src/third_party/libvpx/source/libvpx/vp9/encoder/vp9_bitstream.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 <assert.h>
  12 #include <stdio.h>
  13 #include <limits.h>
  14
  15 #include "vpx/vpx_encoder.h"
  16 #include "vpx_mem/vpx_mem.h"
  17 #include "vpx_ports/mem_ops.h"
  18
  19 #include "vp9/common/vp9_entropy.h"
  20 #include "vp9/common/vp9_entropymode.h"
  21 #include "vp9/common/vp9_entropymv.h"
  22 #include "vp9/common/vp9_mvref_common.h"
  23 #include "vp9/common/vp9_pragmas.h"
  24 #include "vp9/common/vp9_pred_common.h"
  25 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
  26 #include "vp9/common/vp9_systemdependent.h"
  27 #include "vp9/common/vp9_tile_common.h"
  28
  29 #include "vp9/encoder/vp9_bitstream.h"
  30 #include "vp9/encoder/vp9_encodemv.h"
  31 #include "vp9/encoder/vp9_mcomp.h"
  32 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  33 #include "vp9/encoder/vp9_subexp.h"
  34 #include "vp9/encoder/vp9_tokenize.h"
  35 #include "vp9/encoder/vp9_write_bit_buffer.h"
  36
  37 #ifdef ENTROPY_STATS
  38 extern unsigned int active_section;
  39 #endif
  40
  41 static struct vp9_token intra_mode_encodings[INTRA_MODES];
  42 static struct vp9_token switchable_interp_encodings[SWITCHABLE_FILTERS];
  43 static struct vp9_token partition_encodings[PARTITION_TYPES];
  44 static struct vp9_token inter_mode_encodings[INTER_MODES];
  45
  46 void vp9_entropy_mode_init() {
  47   vp9_tokens_from_tree(intra_mode_encodings, vp9_intra_mode_tree);
  48   vp9_tokens_from_tree(switchable_interp_encodings, vp9_switchable_interp_tree);
  49   vp9_tokens_from_tree(partition_encodings, vp9_partition_tree);
  50   vp9_tokens_from_tree(inter_mode_encodings, vp9_inter_mode_tree);
  51 }
  52
  53 static void write_intra_mode(vp9_writer *w, MB_PREDICTION_MODE mode,
  54                              const vp9_prob *probs) {
  55   vp9_write_token(w, vp9_intra_mode_tree, probs, &intra_mode_encodings[mode]);
  56 }
  57
  58 static void write_inter_mode(vp9_writer *w, MB_PREDICTION_MODE mode,
  59                              const vp9_prob *probs) {
  60   assert(is_inter_mode(mode));
  61   vp9_write_token(w, vp9_inter_mode_tree, probs,
  62                   &inter_mode_encodings[INTER_OFFSET(mode)]);
  63 }
  64
  65 static void encode_unsigned_max(struct vp9_write_bit_buffer *wb,
  66                                 int data, int max) {
  67   vp9_wb_write_literal(wb, data, get_unsigned_bits(max));
  68 }
  69
  70 static void prob_diff_update(const vp9_tree_index *tree,
  71                              vp9_prob probs[/*n - 1*/],
  72                              const unsigned int counts[/*n - 1*/],
  73                              int n, vp9_writer *w) {
  74   int i;
  75   unsigned int branch_ct[32][2];
  76
  77   // Assuming max number of probabilities <= 32
  78   assert(n <= 32);
  79
  80   vp9_tree_probs_from_distribution(tree, branch_ct, counts);
  81   for (i = 0; i < n - 1; ++i)
  82     vp9_cond_prob_diff_update(w, &probs[i], branch_ct[i]);
  83 }
  84
  85 static void write_selected_tx_size(const VP9_COMP *cpi,
  86                                    TX_SIZE tx_size, BLOCK_SIZE bsize,
  87                                    vp9_writer *w) {
  88   const TX_SIZE max_tx_size = max_txsize_lookup[bsize];
  89   const MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
  90   const vp9_prob *const tx_probs = get_tx_probs2(max_tx_size, xd,
  91                                                  &cpi->common.fc.tx_probs);
  92   vp9_write(w, tx_size != TX_4X4, tx_probs[0]);
  93   if (tx_size != TX_4X4 && max_tx_size >= TX_16X16) {
  94     vp9_write(w, tx_size != TX_8X8, tx_probs[1]);
  95     if (tx_size != TX_8X8 && max_tx_size >= TX_32X32)
  96       vp9_write(w, tx_size != TX_16X16, tx_probs[2]);
  97   }
  98 }
  99
 100 static int write_skip(const VP9_COMP *cpi, int segment_id, MODE_INFO *m,
 101                       vp9_writer *w) {
 102   const MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
 103   if (vp9_segfeature_active(&cpi->common.seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
 104     return 1;
 105   } else {
 106     const int skip = m->mbmi.skip;
 107     vp9_write(w, skip, vp9_get_skip_prob(&cpi->common, xd));
 108     return skip;
 109   }
 110 }
 111
 112 static void update_skip_probs(VP9_COMMON *cm, vp9_writer *w) {
 113   int k;
 114
 115   for (k = 0; k < SKIP_CONTEXTS; ++k)
 116     vp9_cond_prob_diff_update(w, &cm->fc.skip_probs[k], cm->counts.skip[k]);
 117 }
 118
 119 static void update_switchable_interp_probs(VP9_COMMON *cm, vp9_writer *w) {
 120   int j;
 121   for (j = 0; j < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++j)
 122     prob_diff_update(vp9_switchable_interp_tree,
 123                      cm->fc.switchable_interp_prob[j],
 124                      cm->counts.switchable_interp[j], SWITCHABLE_FILTERS, w);
 125 }
 126
 127 static void pack_mb_tokens(vp9_writer *w,
 128                            TOKENEXTRA **tp, const TOKENEXTRA *stop) {
 129   TOKENEXTRA *p = *tp;
 130
 131   while (p < stop && p->token != EOSB_TOKEN) {
 132     const int t = p->token;
 133     const struct vp9_token *const a = &vp9_coef_encodings[t];
 134     const vp9_extra_bit *const b = &vp9_extra_bits[t];
 135     int i = 0;
 136     int v = a->value;
 137     int n = a->len;
 138
 139     /* skip one or two nodes */
 140     if (p->skip_eob_node) {
 141       n -= p->skip_eob_node;
 142       i = 2 * p->skip_eob_node;
 143     }
 144
 145     // TODO(jbb): expanding this can lead to big gains.  It allows
 146     // much better branch prediction and would enable us to avoid numerous
 147     // lookups and compares.
 148
 149     // If we have a token that's in the constrained set, the coefficient tree
 150     // is split into two treed writes.  The first treed write takes care of the
 151     // unconstrained nodes.  The second treed write takes care of the
 152     // constrained nodes.
 153     if (t >= TWO_TOKEN && t < EOB_TOKEN) {
 154       int len = UNCONSTRAINED_NODES - p->skip_eob_node;
 155       int bits = v >> (n - len);
 156       vp9_write_tree(w, vp9_coef_tree, p->context_tree, bits, len, i);
 157       vp9_write_tree(w, vp9_coef_con_tree,
 158                      vp9_pareto8_full[p->context_tree[PIVOT_NODE] - 1],
 159                      v, n - len, 0);
 160     } else {
 161       vp9_write_tree(w, vp9_coef_tree, p->context_tree, v, n, i);
 162     }
 163
 164     if (b->base_val) {
 165       const int e = p->extra, l = b->len;
 166
 167       if (l) {
 168         const unsigned char *pb = b->prob;
 169         int v = e >> 1;
 170         int n = l;              /* number of bits in v, assumed nonzero */
 171         int i = 0;
 172
 173         do {
 174           const int bb = (v >> --n) & 1;
 175           vp9_write(w, bb, pb[i >> 1]);
 176           i = b->tree[i + bb];
 177         } while (n);
 178       }
 179
 180       vp9_write_bit(w, e & 1);
 181     }
 182     ++p;
 183   }
 184
 185   *tp = p + (p->token == EOSB_TOKEN);
 186 }
 187
 188 static void write_segment_id(vp9_writer *w, const struct segmentation *seg,
 189                              int segment_id) {
 190   if (seg->enabled && seg->update_map)
 191     vp9_write_tree(w, vp9_segment_tree, seg->tree_probs, segment_id, 3, 0);
 192 }
 193
 194 // This function encodes the reference frame
 195 static void write_ref_frames(const VP9_COMP *cpi, vp9_writer *w) {
 196   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 197   const MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
 198   const MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi_8x8[0]->mbmi;
 199   const int is_compound = has_second_ref(mbmi);
 200   const int segment_id = mbmi->segment_id;
 201
 202   // If segment level coding of this signal is disabled...
 203   // or the segment allows multiple reference frame options
 204   if (vp9_segfeature_active(&cm->seg, segment_id, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
 205     assert(!is_compound);
 206     assert(mbmi->ref_frame[0] ==
 207                vp9_get_segdata(&cm->seg, segment_id, SEG_LVL_REF_FRAME));
 208   } else {
 209     // does the feature use compound prediction or not
 210     // (if not specified at the frame/segment level)
 211     if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
 212       vp9_write(w, is_compound, vp9_get_reference_mode_prob(cm, xd));
 213     } else {
 214       assert(!is_compound == (cm->reference_mode == SINGLE_REFERENCE));
 215     }
 216
 217     if (is_compound) {
 218       vp9_write(w, mbmi->ref_frame[0] == GOLDEN_FRAME,
 219                 vp9_get_pred_prob_comp_ref_p(cm, xd));
 220     } else {
 221       const int bit0 = mbmi->ref_frame[0] != LAST_FRAME;
 222       vp9_write(w, bit0, vp9_get_pred_prob_single_ref_p1(cm, xd));
 223       if (bit0) {
 224         const int bit1 = mbmi->ref_frame[0] != GOLDEN_FRAME;
 225         vp9_write(w, bit1, vp9_get_pred_prob_single_ref_p2(cm, xd));
 226       }
 227     }
 228   }
 229 }
 230
 231 static void pack_inter_mode_mvs(VP9_COMP *cpi, MODE_INFO *m, vp9_writer *bc) {
 232   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 233   const nmv_context *nmvc = &cm->fc.nmvc;
 234   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 235   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 236   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 237   const MB_MODE_INFO *const mi = &m->mbmi;
 238   const MV_REFERENCE_FRAME ref0 = mi->ref_frame[0];
 239   const MV_REFERENCE_FRAME ref1 = mi->ref_frame[1];
 240   const MB_PREDICTION_MODE mode = mi->mode;
 241   const int segment_id = mi->segment_id;
 242   const BLOCK_SIZE bsize = mi->sb_type;
 243   const int allow_hp = cm->allow_high_precision_mv;
 244   int skip;
 245
 246 #ifdef ENTROPY_STATS
 247   active_section = 9;
 248 #endif
 249
 250   if (seg->update_map) {
 251     if (seg->temporal_update) {
 252       const int pred_flag = mi->seg_id_predicted;
 253       vp9_prob pred_prob = vp9_get_pred_prob_seg_id(seg, xd);
 254       vp9_write(bc, pred_flag, pred_prob);
 255       if (!pred_flag)
 256         write_segment_id(bc, seg, segment_id);
 257     } else {
 258       write_segment_id(bc, seg, segment_id);
 259     }
 260   }
 261
 262   skip = write_skip(cpi, segment_id, m, bc);
 263
 264   if (!vp9_segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_REF_FRAME))
 265     vp9_write(bc, ref0 != INTRA_FRAME, vp9_get_intra_inter_prob(cm, xd));
 266
 267   if (bsize >= BLOCK_8X8 && cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT &&
 268       !(ref0 != INTRA_FRAME &&
 269         (skip || vp9_segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP)))) {
 270     write_selected_tx_size(cpi, mi->tx_size, bsize, bc);
 271   }
 272
 273   if (ref0 == INTRA_FRAME) {
 274 #ifdef ENTROPY_STATS
 275     active_section = 6;
 276 #endif
 277
 278     if (bsize >= BLOCK_8X8) {
 279       write_intra_mode(bc, mode, cm->fc.y_mode_prob[size_group_lookup[bsize]]);
 280     } else {
 281       int idx, idy;
 282       const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
 283       const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
 284       for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_blocks_high) {
 285         for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_blocks_wide) {
 286           const MB_PREDICTION_MODE bm = m->bmi[idy * 2 + idx].as_mode;
 287           write_intra_mode(bc, bm, cm->fc.y_mode_prob[0]);
 288         }
 289       }
 290     }
 291     write_intra_mode(bc, mi->uv_mode, cm->fc.uv_mode_prob[mode]);
 292   } else {
 293     vp9_prob *mv_ref_p;
 294     write_ref_frames(cpi, bc);
 295     mv_ref_p = cm->fc.inter_mode_probs[mi->mode_context[ref0]];
 296
 297 #ifdef ENTROPY_STATS
 298     active_section = 3;
 299 #endif
 300
 301     // If segment skip is not enabled code the mode.
 302     if (!vp9_segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
 303       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
 304         write_inter_mode(bc, mode, mv_ref_p);
 305         ++cm->counts.inter_mode[mi->mode_context[ref0]][INTER_OFFSET(mode)];
 306       }
 307     }
 308
 309     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
 310       const int ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
 311       vp9_write_token(bc, vp9_switchable_interp_tree,
 312                       cm->fc.switchable_interp_prob[ctx],
 313                       &switchable_interp_encodings[mi->interp_filter]);
 314     } else {
 315       assert(mi->interp_filter == cm->interp_filter);
 316     }
 317
 318     if (bsize < BLOCK_8X8) {
 319       const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
 320       const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
 321       int idx, idy;
 322       for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_blocks_high) {
 323         for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_blocks_wide) {
 324           const int j = idy * 2 + idx;
 325           const MB_PREDICTION_MODE b_mode = m->bmi[j].as_mode;
 326           write_inter_mode(bc, b_mode, mv_ref_p);
 327           ++cm->counts.inter_mode[mi->mode_context[ref0]][INTER_OFFSET(b_mode)];
 328           if (b_mode == NEWMV) {
 329 #ifdef ENTROPY_STATS
 330             active_section = 11;
 331 #endif
 332             vp9_encode_mv(cpi, bc, &m->bmi[j].as_mv[0].as_mv,
 333                           &mi->ref_mvs[ref0][0].as_mv, nmvc, allow_hp);
 334
 335             if (has_second_ref(mi))
 336               vp9_encode_mv(cpi, bc, &m->bmi[j].as_mv[1].as_mv,
 337                             &mi->ref_mvs[ref1][0].as_mv, nmvc, allow_hp);
 338           }
 339         }
 340       }
 341     } else if (mode == NEWMV) {
 342 #ifdef ENTROPY_STATS
 343       active_section = 5;
 344 #endif
 345       vp9_encode_mv(cpi, bc, &mi->mv[0].as_mv,
 346                     &mi->ref_mvs[ref0][0].as_mv, nmvc, allow_hp);
 347
 348       if (has_second_ref(mi))
 349         vp9_encode_mv(cpi, bc, &mi->mv[1].as_mv,
 350                       &mi->ref_mvs[ref1][0].as_mv, nmvc, allow_hp);
 351     }
 352   }
 353 }
 354
 355 static void write_mb_modes_kf(const VP9_COMP *cpi, MODE_INFO **mi_8x8,
 356                               vp9_writer *bc) {
 357   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 358   const MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
 359   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 360   MODE_INFO *m = mi_8x8[0];
 361   const int ym = m->mbmi.mode;
 362   const int segment_id = m->mbmi.segment_id;
 363   MODE_INFO *above_mi = mi_8x8[-xd->mode_info_stride];
 364   MODE_INFO *left_mi = xd->left_available ? mi_8x8[-1] : NULL;
 365
 366   if (seg->update_map)
 367     write_segment_id(bc, seg, m->mbmi.segment_id);
 368
 369   write_skip(cpi, segment_id, m, bc);
 370
 371   if (m->mbmi.sb_type >= BLOCK_8X8 && cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT)
 372     write_selected_tx_size(cpi, m->mbmi.tx_size, m->mbmi.sb_type, bc);
 373
 374   if (m->mbmi.sb_type >= BLOCK_8X8) {
 375     const MB_PREDICTION_MODE A = vp9_above_block_mode(m, above_mi, 0);
 376     const MB_PREDICTION_MODE L = vp9_left_block_mode(m, left_mi, 0);
 377     write_intra_mode(bc, ym, vp9_kf_y_mode_prob[A][L]);
 378   } else {
 379     int idx, idy;
 380     const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[m->mbmi.sb_type];
 381     const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[m->mbmi.sb_type];
 382     for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_blocks_high) {
 383       for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_blocks_wide) {
 384         int i = idy * 2 + idx;
 385         const MB_PREDICTION_MODE A = vp9_above_block_mode(m, above_mi, i);
 386         const MB_PREDICTION_MODE L = vp9_left_block_mode(m, left_mi, i);
 387         const int bm = m->bmi[i].as_mode;
 388         write_intra_mode(bc, bm, vp9_kf_y_mode_prob[A][L]);
 389       }
 390     }
 391   }
 392
 393   write_intra_mode(bc, m->mbmi.uv_mode, vp9_kf_uv_mode_prob[ym]);
 394 }
 395
 396 static void write_modes_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 397                           vp9_writer *w, TOKENEXTRA **tok, TOKENEXTRA *tok_end,
 398                           int mi_row, int mi_col) {
 399   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 400   MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
 401   MODE_INFO *m;
 402
 403   xd->mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + (mi_row * cm->mode_info_stride + mi_col);
 404   m = xd->mi_8x8[0];
 405
 406   set_mi_row_col(xd, tile,
 407                  mi_row, num_8x8_blocks_high_lookup[m->mbmi.sb_type],
 408                  mi_col, num_8x8_blocks_wide_lookup[m->mbmi.sb_type],
 409                  cm->mi_rows, cm->mi_cols);
 410   if (frame_is_intra_only(cm)) {
 411     write_mb_modes_kf(cpi, xd->mi_8x8, w);
 412 #ifdef ENTROPY_STATS
 413     active_section = 8;
 414 #endif
 415   } else {
 416     pack_inter_mode_mvs(cpi, m, w);
 417 #ifdef ENTROPY_STATS
 418     active_section = 1;
 419 #endif
 420   }
 421
 422   assert(*tok < tok_end);
 423   pack_mb_tokens(w, tok, tok_end);
 424 }
 425
 426 static void write_partition(VP9_COMP *cpi, int hbs, int mi_row, int mi_col,
 427                             PARTITION_TYPE p, BLOCK_SIZE bsize, vp9_writer *w) {
 428   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 429   const int ctx = partition_plane_context(cpi->above_seg_context,
 430                                           cpi->left_seg_context,
 431                                           mi_row, mi_col, bsize);
 432   const vp9_prob *const probs = get_partition_probs(cm, ctx);
 433   const int has_rows = (mi_row + hbs) < cm->mi_rows;
 434   const int has_cols = (mi_col + hbs) < cm->mi_cols;
 435
 436   if (has_rows && has_cols) {
 437     vp9_write_token(w, vp9_partition_tree, probs, &partition_encodings[p]);
 438   } else if (!has_rows && has_cols) {
 439     assert(p == PARTITION_SPLIT || p == PARTITION_HORZ);
 440     vp9_write(w, p == PARTITION_SPLIT, probs[1]);
 441   } else if (has_rows && !has_cols) {
 442     assert(p == PARTITION_SPLIT || p == PARTITION_VERT);
 443     vp9_write(w, p == PARTITION_SPLIT, probs[2]);
 444   } else {
 445     assert(p == PARTITION_SPLIT);
 446   }
 447 }
 448
 449 static void write_modes_sb(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 450                            vp9_writer *w, TOKENEXTRA **tok, TOKENEXTRA *tok_end,
 451                            int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
 452   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 453   const int bsl = b_width_log2(bsize);
 454   const int bs = (1 << bsl) / 4;
 455   PARTITION_TYPE partition;
 456   BLOCK_SIZE subsize;
 457   MODE_INFO *m = cm->mi_grid_visible[mi_row * cm->mode_info_stride + mi_col];
 458
 459   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
 460     return;
 461
 462   partition = partition_lookup[bsl][m->mbmi.sb_type];
 463   write_partition(cpi, bs, mi_row, mi_col, partition, bsize, w);
 464   subsize = get_subsize(bsize, partition);
 465   if (subsize < BLOCK_8X8) {
 466     write_modes_b(cpi, tile, w, tok, tok_end, mi_row, mi_col);
 467   } else {
 468     switch (partition) {
 469       case PARTITION_NONE:
 470         write_modes_b(cpi, tile, w, tok, tok_end, mi_row, mi_col);
 471         break;
 472       case PARTITION_HORZ:
 473         write_modes_b(cpi, tile, w, tok, tok_end, mi_row, mi_col);
 474         if (mi_row + bs < cm->mi_rows)
 475           write_modes_b(cpi, tile, w, tok, tok_end, mi_row + bs, mi_col);
 476         break;
 477       case PARTITION_VERT:
 478         write_modes_b(cpi, tile, w, tok, tok_end, mi_row, mi_col);
 479         if (mi_col + bs < cm->mi_cols)
 480           write_modes_b(cpi, tile, w, tok, tok_end, mi_row, mi_col + bs);
 481         break;
 482       case PARTITION_SPLIT:
 483         write_modes_sb(cpi, tile, w, tok, tok_end, mi_row, mi_col, subsize);
 484         write_modes_sb(cpi, tile, w, tok, tok_end, mi_row, mi_col + bs,
 485                        subsize);
 486         write_modes_sb(cpi, tile, w, tok, tok_end, mi_row + bs, mi_col,
 487                        subsize);
 488         write_modes_sb(cpi, tile, w, tok, tok_end, mi_row + bs, mi_col + bs,
 489                        subsize);
 490         break;
 491       default:
 492         assert(0);
 493     }
 494   }
 495
 496   // update partition context
 497   if (bsize >= BLOCK_8X8 &&
 498       (bsize == BLOCK_8X8 || partition != PARTITION_SPLIT))
 499     update_partition_context(cpi->above_seg_context, cpi->left_seg_context,
 500                              mi_row, mi_col, subsize, bsize);
 501 }
 502
 503 static void write_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 504                         vp9_writer *w, TOKENEXTRA **tok, TOKENEXTRA *tok_end) {
 505   int mi_row, mi_col;
 506
 507   for (mi_row = tile->mi_row_start; mi_row < tile->mi_row_end;
 508        mi_row += MI_BLOCK_SIZE) {
 509       vp9_zero(cpi->left_seg_context);
 510     for (mi_col = tile->mi_col_start; mi_col < tile->mi_col_end;
 511          mi_col += MI_BLOCK_SIZE)
 512       write_modes_sb(cpi, tile, w, tok, tok_end, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 513   }
 514 }
 515
 516 static void build_tree_distribution(VP9_COMP *cpi, TX_SIZE tx_size) {
 517   vp9_coeff_probs_model *coef_probs = cpi->frame_coef_probs[tx_size];
 518   vp9_coeff_count *coef_counts = cpi->coef_counts[tx_size];
 519   unsigned int (*eob_branch_ct)[REF_TYPES][COEF_BANDS][COEFF_CONTEXTS] =
 520       cpi->common.counts.eob_branch[tx_size];
 521   vp9_coeff_stats *coef_branch_ct = cpi->frame_branch_ct[tx_size];
 522   int i, j, k, l, m;
 523
 524   for (i = 0; i < PLANE_TYPES; ++i) {
 525     for (j = 0; j < REF_TYPES; ++j) {
 526       for (k = 0; k < COEF_BANDS; ++k) {
 527         for (l = 0; l < BAND_COEFF_CONTEXTS(k); ++l) {
 528           vp9_tree_probs_from_distribution(vp9_coef_tree,
 529                                            coef_branch_ct[i][j][k][l],
 530                                            coef_counts[i][j][k][l]);
 531           coef_branch_ct[i][j][k][l][0][1] = eob_branch_ct[i][j][k][l] -
 532                                              coef_branch_ct[i][j][k][l][0][0];
 533           for (m = 0; m < UNCONSTRAINED_NODES; ++m)
 534             coef_probs[i][j][k][l][m] = get_binary_prob(
 535                                             coef_branch_ct[i][j][k][l][m][0],
 536                                             coef_branch_ct[i][j][k][l][m][1]);
 537         }
 538       }
 539     }
 540   }
 541 }
 542
 543 static void update_coef_probs_common(vp9_writer* const bc, VP9_COMP *cpi,
 544                                      TX_SIZE tx_size) {
 545   vp9_coeff_probs_model *new_frame_coef_probs = cpi->frame_coef_probs[tx_size];
 546   vp9_coeff_probs_model *old_frame_coef_probs =
 547       cpi->common.fc.coef_probs[tx_size];
 548   vp9_coeff_stats *frame_branch_ct = cpi->frame_branch_ct[tx_size];
 549   const vp9_prob upd = DIFF_UPDATE_PROB;
 550   const int entropy_nodes_update = UNCONSTRAINED_NODES;
 551   int i, j, k, l, t;
 552   switch (cpi->sf.use_fast_coef_updates) {
 553     case 0: {
 554       /* dry run to see if there is any udpate at all needed */
 555       int savings = 0;
 556       int update[2] = {0, 0};
 557       for (i = 0; i < PLANE_TYPES; ++i) {
 558         for (j = 0; j < REF_TYPES; ++j) {
 559           for (k = 0; k < COEF_BANDS; ++k) {
 560             for (l = 0; l < BAND_COEFF_CONTEXTS(k); ++l) {
 561               for (t = 0; t < entropy_nodes_update; ++t) {
 562                 vp9_prob newp = new_frame_coef_probs[i][j][k][l][t];
 563                 const vp9_prob oldp = old_frame_coef_probs[i][j][k][l][t];
 564                 int s;
 565                 int u = 0;
 566                 if (t == PIVOT_NODE)
 567                   s = vp9_prob_diff_update_savings_search_model(
 568                       frame_branch_ct[i][j][k][l][0],
 569                       old_frame_coef_probs[i][j][k][l], &newp, upd);
 570                 else
 571                   s = vp9_prob_diff_update_savings_search(
 572                       frame_branch_ct[i][j][k][l][t], oldp, &newp, upd);
 573                 if (s > 0 && newp != oldp)
 574                   u = 1;
 575                 if (u)
 576                   savings += s - (int)(vp9_cost_zero(upd));
 577                 else
 578                   savings -= (int)(vp9_cost_zero(upd));
 579                 update[u]++;
 580               }
 581             }
 582           }
 583         }
 584       }
 585
 586       // printf("Update %d %d, savings %d\n", update[0], update[1], savings);
 587       /* Is coef updated at all */
 588       if (update[1] == 0 || savings < 0) {
 589         vp9_write_bit(bc, 0);
 590         return;
 591       }
 592       vp9_write_bit(bc, 1);
 593       for (i = 0; i < PLANE_TYPES; ++i) {
 594         for (j = 0; j < REF_TYPES; ++j) {
 595           for (k = 0; k < COEF_BANDS; ++k) {
 596             for (l = 0; l < BAND_COEFF_CONTEXTS(k); ++l) {
 597               // calc probs and branch cts for this frame only
 598               for (t = 0; t < entropy_nodes_update; ++t) {
 599                 vp9_prob newp = new_frame_coef_probs[i][j][k][l][t];
 600                 vp9_prob *oldp = old_frame_coef_probs[i][j][k][l] + t;
 601                 const vp9_prob upd = DIFF_UPDATE_PROB;
 602                 int s;
 603                 int u = 0;
 604                 if (t == PIVOT_NODE)
 605                   s = vp9_prob_diff_update_savings_search_model(
 606                       frame_branch_ct[i][j][k][l][0],
 607                       old_frame_coef_probs[i][j][k][l], &newp, upd);
 608                 else
 609                   s = vp9_prob_diff_update_savings_search(
 610                       frame_branch_ct[i][j][k][l][t],
 611                       *oldp, &newp, upd);
 612                 if (s > 0 && newp != *oldp)
 613                   u = 1;
 614                 vp9_write(bc, u, upd);
 615                 if (u) {
 616                   /* send/use new probability */
 617                   vp9_write_prob_diff_update(bc, newp, *oldp);
 618                   *oldp = newp;
 619                 }
 620               }
 621             }
 622           }
 623         }
 624       }
 625       return;
 626     }
 627
 628     case 1:
 629     case 2: {
 630       const int prev_coef_contexts_to_update =
 631           cpi->sf.use_fast_coef_updates == 2 ? COEFF_CONTEXTS >> 1
 632                                              : COEFF_CONTEXTS;
 633       const int coef_band_to_update =
 634           cpi->sf.use_fast_coef_updates == 2 ? COEF_BANDS >> 1
 635                                              : COEF_BANDS;
 636       int updates = 0;
 637       int noupdates_before_first = 0;
 638       for (i = 0; i < PLANE_TYPES; ++i) {
 639         for (j = 0; j < REF_TYPES; ++j) {
 640           for (k = 0; k < COEF_BANDS; ++k) {
 641             for (l = 0; l < BAND_COEFF_CONTEXTS(k); ++l) {
 642               // calc probs and branch cts for this frame only
 643               for (t = 0; t < entropy_nodes_update; ++t) {
 644                 vp9_prob newp = new_frame_coef_probs[i][j][k][l][t];
 645                 vp9_prob *oldp = old_frame_coef_probs[i][j][k][l] + t;
 646                 int s;
 647                 int u = 0;
 648                 if (l >= prev_coef_contexts_to_update ||
 649                     k >= coef_band_to_update) {
 650                   u = 0;
 651                 } else {
 652                   if (t == PIVOT_NODE)
 653                     s = vp9_prob_diff_update_savings_search_model(
 654                         frame_branch_ct[i][j][k][l][0],
 655                         old_frame_coef_probs[i][j][k][l], &newp, upd);
 656                   else
 657                     s = vp9_prob_diff_update_savings_search(
 658                         frame_branch_ct[i][j][k][l][t],
 659                         *oldp, &newp, upd);
 660                   if (s > 0 && newp != *oldp)
 661                     u = 1;
 662                 }
 663                 updates += u;
 664                 if (u == 0 && updates == 0) {
 665                   noupdates_before_first++;
 666                   continue;
 667                 }
 668                 if (u == 1 && updates == 1) {
 669                   int v;
 670                   // first update
 671                   vp9_write_bit(bc, 1);
 672                   for (v = 0; v < noupdates_before_first; ++v)
 673                     vp9_write(bc, 0, upd);
 674                 }
 675                 vp9_write(bc, u, upd);
 676                 if (u) {
 677                   /* send/use new probability */
 678                   vp9_write_prob_diff_update(bc, newp, *oldp);
 679                   *oldp = newp;
 680                 }
 681               }
 682             }
 683           }
 684         }
 685       }
 686       if (updates == 0) {
 687         vp9_write_bit(bc, 0);  // no updates
 688       }
 689       return;
 690     }
 691
 692     default:
 693       assert(0);
 694   }
 695 }
 696
 697 static void update_coef_probs(VP9_COMP *cpi, vp9_writer* w) {
 698   const TX_MODE tx_mode = cpi->common.tx_mode;
 699   const TX_SIZE max_tx_size = tx_mode_to_biggest_tx_size[tx_mode];
 700   TX_SIZE tx_size;
 701   vp9_clear_system_state();
 702
 703   for (tx_size = TX_4X4; tx_size <= TX_32X32; ++tx_size)
 704     build_tree_distribution(cpi, tx_size);
 705
 706   for (tx_size = TX_4X4; tx_size <= max_tx_size; ++tx_size)
 707     update_coef_probs_common(w, cpi, tx_size);
 708 }
 709
 710 static void encode_loopfilter(struct loopfilter *lf,
 711                               struct vp9_write_bit_buffer *wb) {
 712   int i;
 713
 714   // Encode the loop filter level and type
 715   vp9_wb_write_literal(wb, lf->filter_level, 6);
 716   vp9_wb_write_literal(wb, lf->sharpness_level, 3);
 717
 718   // Write out loop filter deltas applied at the MB level based on mode or
 719   // ref frame (if they are enabled).
 720   vp9_wb_write_bit(wb, lf->mode_ref_delta_enabled);
 721
 722   if (lf->mode_ref_delta_enabled) {
 723     vp9_wb_write_bit(wb, lf->mode_ref_delta_update);
 724     if (lf->mode_ref_delta_update) {
 725       for (i = 0; i < MAX_REF_LF_DELTAS; i++) {
 726         const int delta = lf->ref_deltas[i];
 727         const int changed = delta != lf->last_ref_deltas[i];
 728         vp9_wb_write_bit(wb, changed);
 729         if (changed) {
 730           lf->last_ref_deltas[i] = delta;
 731           vp9_wb_write_literal(wb, abs(delta) & 0x3F, 6);
 732           vp9_wb_write_bit(wb, delta < 0);
 733         }
 734       }
 735
 736       for (i = 0; i < MAX_MODE_LF_DELTAS; i++) {
 737         const int delta = lf->mode_deltas[i];
 738         const int changed = delta != lf->last_mode_deltas[i];
 739         vp9_wb_write_bit(wb, changed);
 740         if (changed) {
 741           lf->last_mode_deltas[i] = delta;
 742           vp9_wb_write_literal(wb, abs(delta) & 0x3F, 6);
 743           vp9_wb_write_bit(wb, delta < 0);
 744         }
 745       }
 746     }
 747   }
 748 }
 749
 750 static void write_delta_q(struct vp9_write_bit_buffer *wb, int delta_q) {
 751   if (delta_q != 0) {
 752     vp9_wb_write_bit(wb, 1);
 753     vp9_wb_write_literal(wb, abs(delta_q), 4);
 754     vp9_wb_write_bit(wb, delta_q < 0);
 755   } else {
 756     vp9_wb_write_bit(wb, 0);
 757   }
 758 }
 759
 760 static void encode_quantization(VP9_COMMON *cm,
 761                                 struct vp9_write_bit_buffer *wb) {
 762   vp9_wb_write_literal(wb, cm->base_qindex, QINDEX_BITS);
 763   write_delta_q(wb, cm->y_dc_delta_q);
 764   write_delta_q(wb, cm->uv_dc_delta_q);
 765   write_delta_q(wb, cm->uv_ac_delta_q);
 766 }
 767
 768
 769 static void encode_segmentation(VP9_COMP *cpi,
 770                                 struct vp9_write_bit_buffer *wb) {
 771   int i, j;
 772
 773   struct segmentation *seg = &cpi->common.seg;
 774
 775   vp9_wb_write_bit(wb, seg->enabled);
 776   if (!seg->enabled)
 777     return;
 778
 779   // Segmentation map
 780   vp9_wb_write_bit(wb, seg->update_map);
 781   if (seg->update_map) {
 782     // Select the coding strategy (temporal or spatial)
 783     vp9_choose_segmap_coding_method(cpi);
 784     // Write out probabilities used to decode unpredicted  macro-block segments
 785     for (i = 0; i < SEG_TREE_PROBS; i++) {
 786       const int prob = seg->tree_probs[i];
 787       const int update = prob != MAX_PROB;
 788       vp9_wb_write_bit(wb, update);
 789       if (update)
 790         vp9_wb_write_literal(wb, prob, 8);
 791     }
 792
 793     // Write out the chosen coding method.
 794     vp9_wb_write_bit(wb, seg->temporal_update);
 795     if (seg->temporal_update) {
 796       for (i = 0; i < PREDICTION_PROBS; i++) {
 797         const int prob = seg->pred_probs[i];
 798         const int update = prob != MAX_PROB;
 799         vp9_wb_write_bit(wb, update);
 800         if (update)
 801           vp9_wb_write_literal(wb, prob, 8);
 802       }
 803     }
 804   }
 805
 806   // Segmentation data
 807   vp9_wb_write_bit(wb, seg->update_data);
 808   if (seg->update_data) {
 809     vp9_wb_write_bit(wb, seg->abs_delta);
 810
 811     for (i = 0; i < MAX_SEGMENTS; i++) {
 812       for (j = 0; j < SEG_LVL_MAX; j++) {
 813         const int active = vp9_segfeature_active(seg, i, j);
 814         vp9_wb_write_bit(wb, active);
 815         if (active) {
 816           const int data = vp9_get_segdata(seg, i, j);
 817           const int data_max = vp9_seg_feature_data_max(j);
 818
 819           if (vp9_is_segfeature_signed(j)) {
 820             encode_unsigned_max(wb, abs(data), data_max);
 821             vp9_wb_write_bit(wb, data < 0);
 822           } else {
 823             encode_unsigned_max(wb, data, data_max);
 824           }
 825         }
 826       }
 827     }
 828   }
 829 }
 830
 831
 832 static void encode_txfm_probs(VP9_COMMON *cm, vp9_writer *w) {
 833   // Mode
 834   vp9_write_literal(w, MIN(cm->tx_mode, ALLOW_32X32), 2);
 835   if (cm->tx_mode >= ALLOW_32X32)
 836     vp9_write_bit(w, cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT);
 837
 838   // Probabilities
 839   if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
 840     int i, j;
 841     unsigned int ct_8x8p[TX_SIZES - 3][2];
 842     unsigned int ct_16x16p[TX_SIZES - 2][2];
 843     unsigned int ct_32x32p[TX_SIZES - 1][2];
 844
 845
 846     for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; i++) {
 847       tx_counts_to_branch_counts_8x8(cm->counts.tx.p8x8[i], ct_8x8p);
 848       for (j = 0; j < TX_SIZES - 3; j++)
 849         vp9_cond_prob_diff_update(w, &cm->fc.tx_probs.p8x8[i][j], ct_8x8p[j]);
 850     }
 851
 852     for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; i++) {
 853       tx_counts_to_branch_counts_16x16(cm->counts.tx.p16x16[i], ct_16x16p);
 854       for (j = 0; j < TX_SIZES - 2; j++)
 855         vp9_cond_prob_diff_update(w, &cm->fc.tx_probs.p16x16[i][j],
 856                                   ct_16x16p[j]);
 857     }
 858
 859     for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; i++) {
 860       tx_counts_to_branch_counts_32x32(cm->counts.tx.p32x32[i], ct_32x32p);
 861       for (j = 0; j < TX_SIZES - 1; j++)
 862         vp9_cond_prob_diff_update(w, &cm->fc.tx_probs.p32x32[i][j],
 863                                   ct_32x32p[j]);
 864     }
 865   }
 866 }
 867
 868 static void write_interp_filter(INTERP_FILTER filter,
 869                                 struct vp9_write_bit_buffer *wb) {
 870   const int filter_to_literal[] = { 1, 0, 2, 3 };
 871
 872   vp9_wb_write_bit(wb, filter == SWITCHABLE);
 873   if (filter != SWITCHABLE)
 874     vp9_wb_write_literal(wb, filter_to_literal[filter], 2);
 875 }
 876
 877 static void fix_interp_filter(VP9_COMMON *cm) {
 878   if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
 879     // Check to see if only one of the filters is actually used
 880     int count[SWITCHABLE_FILTERS];
 881     int i, j, c = 0;
 882     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTERS; ++i) {
 883       count[i] = 0;
 884       for (j = 0; j < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++j)
 885         count[i] += cm->counts.switchable_interp[j][i];
 886       c += (count[i] > 0);
 887     }
 888     if (c == 1) {
 889       // Only one filter is used. So set the filter at frame level
 890       for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTERS; ++i) {
 891         if (count[i]) {
 892           cm->interp_filter = i;
 893           break;
 894         }
 895       }
 896     }
 897   }
 898 }
 899
 900 static void write_tile_info(VP9_COMMON *cm, struct vp9_write_bit_buffer *wb) {
 901   int min_log2_tile_cols, max_log2_tile_cols, ones;
 902   vp9_get_tile_n_bits(cm->mi_cols, &min_log2_tile_cols, &max_log2_tile_cols);
 903
 904   // columns
 905   ones = cm->log2_tile_cols - min_log2_tile_cols;
 906   while (ones--)
 907     vp9_wb_write_bit(wb, 1);
 908
 909   if (cm->log2_tile_cols < max_log2_tile_cols)
 910     vp9_wb_write_bit(wb, 0);
 911
 912   // rows
 913   vp9_wb_write_bit(wb, cm->log2_tile_rows != 0);
 914   if (cm->log2_tile_rows != 0)
 915     vp9_wb_write_bit(wb, cm->log2_tile_rows != 1);
 916 }
 917
 918 static int get_refresh_mask(VP9_COMP *cpi) {
 919     // Should the GF or ARF be updated using the transmitted frame or buffer
 920 #if CONFIG_MULTIPLE_ARF
 921     if (!cpi->multi_arf_enabled && cpi->refresh_golden_frame &&
 922         !cpi->refresh_alt_ref_frame) {
 923 #else
 924     if (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->refresh_alt_ref_frame &&
 925         !cpi->use_svc) {
 926 #endif
 927       // Preserve the previously existing golden frame and update the frame in
 928       // the alt ref slot instead. This is highly specific to the use of
 929       // alt-ref as a forward reference, and this needs to be generalized as
 930       // other uses are implemented (like RTC/temporal scaling)
 931       //
 932       // gld_fb_idx and alt_fb_idx need to be swapped for future frames, but
 933       // that happens in vp9_onyx_if.c:update_reference_frames() so that it can
 934       // be done outside of the recode loop.
 935       return (cpi->refresh_last_frame << cpi->lst_fb_idx) |
 936              (cpi->refresh_golden_frame << cpi->alt_fb_idx);
 937     } else {
 938       int arf_idx = cpi->alt_fb_idx;
 939 #if CONFIG_MULTIPLE_ARF
 940       // Determine which ARF buffer to use to encode this ARF frame.
 941       if (cpi->multi_arf_enabled) {
 942         int sn = cpi->sequence_number;
 943         arf_idx = (cpi->frame_coding_order[sn] < 0) ?
 944             cpi->arf_buffer_idx[sn + 1] :
 945             cpi->arf_buffer_idx[sn];
 946       }
 947 #endif
 948       return (cpi->refresh_last_frame << cpi->lst_fb_idx) |
 949              (cpi->refresh_golden_frame << cpi->gld_fb_idx) |
 950              (cpi->refresh_alt_ref_frame << arf_idx);
 951     }
 952 }
 953
 954 static size_t encode_tiles(VP9_COMP *cpi, uint8_t *data_ptr) {
 955   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 956   vp9_writer residual_bc;
 957
 958   int tile_row, tile_col;
 959   TOKENEXTRA *tok[4][1 << 6], *tok_end;
 960   size_t total_size = 0;
 961   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
 962   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
 963
 964   vpx_memset(cpi->above_seg_context, 0, sizeof(*cpi->above_seg_context) *
 965              mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols));
 966
 967   tok[0][0] = cpi->tok;
 968   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; tile_row++) {
 969     if (tile_row)
 970       tok[tile_row][0] = tok[tile_row - 1][tile_cols - 1] +
 971                          cpi->tok_count[tile_row - 1][tile_cols - 1];
 972
 973     for (tile_col = 1; tile_col < tile_cols; tile_col++)
 974       tok[tile_row][tile_col] = tok[tile_row][tile_col - 1] +
 975                                 cpi->tok_count[tile_row][tile_col - 1];
 976   }
 977
 978   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; tile_row++) {
 979     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; tile_col++) {
 980       TileInfo tile;
 981
 982       vp9_tile_init(&tile, cm, tile_row, tile_col);
 983       tok_end = tok[tile_row][tile_col] + cpi->tok_count[tile_row][tile_col];
 984
 985       if (tile_col < tile_cols - 1 || tile_row < tile_rows - 1)
 986         vp9_start_encode(&residual_bc, data_ptr + total_size + 4);
 987       else
 988         vp9_start_encode(&residual_bc, data_ptr + total_size);
 989
 990       write_modes(cpi, &tile, &residual_bc, &tok[tile_row][tile_col], tok_end);
 991       assert(tok[tile_row][tile_col] == tok_end);
 992       vp9_stop_encode(&residual_bc);
 993       if (tile_col < tile_cols - 1 || tile_row < tile_rows - 1) {
 994         // size of this tile
 995         mem_put_be32(data_ptr + total_size, residual_bc.pos);
 996         total_size += 4;
 997       }
 998
 999       total_size += residual_bc.pos;
1000     }
1001   }
1002
1003   return total_size;
1004 }
1005
1006 static void write_display_size(const VP9_COMMON *cm,
1007                                struct vp9_write_bit_buffer *wb) {
1008   const int scaling_active = cm->width != cm->display_width ||
1009                              cm->height != cm->display_height;
1010   vp9_wb_write_bit(wb, scaling_active);
1011   if (scaling_active) {
1012     vp9_wb_write_literal(wb, cm->display_width - 1, 16);
1013     vp9_wb_write_literal(wb, cm->display_height - 1, 16);
1014   }
1015 }
1016
1017 static void write_frame_size(const VP9_COMMON *cm,
1018                              struct vp9_write_bit_buffer *wb) {
1019   vp9_wb_write_literal(wb, cm->width - 1, 16);
1020   vp9_wb_write_literal(wb, cm->height - 1, 16);
1021
1022   write_display_size(cm, wb);
1023 }
1024
1025 static void write_frame_size_with_refs(VP9_COMP *cpi,
1026                                        struct vp9_write_bit_buffer *wb) {
1027   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1028   int found = 0;
1029
1030   MV_REFERENCE_FRAME ref_frame;
1031   for (ref_frame = LAST_FRAME; ref_frame <= ALTREF_FRAME; ++ref_frame) {
1032     YV12_BUFFER_CONFIG *cfg = get_ref_frame_buffer(cpi, ref_frame);
1033     found = cm->width == cfg->y_crop_width &&
1034             cm->height == cfg->y_crop_height;
1035
1036     // TODO(ivan): This prevents a bug while more than 3 buffers are used. Do it
1037     // in a better way.
1038     if (cpi->use_svc) {
1039       found = 0;
1040     }
1041     vp9_wb_write_bit(wb, found);
1042     if (found) {
1043       break;
1044     }
1045   }
1046
1047   if (!found) {
1048     vp9_wb_write_literal(wb, cm->width - 1, 16);
1049     vp9_wb_write_literal(wb, cm->height - 1, 16);
1050   }
1051
1052   write_display_size(cm, wb);
1053 }
1054
1055 static void write_sync_code(struct vp9_write_bit_buffer *wb) {
1056   vp9_wb_write_literal(wb, VP9_SYNC_CODE_0, 8);
1057   vp9_wb_write_literal(wb, VP9_SYNC_CODE_1, 8);
1058   vp9_wb_write_literal(wb, VP9_SYNC_CODE_2, 8);
1059 }
1060
1061 static void write_uncompressed_header(VP9_COMP *cpi,
1062                                       struct vp9_write_bit_buffer *wb) {
1063   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1064
1065   vp9_wb_write_literal(wb, VP9_FRAME_MARKER, 2);
1066
1067   // bitstream version.
1068   // 00 - profile 0. 4:2:0 only
1069   // 10 - profile 1. adds 4:4:4, 4:2:2, alpha
1070   vp9_wb_write_bit(wb, cm->version);
1071   vp9_wb_write_bit(wb, 0);
1072
1073   vp9_wb_write_bit(wb, 0);
1074   vp9_wb_write_bit(wb, cm->frame_type);
1075   vp9_wb_write_bit(wb, cm->show_frame);
1076   vp9_wb_write_bit(wb, cm->error_resilient_mode);
1077
1078   if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
1079     const COLOR_SPACE cs = UNKNOWN;
1080     write_sync_code(wb);
1081     vp9_wb_write_literal(wb, cs, 3);
1082     if (cs != SRGB) {
1083       vp9_wb_write_bit(wb, 0);  // 0: [16, 235] (i.e. xvYCC), 1: [0, 255]
1084       if (cm->version == 1) {
1085         vp9_wb_write_bit(wb, cm->subsampling_x);
1086         vp9_wb_write_bit(wb, cm->subsampling_y);
1087         vp9_wb_write_bit(wb, 0);  // has extra plane
1088       }
1089     } else {
1090       assert(cm->version == 1);
1091       vp9_wb_write_bit(wb, 0);  // has extra plane
1092     }
1093
1094     write_frame_size(cm, wb);
1095   } else {
1096     if (!cm->show_frame)
1097       vp9_wb_write_bit(wb, cm->intra_only);
1098
1099     if (!cm->error_resilient_mode)
1100       vp9_wb_write_literal(wb, cm->reset_frame_context, 2);
1101
1102     if (cm->intra_only) {
1103       write_sync_code(wb);
1104
1105       vp9_wb_write_literal(wb, get_refresh_mask(cpi), REF_FRAMES);
1106       write_frame_size(cm, wb);
1107     } else {
1108       MV_REFERENCE_FRAME ref_frame;
1109       vp9_wb_write_literal(wb, get_refresh_mask(cpi), REF_FRAMES);
1110       for (ref_frame = LAST_FRAME; ref_frame <= ALTREF_FRAME; ++ref_frame) {
1111         vp9_wb_write_literal(wb, get_ref_frame_idx(cpi, ref_frame),
1112                              REF_FRAMES_LOG2);
1113         vp9_wb_write_bit(wb, cm->ref_frame_sign_bias[ref_frame]);
1114       }
1115
1116       write_frame_size_with_refs(cpi, wb);
1117
1118       vp9_wb_write_bit(wb, cm->allow_high_precision_mv);
1119
1120       fix_interp_filter(cm);
1121       write_interp_filter(cm->interp_filter, wb);
1122     }
1123   }
1124
1125   if (!cm->error_resilient_mode) {
1126     vp9_wb_write_bit(wb, cm->refresh_frame_context);
1127     vp9_wb_write_bit(wb, cm->frame_parallel_decoding_mode);
1128   }
1129
1130   vp9_wb_write_literal(wb, cm->frame_context_idx, FRAME_CONTEXTS_LOG2);
1131
1132   encode_loopfilter(&cm->lf, wb);
1133   encode_quantization(cm, wb);
1134   encode_segmentation(cpi, wb);
1135
1136   write_tile_info(cm, wb);
1137 }
1138
1139 static size_t write_compressed_header(VP9_COMP *cpi, uint8_t *data) {
1140   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1141   MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
1142   FRAME_CONTEXT *const fc = &cm->fc;
1143   vp9_writer header_bc;
1144
1145   vp9_start_encode(&header_bc, data);
1146
1147   if (xd->lossless)
1148     cm->tx_mode = ONLY_4X4;
1149   else
1150     encode_txfm_probs(cm, &header_bc);
1151
1152   update_coef_probs(cpi, &header_bc);
1153
1154 #ifdef ENTROPY_STATS
1155   active_section = 2;
1156 #endif
1157
1158   update_skip_probs(cm, &header_bc);
1159
1160   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1161     int i;
1162 #ifdef ENTROPY_STATS
1163     active_section = 1;
1164 #endif
1165
1166     for (i = 0; i < INTER_MODE_CONTEXTS; ++i)
1167       prob_diff_update(vp9_inter_mode_tree, cm->fc.inter_mode_probs[i],
1168                        cm->counts.inter_mode[i], INTER_MODES, &header_bc);
1169
1170     vp9_zero(cm->counts.inter_mode);
1171
1172     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE)
1173       update_switchable_interp_probs(cm, &header_bc);
1174
1175     for (i = 0; i < INTRA_INTER_CONTEXTS; i++)
1176       vp9_cond_prob_diff_update(&header_bc, &fc->intra_inter_prob[i],
1177                                 cm->counts.intra_inter[i]);
1178
1179     if (cm->allow_comp_inter_inter) {
1180       const int use_compound_pred = cm->reference_mode != SINGLE_REFERENCE;
1181       const int use_hybrid_pred = cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT;
1182
1183       vp9_write_bit(&header_bc, use_compound_pred);
1184       if (use_compound_pred) {
1185         vp9_write_bit(&header_bc, use_hybrid_pred);
1186         if (use_hybrid_pred)
1187           for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++)
1188             vp9_cond_prob_diff_update(&header_bc, &fc->comp_inter_prob[i],
1189                                       cm->counts.comp_inter[i]);
1190       }
1191     }
1192
1193     if (cm->reference_mode != COMPOUND_REFERENCE) {
1194       for (i = 0; i < REF_CONTEXTS; i++) {
1195         vp9_cond_prob_diff_update(&header_bc, &fc->single_ref_prob[i][0],
1196                                   cm->counts.single_ref[i][0]);
1197         vp9_cond_prob_diff_update(&header_bc, &fc->single_ref_prob[i][1],
1198                                   cm->counts.single_ref[i][1]);
1199       }
1200     }
1201
1202     if (cm->reference_mode != SINGLE_REFERENCE)
1203       for (i = 0; i < REF_CONTEXTS; i++)
1204         vp9_cond_prob_diff_update(&header_bc, &fc->comp_ref_prob[i],
1205                                   cm->counts.comp_ref[i]);
1206
1207     for (i = 0; i < BLOCK_SIZE_GROUPS; ++i)
1208       prob_diff_update(vp9_intra_mode_tree, cm->fc.y_mode_prob[i],
1209                        cm->counts.y_mode[i], INTRA_MODES, &header_bc);
1210
1211     for (i = 0; i < PARTITION_CONTEXTS; ++i)
1212       prob_diff_update(vp9_partition_tree, fc->partition_prob[i],
1213                        cm->counts.partition[i], PARTITION_TYPES, &header_bc);
1214
1215     vp9_write_nmv_probs(cm, cm->allow_high_precision_mv, &header_bc);
1216   }
1217
1218   vp9_stop_encode(&header_bc);
1219   assert(header_bc.pos <= 0xffff);
1220
1221   return header_bc.pos;
1222 }
1223
1224 void vp9_pack_bitstream(VP9_COMP *cpi, uint8_t *dest, size_t *size) {
1225   uint8_t *data = dest;
1226   size_t first_part_size;
1227   struct vp9_write_bit_buffer wb = {data, 0};
1228   struct vp9_write_bit_buffer saved_wb;
1229
1230   write_uncompressed_header(cpi, &wb);
1231   saved_wb = wb;
1232   vp9_wb_write_literal(&wb, 0, 16);  // don't know in advance first part. size
1233
1234   data += vp9_rb_bytes_written(&wb);
1235
1236   vp9_compute_update_table();
1237
1238 #ifdef ENTROPY_STATS
1239   if (cm->frame_type == INTER_FRAME)
1240     active_section = 0;
1241   else
1242     active_section = 7;
1243 #endif
1244
1245   vp9_clear_system_state();
1246
1247   first_part_size = write_compressed_header(cpi, data);
1248   data += first_part_size;
1249   // TODO(jbb): Figure out what to do if first_part_size > 16 bits.
1250   vp9_wb_write_literal(&saved_wb, (int)first_part_size, 16);
1251
1252   data += encode_tiles(cpi, data);
1253
1254   *size = data - dest;
1255 }
1256