Windows Unicode support

Windows, unlike most other operating systems, uses UTF-16 for Unicode strings while x264 is designed for UTF-8.

This patch does the following in order to handle things like Unicode filenames:
* Keep strings internally as UTF-8.
* Retrieve the CLI command line as UTF-16 and convert it to UTF-8.
* Always use Unicode versions of Windows API functions and convert strings to UTF-16 when calling them.
* Attempt to use legacy 8.3 short filenames for external libraries without Unicode support.

AVC-Intra support

This format has been reverse engineered and x264's output has almost exactly
the same bitstream as Panasonic cameras and encoders produce. It therefore does
not comply with SMPTE RP2027 since Panasonic themselves do not comply with
their own specification. It has been tested in Avid, Premiere, Edius and
Quantel.

Parts of this patch were written by Fiona Glaser and some reverse
engineering was done by Joseph Artsimovich.

Transparent hugepage support

Combine frame and mb data mallocs into a single large malloc.
Additionally, on Linux systems with hugepage support, ask for hugepages on
large mallocs.

This gives a small performance improvement (~0.2-0.9%) on systems without
hugepage support, as well as a small memory footprint reduction.

On recent Linux kernels with hugepage support enabled (set to madvise or
always), it improves performance up to 4% at the cost of about 7-12% more
memory usage on typical settings..

It may help even more on Haswell and other recent CPUs with improved 2MB page
support in hardware.

x86: SSSE3 implementation of pixel_sad_x3 and pixel_sad_x4

x86: Faster AVX2 pixel_sad_x3 and pixel_sad_x4

configure: Support cygwin64

x86inc: Check for __OUTPUT_FORMAT__ having a value of "x64"

This is also a valid value for WIN64.

Fix cases in which intra refresh allowed prediction from disallowed pixels

Fix a few minor bugs found with a static analyzer

Fix AVX2 detection bug with "limit CPUID" enabled in BIOS

x86: Remove X264_CPU_SSE_MISALIGN functions

Prevents a crash if the misaligned exception mask bit is cleared for some reason.

Misaligned SSE functions are only used on AMD Phenom CPUs and the benefit is miniscule.
They also require modifying the MXCSR control register and by removing those functions
we can get rid of that complexity altogether.

VEX-encoded instructions also supports unaligned memory operands. I tried adding AVX
implementations of all removed functions but there were no performance improvements on
Ivy Bridge. pixel_sad_x3 and pixel_sad_x4 had significant code size reductions though
so I kept them and added some minor cosmetics fixes and tweaks.

Tweak i16x16-delta-quant-avoidance code

Don't omit the delta quant if it'd raise the quantizer to do so; this fixes
a rare flickering issue caused by deblocking.

x86: faster AVX2 iDCT, AVX deblock_luma_h, deblock_luma_h_intra

Add new color primaries, transfer characteristics, matrix coefficients

Add "--stitchable" option for segmented encoding

Stops x264 from attempting to optimize global stream headers, ensuring that
different segments of a video will have identical headers when used with
identical encoding settings.

Interface: if vbv-maxrate < bitrate, set bitrate = vbv-maxrate

This probably makes more sense to the user than setting vbv-maxrate = bitrate,
as before.

OpenCL cosmetics

Fix possible crash when writing very large filler NALUs

Bitstream-reallocation function didn't handle the case of filler.

Fix build with PIC on some systems

Fix potential misaligment crash in AVX2 denoise_dct

Fix building with compilers without inline asm support

Also fix crash in high bit depth builds compiled with unaligned stack.

Fix compilation with OpenCL on MacOS X

Also fix crash in the case of OpenCL error during encoding.

OpenCL support improvement/refactoring

Autoload the OpenCL library so that it's not required to run an openCL-enabled
build of x264.

Update X264_BUILD, which should have been changed with the first patch.

x86: shave a few instructions off AVX deblock

x86: AVX2 dequant_4x4_dc

x86: AVX2 high bit-depth dequant

x86-64: 64-bit variant of AVX2 hpel_filter

~5% faster than 32-bit.

x86: AVX2 high bit-depth denoise_dct

28->15 cycles

Also reorder instructions to use fewer registers, 3 cycles faster on Ivy Bridge with 64-bit Windows.

x86: AVX2 high bit-depth quant

quant_4x4: 13->6 cycles
quant_4x4_dc: 14->8 cycles
quant_8x8: 47->24 cycles
quant_4x4x4: 48->25 cycles

x86: AVX2 add16x16_idct_dc

27 -> 19 cycles

x86: faster AVX2 quant_4x4x4

10->9 cycles

x86: AVX2 intra_sad_x3_8x8c

30->22 cycles

x86: AVX2 high bit-depth intra_sad_x3_8x8

43->24 cycles

x86: AVX2 deblock strength

30->18 cycles

x86: Faster high bit-depth intra_sad_x3_4x4

20->16 cycles on Ivy Bridge

x86: faster SSSE3 hpel

~7% faster using the pmulhrsw trick from mc_chroma.

x86-64: faster SSSE3 trellis

~2% faster trellis.

x86: 32-byte align the stack if possible

Avoids the need for manual 32 byte array alignment on compilers that support
-mpreferred-stack-boundary.

x86inc: Utilize the shadow space on 64-bit Windows

Store XMM6 and XMM7 in the shadow space in functions that clobbers them.
This way we don't have to adjust the stack pointer as often,
reducing the number of instructions as well as code size.

x86: Don't use explicitly aligned versions of SAD on AVX CPUs

On modern CPUs movdqu isn't slower than movdqa when used on aligned data and using the same code in both cases saves cache.

This was already done for the high bit-depth AVX2 implementation but the aligned version still exists as dead code so remove that.

x86: Add missing initializations for high bit-depth sad_aligned

x86: add Jaguar CPU detection

x86inc: Remove .rodata kludges

The Mach-O bug was fixed in yasm 0.8.0 and we don't support versions that old.

a.out was superseded by ELF on sane systems a few decades ago.

checkasm: Use 64-bit cycle counters

Prevents overflows that can occur in some cases.

checkasm: Fix stack alignment bug

Fix invalid memcpy in sliced-threads

Likely didn't actually break in practice, but memcpy with src==dst
is incorrect.

Fix two bugs in slice-min-mbs and slices-max

Slices-max broke slice-max-size when slice-max wasn't used.
Slice-min-mbs broke in rare cases near the end of a threadslice.

x86: SSSE3 LUT-based faster coeff_level_run

~2x faster coeff_level_run.
Faster CAVLC encoding: {1%,2%,7%} overall with {superfast,medium,slower}.
Uses the same pshufb LUT abuse trick as in the previous ads_mvs patch.

x86-64: BMI2 cabac_residual functions

x86: SSSE3 ads_mvs

~55% faster ads in benchasm, ~15-30% in real encoding.
~4% faster "placebo" preset overall.

x86: AVX2 pixel_ssd_nv12_core

x86: AVX2 high bit-depth pixel_ssd

x86: AVX2 high bit-depth pixel_sad_x3/pixel_sad_x4

Also reduce the number of xmm registers used by sse2/ssse3 pixel_sad_x3.

x86: AVX2 high bit-depth vsad

x86: AVX2 high bit-depth pixel_sad

Also use loops instead of duplicating code; reduces code size by ~10kB with
negligible effect on performance.

x86: AVX2 high_bit_depth pixel_avg2, get_ref, mc_copy_w16, mc_luma

Also reduce the number of xmm registers used by mc_copy_* to avoid
saving and restoring xmm6 and xmm7 on 64-bit Windows.

x86: AVX2 nal_escape

Also rewrite the entire function to be faster and drop the AVX version which is no longer useful.

x86: AVX memzero_aligned

x86: AVX2 predict_16x16_dc

x86: AVX2 predict_8x8c_p/predict_8x16c_p

x86: AVX2 predict_16x16_p

Also fix the AVX implementation to correctly use the SSSE3 inline asm
instead of SSE2.

x86: AVX high bit-depth predict_16x16_v

Also restructure some code to reduce code size of various functions,
especially in high bit-depth.

x86: AVX2 high bit-depth predict_4x4_h

x86: AVX2 high bit-depth predict_16x16_h

x86: AVX2 high bit-depth predict_8x8c_h/predict_8x16c_h

x86util: Support ymm registers in HADD macros

x86: more AVX2 framework, AVX2 functions, plus some existing asm tweaks

AVX2 functions:
mc_chroma
intra_sad_x3_16x16
last64
ads
hpel
dct4
idct4
sub16x16_dct8
quant_4x4x4
quant_4x4
quant_4x4_dc
quant_8x8
SAD_X3/X4
SATD
var
var2
SSD
zigzag interleave
weightp
weightb
intra_sad_8x8_x9
decimate
integral
hadamard_ac
sa8d_satd
sa8d
lowres_init
denoise

x86inc: create xm# and ym#, analagous to m#

For when we want to mix simd sizes within one function.

x86inc: fix AVX emulation of cmp(p|s)(s|d)

x86-64: cabac_block_residual assembly

RDO: ~20% faster than C
Bitstream: ~50% faster than C
1-2% faster overall, highest on preset superfast/fast/medium.

OpenCL lookahead

OpenCL support is compiled in by default, but must be enabled at runtime by an
--opencl command line flag. Compiling OpenCL support requires perl. To avoid
the perl requirement use: configure --disable-opencl.

When enabled, the lookahead thread is mostly off-loaded to an OpenCL capable GPU
device.  Lowres intra cost prediction, lowres motion search (including subpel)
and bidir cost predictions are all done on the GPU.  MB-tree and final slice
decisions are still done by the CPU.  Presets which do not use a threaded
lookahead will not use OpenCL at all (superfast, ultrafast).

Because of data dependencies, the GPU must use an iterative motion search which
performs more total work than the CPU would do, so this is not work efficient
or power efficient. But if there are spare GPU cycles to spare, it can often
speed up the encode. Output quality when OpenCL lookahead is enabled is often
very slightly worse in quality than the CPU quality (because of the same data
dependencies).

x264 must compile its OpenCL kernels for your device before running them, and in
order to avoid doing this every run it caches the compiled kernel binary in a
file named x264_lookahead.clbin (--opencl-clbin FNAME to override).  The cache
file will be ignored if the device, driver, or OpenCL source are changed.

x264 will use the first GPU device which supports the required cl_image
features required by its kernels. Most modern discrete GPUs and all AMD
integrated GPUs will work.  Intel integrated GPUs (up to IvyBridge) do not
support those necessary features. Use --opencl-device N to specify a number of
capable GPUs to skip during device detection.

Switchable graphics environments (e.g. AMD Enduro) are currently not supported,
as some have bugs in their OpenCL drivers that cause output to be silently
incorrect.

Developed by MulticoreWare with support from AMD and Telestream.

weightp: improve scale/offset search, chroma

Rescale the scale factor if the offset clips. This makes weightp more effective
in fades to/from white (and an other situation that requires big offsets).

Search more than 1 scale factor and more than 1 offset, depending on --subme.

Try to find the optimal chroma denominator instead of hardcoding it.

Overall improvement: a few percent in fade-heavy clips, such as a sample from
Avatar: TLA.

Add slices-max feature

The H.264 spec technically has limits on the number of slices per frame. x264
normally ignores this, since most use-cases that require large numbers of
slices prefer it to. However, certain decoders may break with extremely large
numbers of slices, as can occur with some slice-max-size/mbs settings.

When set, x264 will refuse to create any slices beyond the maximum number,
even if slice-max-size/mbs requires otherwise.

Add slice-min-mbs feature

Works in conjunction with slice-max-mbs and/or slice-max-size to avoid overly
small slices.
Useful with certain decoders that barf on extremely small slices.

If slice-min-mbs would be violated as a result of slice-max-size, x264 will
exceed slice-max-size and print a warning.

Disable mbtree asm with cpu-independent option

Results vary between versions because of different rounding results.

Show "avs: no" --disable-avs option instead of empty string

lavf input: don't use deprecated AVStream fields

Fixes building against newer libavcodecs from the Libav project.

Fix y4m input with C420paldv colorspace

x86: correctly check stack alignment for Atom hadamard_ac

Regression in r2265 (only affected compilers with broken stack alignment,
like ICL on win32).

x86inc: fix some corner cases of SWAP

SWAP with >=3 named (rather than numbered) args
PERMUTE followed by SWAP with 2 named args
used to produce the wrong permutation

Fix array overreads that caused miscompilation in gcc 4.8

Fix undefined behavior in x264_ratecontrol_mb

ARM: Fix bug in x264_quant_4x4x4_neon

Regression in r2273.

ARM: update NEON mc_chroma to work with NV12 and re-enable it

Up to 10-15% faster overall.

CABAC/CAVLC: use the new bit-iterating macro here too

quant_4x4x4: quant one 8x8 block at a time

This reduces overhead and lets us use less branchy code for zigzag, dequant,
decimate, and so on.
Reorganize and optimize a lot of macroblock_encode using this new function.
~1-2% faster overall.

Includes NEON and x86 versions of the new function.
Using larger merged functions like this will also make wider SIMD, like
AVX2, more effective.

Add AvxSynth support to the AviSynth input module.

Uses dlopen to load AvxSynth on Linux and OS X.

Allows the use of --demuxer avs for AvxSynth, though the only source filter it
can currently use is FFMS2.

Add a local copy of avxsynth_c.h and its dependent headers in extras/ so that
users don't need to actually have AvxSynth development headers installed to
enable support for it (mirroring the AviSynth behavior).

Based on a patch by 0x09 (tab@lavabit.com)

Eliminate some branchiness in ME/analysis

Faster, fewer branch mispredictions.

Fix some store forwarding stalls
There's quite a few others, but most of them don't help to fix or there's no
easy way to avoid them.

x86: faster AVX satd/sa8d/sa8d_satd/hadamard_ac

Use Conroe-style movddup in AVX transforms; both Sandy Bridge and Bulldozer
do movddup in the load unit, so it's totally free this way.

On Sandy Bridge:
~6% faster sa8d_satd
~5% faster hadamard_ac
~9% faster 32-bit satd
~2% faster sa8d

x86: detect Bobcat, improve Atom optimizations, reorganize flags

The Bobcat has a 64-bit SIMD unit reminiscent of the Athlon 64; detect this
and apply the appropriate flags.

It also has an extremely slow palignr instruction; create a flag for this to
avoid massive penalties on palignr-heavy functions.

Improve Atom function selection and document exactly what the SLOW_ATOM flag
covers.

Add Atom-optimized SATD/SA8D/hadamard_ac functions: simply combine the ssse3
optimizations with the sse2 algorithm to avoid pmaddubsw, which is slow on
Atom along with other SIMD multiplies.

Drop TBM detection; it'll probably never be useful for x264.

Invert FastShuffle to SlowShuffle; it only ever applied to one CPU (Conroe).

Detect CMOV, to fail more gracefully when run on a chip with MMX2 but no CMOV.

x86: combined SA8D/SATD dsp function

Speedup is most apparent for 8-bit (~30%), but gives some improvements
for 10-bit too (~12%).
64-bit only for now.

x86: port SSE2+ SATD functions to high bit depth

Makes SATD 20-50% faster across all partition sizes but 4x4.

x86: faster high bit depth ssd

About 15% faster on average.

x86: optimize and clean up predictor checking
Branchlessly handle elimination of candidates in MMX roundclip asm.
Add a new asm function, similar to roundclip, except without the round part.
Optimize and organize the C code, and make both subme>=3 and subme<3 consistent.
Add lots of explanatory comments and try to make things a little more understandable.
~5-10% faster with subme>=3, ~15-20% faster with subme<3.

Fix two bugs in predictor checking
pmv wasn't checked properly in some cases, as well as zero vector.
Output-changing portion of the following patch.

Improve lookahead-threads auto selection
Smarter decision to improve fast-first-pass performance in 2-pass encodes.
Dramatically improves CPU utilization on multi-core systems.

Tested on a quad-core Ivy Bridge (12 threads, 1080p):
Fast first pass:
veryfast:     ~7% faster
faster:      ~11% faster
fast/medium: ~15% faster
slow/slower: ~42% faster
veryslow:    ~55% faster
CRF/1-pass:
veryfast:     ~9% faster
(all others remained the same)

x86: Use SSE instead of SSE2 for copying data

Reduces code size because movaps/movups is one byte shorter than movdqa/movdqu.
Also merge MMX and SSE versions of memcpy_aligned into a single macro.

64-bit cabac optimizations

~4% faster PIC

WIN64:
~3% faster and 16 byte shorter cabac_encode_bypass
~8% faster cabac_encode_terminal
Benchmarked on Ivy Bridge

UNIX64:
One instruction less in cabac_encode_bypass

configure: add QNX support