mb.rddiv, 2048 * (TX_SIZES - 1),
4061                      0);
4062       tx_thrs[i] = (tx_thrs[i] + (int)(pd / cm->MBs)) / 2;
4063     }
4064
4065     if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
4066       int single_count_zero = 0;
4067       int comp_count_zero = 0;
4068
4069       for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++) {
4070         single_count_zero += counts->comp_inter[i][0];
4071         comp_count_zero += counts->comp_inter[i][1];
4072       }
4073
4074       if (comp_count_zero == 0) {
4075         cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4076         vp9_zero(counts->comp_inter);
4077       } else if (single_count_zero == 0) {
4078         cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
4079         vp9_zero(counts->comp_inter);
4080       }
4081     }
4082
4083     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
4084       int count4x4 = 0;
4085       int count8x8_lp = 0, count8x8_8x8p = 0;
4086       int count16x16_16x16p = 0, count16x16_lp = 0;
4087       int count32x32 = 0;
4088
4089       for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; ++i) {
4090         count4x4 += counts->tx.p32x32[i][TX_4X4];
4091         count4x4 += counts->tx.p16x16[i][TX_4X4];
4092         count4x4 += counts->tx.p8x8[i][TX_4X4];
4093
4094         count8x8_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_8X8];
4095         count8x8_lp += counts->tx.p16x16[i][TX_8X8];
4096         count8x8_8x8p += counts->tx.p8x8[i][TX_8X8];
4097
4098         count16x16_16x16p += counts->tx.p16x16[i][TX_16X16];
4099         count16x16_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_16X16];
4100         count32x32 += counts->tx.p32x32[i][TX_32X32];
4101       }
4102       if (count4x4 == 0 && count16x16_lp == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
4103           count32x32 == 0) {
4104         cm->tx_mode = ALLOW_8X8;
4105         reset_skip_tx_size(cm, TX_8X8);
4106       } else if (count8x8_8x8p == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
4107                  count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count32x32 == 0) {
4108         cm->tx_mode = ONLY_4X4;
4109         reset_skip_tx_size(cm, TX_4X4);
4110       } else if (count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count4x4 == 0) {
4111         cm->tx_mode = ALLOW_32X32;
4112       } else if (count32x32 == 0 && count8x8_lp == 0 && count4x4 == 0) {
4113         cm->tx_mode = ALLOW_16X16;
4114         reset_skip_tx_size(cm, TX_16X16);
4115       }
4116     }
4117   } else {
4118     cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
4119     encode_frame_internal(cpi);
4120   }
4121 }
4122
4123 static void sum_intra_stats(FRAME_COUNTS *counts, const MODE_INFO *mi) {
4124   const PREDICTION_MODE y_mode = mi->mbmi.mode;
4125   const PREDICTION_MODE uv_mode = mi->mbmi.uv_mode;
4126   const BLOCK_SIZE bsize = mi->mbmi.sb_type;
4127
4128   if (bsize < BLOCK_8X8) {
4129     int idx, idy;
4130     const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
4131     const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
4132     for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h)
4133       for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w)
4134         ++counts->y_mode[0][mi->bmi[idy * 2 + idx].as_mode];
4135   } else {
4136     ++counts->y_mode[size_group_lookup[bsize]][y_mode];
4137   }
4138
4139   ++counts->uv_mode[y_mode][uv_mode];
4140 }
4141
4142 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
4143                               TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
4144                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
4145                               PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
4146   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4147   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4148   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4149   MODE_INFO **mi_8x8 = xd->mi;
4150   MODE_INFO *mi = mi_8x8[0];
4151   MB_MODE_INFO *mbmi = &mi->mbmi;
4152   const int seg_skip = vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id,
4153                                              SEG_LVL_SKIP);
4154   const int mis = cm->mi_stride;
4155   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
4156   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
4157
4158   x->skip_recode = !x->select_tx_size && mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
4159                    cpi->oxcf.aq_mode != COMPLEXITY_AQ &&
4160                    cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ &&
4161                    cpi->sf.allow_skip_recode;
4162
4163   if (!x->skip_recode && !cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
4164     memset(x->skip_txfm, 0, sizeof(x->skip_txfm));
4165
4166   x->skip_optimize = ctx->is_coded;
4167   ctx->is_coded = 1;
4168   x->use_lp32x32fdct = cpi->sf.use_lp32x32fdct;
4169   x->skip_encode = (!output_enabled && cpi->sf.skip_encode_frame &&
4170                     x->q_index < QIDX_SKIP_THRESH);
4171
4172   if (x->skip_encode)
4173     return;
4174
4175   set_ref_ptrs(cm, xd, mbmi->ref_frame[0], mbmi->ref_frame[1]);
4176
4177   if (!is_inter_block(mbmi)) {
4178     int plane;
4179     mbmi->skip = 1;
4180     for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane)
4181       vp9_encode_intra_block_plane(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8), plane);
4182     if (output_enabled)
4183       sum_intra_stats(td->counts, mi);
4184     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4185   } else {
4186     int ref;
4187     const int is_compound = has_second_ref(mbmi);
4188     for (ref = 0; ref < 1 + is_compound; ++ref) {
4189       YV12_BUFFER_CONFIG *cfg = get_ref_frame_buffer(cpi,
4190                                                      mbmi->ref_frame[ref]);
4191       assert(cfg != NULL);
4192       vp9_setup_pre_planes(xd, ref, cfg, mi_row, mi_col,
4193                            &xd->block_refs[ref]->sf);
4194     }
4195     if (!(cpi->sf.reuse_inter_pred_sby && ctx->pred_pixel_ready) || seg_skip)
4196       vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4197
4198     vp9_build_inter_predictors_sbuv(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4199
4200     vp9_encode_sb(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4201     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
4202   }
4203
4204   if (output_enabled) {
4205     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT &&
4206         mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8  &&
4207         !(is_inter_block(mbmi) && (mbmi->skip || seg_skip))) {
4208       ++get_tx_counts(max_txsize_lookup[bsize], vp9_get_tx_size_context(xd),
4209                       &td->counts->tx)[mbmi->tx_size];
4210     } else {
4211       int x, y;
4212       TX_SIZE tx_size;
4213       // The new intra coding scheme requires no change of transform size
4214       if (is_inter_block(&mi->mbmi)) {
4215         tx_size = MIN(tx_mode_to_biggest_tx_size[cm->tx_mode],
4216                       max_txsize_lookup[bsize]);
4217       } else {
4218         tx_size = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mbmi->tx_size : TX_4X4;
4219       }
4220
4221       for (y = 0; y < mi_height; y++)
4222         for (x = 0; x < mi_width; x++)
4223           if (mi_col + x < cm->mi_cols && mi_row + y < cm->mi_rows)
4224             mi_8x8[mis * y + x]->mbmi.tx_size = tx_size;
4225     }
4226     ++td->counts->tx.tx_totals[mbmi->tx_size];
4227     ++td->counts->tx.tx_totals[get_uv_tx_size(mbmi, &xd->plane[1])];
4228   }
4229 }