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 <float.h>
  12 #include <limits.h>
  13 #include <math.h>
  14 #include <stdio.h>
  15
  16 #include "./vp9_rtcd.h"
  17 #include "./vpx_dsp_rtcd.h"
  18 #include "./vpx_config.h"
  19
  20 #include "vpx_dsp/vpx_dsp_common.h"
  21 #include "vpx_ports/mem.h"
  22 #include "vpx_ports/vpx_timer.h"
  23 #include "vpx_ports/system_state.h"
  24
  25 #if CONFIG_MISMATCH_DEBUG
  26 #include "vpx_util/vpx_debug_util.h"
  27 #endif  // CONFIG_MISMATCH_DEBUG
  28
  29 #include "vp9/common/vp9_common.h"
  30 #include "vp9/common/vp9_entropy.h"
  31 #include "vp9/common/vp9_entropymode.h"
  32 #include "vp9/common/vp9_idct.h"
  33 #include "vp9/common/vp9_mvref_common.h"
  34 #include "vp9/common/vp9_pred_common.h"
  35 #include "vp9/common/vp9_quant_common.h"
  36 #include "vp9/common/vp9_reconintra.h"
  37 #include "vp9/common/vp9_reconinter.h"
  38 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
  39 #include "vp9/common/vp9_tile_common.h"
  40 #if !CONFIG_REALTIME_ONLY
  41 #include "vp9/encoder/vp9_aq_360.h"
  42 #include "vp9/encoder/vp9_aq_complexity.h"
  43 #endif
  44 #include "vp9/encoder/vp9_aq_cyclicrefresh.h"
  45 #if !CONFIG_REALTIME_ONLY
  46 #include "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
  47 #endif
  48 #include "vp9/encoder/vp9_encodeframe.h"
  49 #include "vp9/encoder/vp9_encodemb.h"
  50 #include "vp9/encoder/vp9_encodemv.h"
  51 #include "vp9/encoder/vp9_ethread.h"
  52 #include "vp9/encoder/vp9_extend.h"
  53 #include "vp9/encoder/vp9_multi_thread.h"
  54 #include "vp9/encoder/vp9_partition_models.h"
  55 #include "vp9/encoder/vp9_pickmode.h"
  56 #include "vp9/encoder/vp9_rd.h"
  57 #include "vp9/encoder/vp9_rdopt.h"
  58 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  59 #include "vp9/encoder/vp9_tokenize.h"
  60
  61 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, TOKENEXTRA **t,
  62                               int output_enabled, int mi_row, int mi_col,
  63                               BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx);
  64
  65 // This is used as a reference when computing the source variance for the
  66 //  purpose of activity masking.
  67 // Eventually this should be replaced by custom no-reference routines,
  68 //  which will be faster.
  69 static const uint8_t VP9_VAR_OFFS[64] = {
  70   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  71   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  72   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  73   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  74   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  75 };
  76
  77 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
  78 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_8[64] = {
  79   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  80   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  81   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  82   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  83   128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  84 };
  85
  86 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_10[64] = {
  87   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
  88   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
  89   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
  90   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
  91   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
  92   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
  93   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4,
  94   128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4, 128 * 4
  95 };
  96
  97 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_12[64] = {
  98   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
  99   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 100   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 101   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 102   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 103   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 104   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 105   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 106   128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16, 128 * 16,
 107   128 * 16
 108 };
 109 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 110
 111 unsigned int vp9_get_sby_variance(VP9_COMP *cpi, const struct buf_2d *ref,
 112                                   BLOCK_SIZE bs) {
 113   unsigned int sse;
 114   const unsigned int var =
 115       cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride, VP9_VAR_OFFS, 0, &sse);
 116   return var;
 117 }
 118
 119 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 120 unsigned int vp9_high_get_sby_variance(VP9_COMP *cpi, const struct buf_2d *ref,
 121                                        BLOCK_SIZE bs, int bd) {
 122   unsigned int var, sse;
 123   switch (bd) {
 124     case 10:
 125       var =
 126           cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 127                              CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10), 0, &sse);
 128       break;
 129     case 12:
 130       var =
 131           cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 132                              CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12), 0, &sse);
 133       break;
 134     case 8:
 135     default:
 136       var =
 137           cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 138                              CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8), 0, &sse);
 139       break;
 140   }
 141   return var;
 142 }
 143 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 144
 145 unsigned int vp9_get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi,
 146                                            const struct buf_2d *ref,
 147                                            BLOCK_SIZE bs) {
 148   return ROUND_POWER_OF_TWO(vp9_get_sby_variance(cpi, ref, bs),
 149                             num_pels_log2_lookup[bs]);
 150 }
 151
 152 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 153 unsigned int vp9_high_get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi,
 154                                                 const struct buf_2d *ref,
 155                                                 BLOCK_SIZE bs, int bd) {
 156   return (unsigned int)ROUND64_POWER_OF_TWO(
 157       (int64_t)vp9_high_get_sby_variance(cpi, ref, bs, bd),
 158       num_pels_log2_lookup[bs]);
 159 }
 160 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 161
 162 #if !CONFIG_REALTIME_ONLY
 163 static unsigned int get_sby_perpixel_diff_variance(VP9_COMP *cpi,
 164                                                    const struct buf_2d *ref,
 165                                                    int mi_row, int mi_col,
 166                                                    BLOCK_SIZE bs) {
 167   unsigned int sse, var;
 168   uint8_t *last_y;
 169   const YV12_BUFFER_CONFIG *last = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 170
 171   assert(last != NULL);
 172   last_y =
 173       &last->y_buffer[mi_row * MI_SIZE * last->y_stride + mi_col * MI_SIZE];
 174   var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride, last_y, last->y_stride, &sse);
 175   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 176 }
 177
 178 static BLOCK_SIZE get_rd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
 179                                                    int mi_row, int mi_col) {
 180   unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(
 181       cpi, &x->plane[0].src, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 182   if (var < 8)
 183     return BLOCK_64X64;
 184   else if (var < 128)
 185     return BLOCK_32X32;
 186   else if (var < 2048)
 187     return BLOCK_16X16;
 188   else
 189     return BLOCK_8X8;
 190 }
 191 #endif  // !CONFIG_REALTIME_ONLY
 192
 193 static void set_segment_index(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *const x, int mi_row,
 194                               int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, int segment_index) {
 195   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 196   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 197   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 198   MODE_INFO *mi = xd->mi[0];
 199
 200   const AQ_MODE aq_mode = cpi->oxcf.aq_mode;
 201   const uint8_t *const map =
 202       seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
 203
 204   // Initialize the segmentation index as 0.
 205   mi->segment_id = 0;
 206
 207   // Skip the rest if AQ mode is disabled.
 208   if (!seg->enabled) return;
 209
 210   switch (aq_mode) {
 211     case CYCLIC_REFRESH_AQ:
 212       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 213       break;
 214 #if !CONFIG_REALTIME_ONLY
 215     case VARIANCE_AQ:
 216       if (cm->frame_type == KEY_FRAME || cpi->refresh_alt_ref_frame ||
 217           cpi->force_update_segmentation ||
 218           (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
 219         int min_energy;
 220         int max_energy;
 221         // Get sub block energy range
 222         if (bsize >= BLOCK_32X32) {
 223           vp9_get_sub_block_energy(cpi, x, mi_row, mi_col, bsize, &min_energy,
 224                                    &max_energy);
 225         } else {
 226           min_energy = bsize <= BLOCK_16X16 ? x->mb_energy
 227                                             : vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
 228         }
 229         mi->segment_id = vp9_vaq_segment_id(min_energy);
 230       } else {
 231         mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 232       }
 233       break;
 234     case EQUATOR360_AQ:
 235       if (cm->frame_type == KEY_FRAME || cpi->force_update_segmentation)
 236         mi->segment_id = vp9_360aq_segment_id(mi_row, cm->mi_rows);
 237       else
 238         mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 239       break;
 240 #endif
 241     case LOOKAHEAD_AQ:
 242       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 243       break;
 244     case PSNR_AQ: mi->segment_id = segment_index; break;
 245     case PERCEPTUAL_AQ: mi->segment_id = x->segment_id; break;
 246     default:
 247       // NO_AQ or PSNR_AQ
 248       break;
 249   }
 250
 251   // Set segment index from ROI map if it's enabled.
 252   if (cpi->roi.enabled)
 253     mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 254
 255   vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 256 }
 257
 258 // Lighter version of set_offsets that only sets the mode info
 259 // pointers.
 260 static INLINE void set_mode_info_offsets(VP9_COMMON *const cm,
 261                                          MACROBLOCK *const x,
 262                                          MACROBLOCKD *const xd, int mi_row,
 263                                          int mi_col) {
 264   const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
 265   xd->mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
 266   xd->mi[0] = cm->mi + idx_str;
 267   x->mbmi_ext = x->mbmi_ext_base + (mi_row * cm->mi_cols + mi_col);
 268 }
 269
 270 static void set_ssim_rdmult(VP9_COMP *const cpi, MACROBLOCK *const x,
 271                             const BLOCK_SIZE bsize, const int mi_row,
 272                             const int mi_col, int *const rdmult) {
 273   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 274
 275   const int bsize_base = BLOCK_16X16;
 276   const int num_8x8_w = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize_base];
 277   const int num_8x8_h = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize_base];
 278   const int num_cols = (cm->mi_cols + num_8x8_w - 1) / num_8x8_w;
 279   const int num_rows = (cm->mi_rows + num_8x8_h - 1) / num_8x8_h;
 280   const int num_bcols =
 281       (num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] + num_8x8_w - 1) / num_8x8_w;
 282   const int num_brows =
 283       (num_8x8_blocks_high_lookup[bsize] + num_8x8_h - 1) / num_8x8_h;
 284   int row, col;
 285   double num_of_mi = 0.0;
 286   double geom_mean_of_scale = 0.0;
 287
 288   assert(cpi->oxcf.tuning == VP8_TUNE_SSIM);
 289
 290   for (row = mi_row / num_8x8_w;
 291        row < num_rows && row < mi_row / num_8x8_w + num_brows; ++row) {
 292     for (col = mi_col / num_8x8_h;
 293          col < num_cols && col < mi_col / num_8x8_h + num_bcols; ++col) {
 294       const int index = row * num_cols + col;
 295       geom_mean_of_scale += log(cpi->mi_ssim_rdmult_scaling_factors[index]);
 296       num_of_mi += 1.0;
 297     }
 298   }
 299   geom_mean_of_scale = exp(geom_mean_of_scale / num_of_mi);
 300
 301   *rdmult = (int)((double)(*rdmult) * geom_mean_of_scale);
 302   *rdmult = VPXMAX(*rdmult, 0);
 303   set_error_per_bit(x, *rdmult);
 304   vpx_clear_system_state();
 305 }
 306
 307 static void set_offsets(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 308                         MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
 309                         BLOCK_SIZE bsize) {
 310   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 311   const VP9EncoderConfig *const oxcf = &cpi->oxcf;
 312   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 313   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 314   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 315   MvLimits *const mv_limits = &x->mv_limits;
 316
 317   set_skip_context(xd, mi_row, mi_col);
 318
 319   set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
 320
 321   // Set up destination pointers.
 322   vp9_setup_dst_planes(xd->plane, get_frame_new_buffer(cm), mi_row, mi_col);
 323
 324   // Set up limit values for MV components.
 325   // Mv beyond the range do not produce new/different prediction block.
 326   mv_limits->row_min = -(((mi_row + mi_height) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 327   mv_limits->col_min = -(((mi_col + mi_width) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 328   mv_limits->row_max = (cm->mi_rows - mi_row) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 329   mv_limits->col_max = (cm->mi_cols - mi_col) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 330
 331   // Set up distance of MB to edge of frame in 1/8th pel units.
 332   assert(!(mi_col & (mi_width - 1)) && !(mi_row & (mi_height - 1)));
 333   set_mi_row_col(xd, tile, mi_row, mi_height, mi_col, mi_width, cm->mi_rows,
 334                  cm->mi_cols);
 335
 336   // Set up source buffers.
 337   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
 338
 339   // R/D setup.
 340   x->rddiv = cpi->rd.RDDIV;
 341   x->rdmult = cpi->rd.RDMULT;
 342   if (oxcf->tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
 343     set_ssim_rdmult(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, &x->rdmult);
 344   }
 345
 346   // required by vp9_append_sub8x8_mvs_for_idx() and vp9_find_best_ref_mvs()
 347   xd->tile = *tile;
 348 }
 349
 350 static void duplicate_mode_info_in_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
 351                                       int mi_row, int mi_col,
 352                                       BLOCK_SIZE bsize) {
 353   const int block_width =
 354       VPXMIN(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mi_cols - mi_col);
 355   const int block_height =
 356       VPXMIN(num_8x8_blocks_high_lookup[bsize], cm->mi_rows - mi_row);
 357   const int mi_stride = xd->mi_stride;
 358   MODE_INFO *const src_mi = xd->mi[0];
 359   int i, j;
 360
 361   for (j = 0; j < block_height; ++j)
 362     for (i = 0; i < block_width; ++i) xd->mi[j * mi_stride + i] = src_mi;
 363 }
 364
 365 static void set_block_size(VP9_COMP *const cpi, MACROBLOCK *const x,
 366                            MACROBLOCKD *const xd, int mi_row, int mi_col,
 367                            BLOCK_SIZE bsize) {
 368   if (cpi->common.mi_cols > mi_col && cpi->common.mi_rows > mi_row) {
 369     set_mode_info_offsets(&cpi->common, x, xd, mi_row, mi_col);
 370     xd->mi[0]->sb_type = bsize;
 371   }
 372 }
 373
 374 typedef struct {
 375   // This struct is used for computing variance in choose_partitioning(), where
 376   // the max number of samples within a superblock is 16x16 (with 4x4 avg). Even
 377   // in high bitdepth, uint32_t is enough for sum_square_error (2^12 * 2^12 * 16
 378   // * 16 = 2^32).
 379   uint32_t sum_square_error;
 380   int32_t sum_error;
 381   int log2_count;
 382   int variance;
 383 } var;
 384
 385 typedef struct {
 386   var none;
 387   var horz[2];
 388   var vert[2];
 389 } partition_variance;
 390
 391 typedef struct {
 392   partition_variance part_variances;
 393   var split[4];
 394 } v4x4;
 395
 396 typedef struct {
 397   partition_variance part_variances;
 398   v4x4 split[4];
 399 } v8x8;
 400
 401 typedef struct {
 402   partition_variance part_variances;
 403   v8x8 split[4];
 404 } v16x16;
 405
 406 typedef struct {
 407   partition_variance part_variances;
 408   v16x16 split[4];
 409 } v32x32;
 410
 411 typedef struct {
 412   partition_variance part_variances;
 413   v32x32 split[4];
 414 } v64x64;
 415
 416 typedef struct {
 417   partition_variance *part_variances;
 418   var *split[4];
 419 } variance_node;
 420
 421 typedef enum {
 422   V16X16,
 423   V32X32,
 424   V64X64,
 425 } TREE_LEVEL;
 426
 427 static void tree_to_node(void *data, BLOCK_SIZE bsize, variance_node *node) {
 428   int i;
 429   node->part_variances = NULL;
 430   switch (bsize) {
 431     case BLOCK_64X64: {
 432       v64x64 *vt = (v64x64 *)data;
 433       node->part_variances = &vt->part_variances;
 434       for (i = 0; i < 4; i++)
 435         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 436       break;
 437     }
 438     case BLOCK_32X32: {
 439       v32x32 *vt = (v32x32 *)data;
 440       node->part_variances = &vt->part_variances;
 441       for (i = 0; i < 4; i++)
 442         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 443       break;
 444     }
 445     case BLOCK_16X16: {
 446       v16x16 *vt = (v16x16 *)data;
 447       node->part_variances = &vt->part_variances;
 448       for (i = 0; i < 4; i++)
 449         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 450       break;
 451     }
 452     case BLOCK_8X8: {
 453       v8x8 *vt = (v8x8 *)data;
 454       node->part_variances = &vt->part_variances;
 455       for (i = 0; i < 4; i++)
 456         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 457       break;
 458     }
 459     default: {
 460       v4x4 *vt = (v4x4 *)data;
 461       assert(bsize == BLOCK_4X4);
 462       node->part_variances = &vt->part_variances;
 463       for (i = 0; i < 4; i++) node->split[i] = &vt->split[i];
 464       break;
 465     }
 466   }
 467 }
 468
 469 // Set variance values given sum square error, sum error, count.
 470 static void fill_variance(uint32_t s2, int32_t s, int c, var *v) {
 471   v->sum_square_error = s2;
 472   v->sum_error = s;
 473   v->log2_count = c;
 474 }
 475
 476 static void get_variance(var *v) {
 477   v->variance =
 478       (int)(256 * (v->sum_square_error -
 479                    (uint32_t)(((int64_t)v->sum_error * v->sum_error) >>
 480                               v->log2_count)) >>
 481             v->log2_count);
 482 }
 483
 484 static void sum_2_variances(const var *a, const var *b, var *r) {
 485   assert(a->log2_count == b->log2_count);
 486   fill_variance(a->sum_square_error + b->sum_square_error,
 487                 a->sum_error + b->sum_error, a->log2_count + 1, r);
 488 }
 489
 490 static void fill_variance_tree(void *data, BLOCK_SIZE bsize) {
 491   variance_node node;
 492   memset(&node, 0, sizeof(node));
 493   tree_to_node(data, bsize, &node);
 494   sum_2_variances(node.split[0], node.split[1], &node.part_variances->horz[0]);
 495   sum_2_variances(node.split[2], node.split[3], &node.part_variances->horz[1]);
 496   sum_2_variances(node.split[0], node.split[2], &node.part_variances->vert[0]);
 497   sum_2_variances(node.split[1], node.split[3], &node.part_variances->vert[1]);
 498   sum_2_variances(&node.part_variances->vert[0], &node.part_variances->vert[1],
 499                   &node.part_variances->none);
 500 }
 501
 502 static int set_vt_partitioning(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *const x,
 503                                MACROBLOCKD *const xd, void *data,
 504                                BLOCK_SIZE bsize, int mi_row, int mi_col,
 505                                int64_t threshold, BLOCK_SIZE bsize_min,
 506                                int force_split) {
 507   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 508   variance_node vt;
 509   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 510   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 511
 512   assert(block_height == block_width);
 513   tree_to_node(data, bsize, &vt);
 514
 515   if (force_split == 1) return 0;
 516
 517   // For bsize=bsize_min (16x16/8x8 for 8x8/4x4 downsampling), select if
 518   // variance is below threshold, otherwise split will be selected.
 519   // No check for vert/horiz split as too few samples for variance.
 520   if (bsize == bsize_min) {
 521     // Variance already computed to set the force_split.
 522     if (frame_is_intra_only(cm)) get_variance(&vt.part_variances->none);
 523     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 524         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 525         vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 526       set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 527       return 1;
 528     }
 529     return 0;
 530   } else if (bsize > bsize_min) {
 531     // Variance already computed to set the force_split.
 532     if (frame_is_intra_only(cm)) get_variance(&vt.part_variances->none);
 533     // For key frame: take split for bsize above 32X32 or very high variance.
 534     if (frame_is_intra_only(cm) &&
 535         (bsize > BLOCK_32X32 ||
 536          vt.part_variances->none.variance > (threshold << 4))) {
 537       return 0;
 538     }
 539     // If variance is low, take the bsize (no split).
 540     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 541         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 542         vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 543       set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 544       return 1;
 545     }
 546
 547     // Check vertical split.
 548     if (mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows) {
 549       BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
 550       get_variance(&vt.part_variances->vert[0]);
 551       get_variance(&vt.part_variances->vert[1]);
 552       if (vt.part_variances->vert[0].variance < threshold &&
 553           vt.part_variances->vert[1].variance < threshold &&
 554           get_plane_block_size(subsize, &xd->plane[1]) < BLOCK_INVALID) {
 555         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 556         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col + block_width / 2, subsize);
 557         return 1;
 558       }
 559     }
 560     // Check horizontal split.
 561     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols) {
 562       BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
 563       get_variance(&vt.part_variances->horz[0]);
 564       get_variance(&vt.part_variances->horz[1]);
 565       if (vt.part_variances->horz[0].variance < threshold &&
 566           vt.part_variances->horz[1].variance < threshold &&
 567           get_plane_block_size(subsize, &xd->plane[1]) < BLOCK_INVALID) {
 568         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 569         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row + block_height / 2, mi_col, subsize);
 570         return 1;
 571       }
 572     }
 573
 574     return 0;
 575   }
 576   return 0;
 577 }
 578
 579 static int64_t scale_part_thresh_sumdiff(int64_t threshold_base, int speed,
 580                                          int width, int height,
 581                                          int content_state) {
 582   if (speed >= 8) {
 583     if (width <= 640 && height <= 480)
 584       return (5 * threshold_base) >> 2;
 585     else if ((content_state == kLowSadLowSumdiff) ||
 586              (content_state == kHighSadLowSumdiff) ||
 587              (content_state == kLowVarHighSumdiff))
 588       return (5 * threshold_base) >> 2;
 589   } else if (speed == 7) {
 590     if ((content_state == kLowSadLowSumdiff) ||
 591         (content_state == kHighSadLowSumdiff) ||
 592         (content_state == kLowVarHighSumdiff)) {
 593       return (5 * threshold_base) >> 2;
 594     }
 595   }
 596   return threshold_base;
 597 }
 598
 599 // Set the variance split thresholds for following the block sizes:
 600 // 0 - threshold_64x64, 1 - threshold_32x32, 2 - threshold_16x16,
 601 // 3 - vbp_threshold_8x8. vbp_threshold_8x8 (to split to 4x4 partition) is
 602 // currently only used on key frame.
 603 static void set_vbp_thresholds(VP9_COMP *cpi, int64_t thresholds[], int q,
 604                                int content_state) {
 605   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 606   const int is_key_frame = frame_is_intra_only(cm);
 607   const int threshold_multiplier =
 608       is_key_frame ? 20 : cpi->sf.variance_part_thresh_mult;
 609   int64_t threshold_base =
 610       (int64_t)(threshold_multiplier * cpi->y_dequant[q][1]);
 611
 612   if (is_key_frame) {
 613     thresholds[0] = threshold_base;
 614     thresholds[1] = threshold_base >> 2;
 615     thresholds[2] = threshold_base >> 2;
 616     thresholds[3] = threshold_base << 2;
 617   } else {
 618     // Increase base variance threshold based on estimated noise level.
 619     if (cpi->noise_estimate.enabled && cm->width >= 640 && cm->height >= 480) {
 620       NOISE_LEVEL noise_level =
 621           vp9_noise_estimate_extract_level(&cpi->noise_estimate);
 622       if (noise_level == kHigh)
 623         threshold_base = 3 * threshold_base;
 624       else if (noise_level == kMedium)
 625         threshold_base = threshold_base << 1;
 626       else if (noise_level < kLow)
 627         threshold_base = (7 * threshold_base) >> 3;
 628     }
 629 #if CONFIG_VP9_TEMPORAL_DENOISING
 630     if (cpi->oxcf.noise_sensitivity > 0 && denoise_svc(cpi) &&
 631         cpi->oxcf.speed > 5 && cpi->denoiser.denoising_level >= kDenLow)
 632       threshold_base =
 633           vp9_scale_part_thresh(threshold_base, cpi->denoiser.denoising_level,
 634                                 content_state, cpi->svc.temporal_layer_id);
 635     else
 636       threshold_base =
 637           scale_part_thresh_sumdiff(threshold_base, cpi->oxcf.speed, cm->width,
 638                                     cm->height, content_state);
 639 #else
 640     // Increase base variance threshold based on content_state/sum_diff level.
 641     threshold_base = scale_part_thresh_sumdiff(
 642         threshold_base, cpi->oxcf.speed, cm->width, cm->height, content_state);
 643 #endif
 644     thresholds[0] = threshold_base;
 645     thresholds[2] = threshold_base << cpi->oxcf.speed;
 646     if (cm->width >= 1280 && cm->height >= 720 && cpi->oxcf.speed < 7)
 647       thresholds[2] = thresholds[2] << 1;
 648     if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288) {
 649       thresholds[0] = threshold_base >> 3;
 650       thresholds[1] = threshold_base >> 1;
 651       thresholds[2] = threshold_base << 3;
 652     } else if (cm->width < 1280 && cm->height < 720) {
 653       thresholds[1] = (5 * threshold_base) >> 2;
 654     } else if (cm->width < 1920 && cm->height < 1080) {
 655       thresholds[1] = threshold_base << 1;
 656     } else {
 657       thresholds[1] = (5 * threshold_base) >> 1;
 658     }
 659     if (cpi->sf.disable_16x16part_nonkey) thresholds[2] = INT64_MAX;
 660   }
 661 }
 662
 663 void vp9_set_variance_partition_thresholds(VP9_COMP *cpi, int q,
 664                                            int content_state) {
 665   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 666   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
 667   const int is_key_frame = frame_is_intra_only(cm);
 668   if (sf->partition_search_type != VAR_BASED_PARTITION &&
 669       sf->partition_search_type != REFERENCE_PARTITION) {
 670     return;
 671   } else {
 672     set_vbp_thresholds(cpi, cpi->vbp_thresholds, q, content_state);
 673     // The thresholds below are not changed locally.
 674     if (is_key_frame) {
 675       cpi->vbp_threshold_sad = 0;
 676       cpi->vbp_threshold_copy = 0;
 677       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_8X8;
 678     } else {
 679       if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288)
 680         cpi->vbp_threshold_sad = 10;
 681       else
 682         cpi->vbp_threshold_sad = (cpi->y_dequant[q][1] << 1) > 1000
 683                                      ? (cpi->y_dequant[q][1] << 1)
 684                                      : 1000;
 685       cpi->vbp_bsize_min = BLOCK_16X16;
 686       if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288)
 687         cpi->vbp_threshold_copy = 4000;
 688       else if (cm->width <= 640 && cm->height <= 360)
 689         cpi->vbp_threshold_copy = 8000;
 690       else
 691         cpi->vbp_threshold_copy = (cpi->y_dequant[q][1] << 3) > 8000
 692                                       ? (cpi->y_dequant[q][1] << 3)
 693                                       : 8000;
 694       if (cpi->rc.high_source_sad ||
 695           (cpi->use_svc && cpi->svc.high_source_sad_superframe)) {
 696         cpi->vbp_threshold_sad = 0;
 697         cpi->vbp_threshold_copy = 0;
 698       }
 699     }
 700     cpi->vbp_threshold_minmax = 15 + (q >> 3);
 701   }
 702 }
 703
 704 // Compute the minmax over the 8x8 subblocks.
 705 static int compute_minmax_8x8(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 706                               int dp, int x16_idx, int y16_idx,
 707 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 708                               int highbd_flag,
 709 #endif
 710                               int pixels_wide, int pixels_high) {
 711   int k;
 712   int minmax_max = 0;
 713   int minmax_min = 255;
 714   // Loop over the 4 8x8 subblocks.
 715   for (k = 0; k < 4; k++) {
 716     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 717     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 718     int min = 0;
 719     int max = 0;
 720     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 721 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 722       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 723         vpx_highbd_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp,
 724                               d + y8_idx * dp + x8_idx, dp, &min, &max);
 725       } else {
 726         vpx_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp, d + y8_idx * dp + x8_idx,
 727                        dp, &min, &max);
 728       }
 729 #else
 730       vpx_minmax_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp, d + y8_idx * dp + x8_idx, dp,
 731                      &min, &max);
 732 #endif
 733       if ((max - min) > minmax_max) minmax_max = (max - min);
 734       if ((max - min) < minmax_min) minmax_min = (max - min);
 735     }
 736   }
 737   return (minmax_max - minmax_min);
 738 }
 739
 740 static void fill_variance_4x4avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 741                                  int dp, int x8_idx, int y8_idx, v8x8 *vst,
 742 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 743                                  int highbd_flag,
 744 #endif
 745                                  int pixels_wide, int pixels_high,
 746                                  int is_key_frame) {
 747   int k;
 748   for (k = 0; k < 4; k++) {
 749     int x4_idx = x8_idx + ((k & 1) << 2);
 750     int y4_idx = y8_idx + ((k >> 1) << 2);
 751     unsigned int sse = 0;
 752     int sum = 0;
 753     if (x4_idx < pixels_wide && y4_idx < pixels_high) {
 754       int s_avg;
 755       int d_avg = 128;
 756 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 757       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 758         s_avg = vpx_highbd_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 759         if (!is_key_frame)
 760           d_avg = vpx_highbd_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 761       } else {
 762         s_avg = vpx_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 763         if (!is_key_frame) d_avg = vpx_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 764       }
 765 #else
 766       s_avg = vpx_avg_4x4(s + y4_idx * sp + x4_idx, sp);
 767       if (!is_key_frame) d_avg = vpx_avg_4x4(d + y4_idx * dp + x4_idx, dp);
 768 #endif
 769       sum = s_avg - d_avg;
 770       sse = sum * sum;
 771     }
 772     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 773   }
 774 }
 775
 776 static void fill_variance_8x8avg(const uint8_t *s, int sp, const uint8_t *d,
 777                                  int dp, int x16_idx, int y16_idx, v16x16 *vst,
 778 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 779                                  int highbd_flag,
 780 #endif
 781                                  int pixels_wide, int pixels_high,
 782                                  int is_key_frame) {
 783   int k;
 784   for (k = 0; k < 4; k++) {
 785     int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 786     int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 787     unsigned int sse = 0;
 788     int sum = 0;
 789     if (x8_idx < pixels_wide && y8_idx < pixels_high) {
 790       int s_avg;
 791       int d_avg = 128;
 792 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 793       if (highbd_flag & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 794         s_avg = vpx_highbd_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 795         if (!is_key_frame)
 796           d_avg = vpx_highbd_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 797       } else {
 798         s_avg = vpx_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 799         if (!is_key_frame) d_avg = vpx_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 800       }
 801 #else
 802       s_avg = vpx_avg_8x8(s + y8_idx * sp + x8_idx, sp);
 803       if (!is_key_frame) d_avg = vpx_avg_8x8(d + y8_idx * dp + x8_idx, dp);
 804 #endif
 805       sum = s_avg - d_avg;
 806       sse = sum * sum;
 807     }
 808     fill_variance(sse, sum, 0, &vst->split[k].part_variances.none);
 809   }
 810 }
 811
 812 // Check if most of the superblock is skin content, and if so, force split to
 813 // 32x32, and set x->sb_is_skin for use in mode selection.
 814 static int skin_sb_split(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, const int low_res,
 815                          int mi_row, int mi_col, int *force_split) {
 816   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 817 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 818   if (cm->use_highbitdepth) return 0;
 819 #endif
 820   // Avoid checking superblocks on/near boundary and avoid low resolutions.
 821   // Note superblock may still pick 64X64 if y_sad is very small
 822   // (i.e., y_sad < cpi->vbp_threshold_sad) below. For now leave this as is.
 823   if (!low_res && (mi_col >= 8 && mi_col + 8 < cm->mi_cols && mi_row >= 8 &&
 824                    mi_row + 8 < cm->mi_rows)) {
 825     int num_16x16_skin = 0;
 826     int num_16x16_nonskin = 0;
 827     uint8_t *ysignal = x->plane[0].src.buf;
 828     uint8_t *usignal = x->plane[1].src.buf;
 829     uint8_t *vsignal = x->plane[2].src.buf;
 830     int sp = x->plane[0].src.stride;
 831     int spuv = x->plane[1].src.stride;
 832     const int block_index = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
 833     const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64];
 834     const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_64X64];
 835     const int xmis = VPXMIN(cm->mi_cols - mi_col, bw);
 836     const int ymis = VPXMIN(cm->mi_rows - mi_row, bh);
 837     // Loop through the 16x16 sub-blocks.
 838     int i, j;
 839     for (i = 0; i < ymis; i += 2) {
 840       for (j = 0; j < xmis; j += 2) {
 841         int bl_index = block_index + i * cm->mi_cols + j;
 842         int is_skin = cpi->skin_map[bl_index];
 843         num_16x16_skin += is_skin;
 844         num_16x16_nonskin += (1 - is_skin);
 845         if (num_16x16_nonskin > 3) {
 846           // Exit loop if at least 4 of the 16x16 blocks are not skin.
 847           i = ymis;
 848           break;
 849         }
 850         ysignal += 16;
 851         usignal += 8;
 852         vsignal += 8;
 853       }
 854       ysignal += (sp << 4) - 64;
 855       usignal += (spuv << 3) - 32;
 856       vsignal += (spuv << 3) - 32;
 857     }
 858     if (num_16x16_skin > 12) {
 859       *force_split = 1;
 860       return 1;
 861     }
 862   }
 863   return 0;
 864 }
 865
 866 static void set_low_temp_var_flag(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, MACROBLOCKD *xd,
 867                                   v64x64 *vt, int64_t thresholds[],
 868                                   MV_REFERENCE_FRAME ref_frame_partition,
 869                                   int mi_col, int mi_row) {
 870   int i, j;
 871   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 872   const int mv_thr = cm->width > 640 ? 8 : 4;
 873   // Check temporal variance for bsize >= 16x16, if LAST_FRAME was selected and
 874   // int_pro mv is small. If the temporal variance is small set the flag
 875   // variance_low for the block. The variance threshold can be adjusted, the
 876   // higher the more aggressive.
 877   if (ref_frame_partition == LAST_FRAME &&
 878       (cpi->sf.short_circuit_low_temp_var == 1 ||
 879        (xd->mi[0]->mv[0].as_mv.col < mv_thr &&
 880         xd->mi[0]->mv[0].as_mv.col > -mv_thr &&
 881         xd->mi[0]->mv[0].as_mv.row < mv_thr &&
 882         xd->mi[0]->mv[0].as_mv.row > -mv_thr))) {
 883     if (xd->mi[0]->sb_type == BLOCK_64X64) {
 884       if ((vt->part_variances).none.variance < (thresholds[0] >> 1))
 885         x->variance_low[0] = 1;
 886     } else if (xd->mi[0]->sb_type == BLOCK_64X32) {
 887       for (i = 0; i < 2; i++) {
 888         if (vt->part_variances.horz[i].variance < (thresholds[0] >> 2))
 889           x->variance_low[i + 1] = 1;
 890       }
 891     } else if (xd->mi[0]->sb_type == BLOCK_32X64) {
 892       for (i = 0; i < 2; i++) {
 893         if (vt->part_variances.vert[i].variance < (thresholds[0] >> 2))
 894           x->variance_low[i + 3] = 1;
 895       }
 896     } else {
 897       for (i = 0; i < 4; i++) {
 898         const int idx[4][2] = { { 0, 0 }, { 0, 4 }, { 4, 0 }, { 4, 4 } };
 899         const int idx_str =
 900             cm->mi_stride * (mi_row + idx[i][0]) + mi_col + idx[i][1];
 901         MODE_INFO **this_mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
 902
 903         if (cm->mi_cols <= mi_col + idx[i][1] ||
 904             cm->mi_rows <= mi_row + idx[i][0])
 905           continue;
 906
 907         if ((*this_mi)->sb_type == BLOCK_32X32) {
 908           int64_t threshold_32x32 = (cpi->sf.short_circuit_low_temp_var == 1 ||
 909                                      cpi->sf.short_circuit_low_temp_var == 3)
 910                                         ? ((5 * thresholds[1]) >> 3)
 911                                         : (thresholds[1] >> 1);
 912           if (vt->split[i].part_variances.none.variance < threshold_32x32)
 913             x->variance_low[i + 5] = 1;
 914         } else if (cpi->sf.short_circuit_low_temp_var >= 2) {
 915           // For 32x16 and 16x32 blocks, the flag is set on each 16x16 block
 916           // inside.
 917           if ((*this_mi)->sb_type == BLOCK_16X16 ||
 918               (*this_mi)->sb_type == BLOCK_32X16 ||
 919               (*this_mi)->sb_type == BLOCK_16X32) {
 920             for (j = 0; j < 4; j++) {
 921               if (vt->split[i].split[j].part_variances.none.variance <
 922                   (thresholds[2] >> 8))
 923                 x->variance_low[(i << 2) + j + 9] = 1;
 924             }
 925           }
 926         }
 927       }
 928     }
 929   }
 930 }
 931
 932 static void copy_partitioning_helper(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
 933                                      MACROBLOCKD *xd, BLOCK_SIZE bsize,
 934                                      int mi_row, int mi_col) {
 935   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 936   BLOCK_SIZE *prev_part = cpi->prev_partition;
 937   int start_pos = mi_row * cm->mi_stride + mi_col;
 938
 939   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
 940   const int bs = (1 << bsl) >> 2;
 941   BLOCK_SIZE subsize;
 942   PARTITION_TYPE partition;
 943
 944   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
 945
 946   partition = partition_lookup[bsl][prev_part[start_pos]];
 947   subsize = get_subsize(bsize, partition);
 948
 949   if (subsize < BLOCK_8X8) {
 950     set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 951   } else {
 952     switch (partition) {
 953       case PARTITION_NONE:
 954         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 955         break;
 956       case PARTITION_HORZ:
 957         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 958         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row + bs, mi_col, subsize);
 959         break;
 960       case PARTITION_VERT:
 961         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, subsize);
 962         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col + bs, subsize);
 963         break;
 964       default:
 965         assert(partition == PARTITION_SPLIT);
 966         copy_partitioning_helper(cpi, x, xd, subsize, mi_row, mi_col);
 967         copy_partitioning_helper(cpi, x, xd, subsize, mi_row + bs, mi_col);
 968         copy_partitioning_helper(cpi, x, xd, subsize, mi_row, mi_col + bs);
 969         copy_partitioning_helper(cpi, x, xd, subsize, mi_row + bs, mi_col + bs);
 970         break;
 971     }
 972   }
 973 }
 974
 975 static int copy_partitioning(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, MACROBLOCKD *xd,
 976                              int mi_row, int mi_col, int segment_id,
 977                              int sb_offset) {
 978   int svc_copy_allowed = 1;
 979   int frames_since_key_thresh = 1;
 980   if (cpi->use_svc) {
 981     // For SVC, don't allow copy if base spatial layer is key frame, or if
 982     // frame is not a temporal enhancement layer frame.
 983     int layer = LAYER_IDS_TO_IDX(0, cpi->svc.temporal_layer_id,
 984                                  cpi->svc.number_temporal_layers);
 985     const LAYER_CONTEXT *lc = &cpi->svc.layer_context[layer];
 986     if (lc->is_key_frame || !cpi->svc.non_reference_frame) svc_copy_allowed = 0;
 987     frames_since_key_thresh = cpi->svc.number_spatial_layers << 1;
 988   }
 989   if (cpi->rc.frames_since_key > frames_since_key_thresh && svc_copy_allowed &&
 990       !cpi->resize_pending && segment_id == CR_SEGMENT_ID_BASE &&
 991       cpi->prev_segment_id[sb_offset] == CR_SEGMENT_ID_BASE &&
 992       cpi->copied_frame_cnt[sb_offset] < cpi->max_copied_frame) {
 993     if (cpi->prev_partition != NULL) {
 994       copy_partitioning_helper(cpi, x, xd, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
 995       cpi->copied_frame_cnt[sb_offset] += 1;
 996       memcpy(x->variance_low, &(cpi->prev_variance_low[sb_offset * 25]),
 997              sizeof(x->variance_low));
 998       return 1;
 999     }
1000   }
1001
1002   return 0;
1003 }
1004
1005 static int scale_partitioning_svc(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, MACROBLOCKD *xd,
1006                                   BLOCK_SIZE bsize, int mi_row, int mi_col,
1007                                   int mi_row_high, int mi_col_high) {
1008   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1009   SVC *const svc = &cpi->svc;
1010   BLOCK_SIZE *prev_part = svc->prev_partition_svc;
1011   // Variables with _high are for higher resolution.
1012   int bsize_high = 0;
1013   int subsize_high = 0;
1014   const int bsl_high = b_width_log2_lookup[bsize];
1015   const int bs_high = (1 << bsl_high) >> 2;
1016   const int has_rows = (mi_row_high + bs_high) < cm->mi_rows;
1017   const int has_cols = (mi_col_high + bs_high) < cm->mi_cols;
1018
1019   const int row_boundary_block_scale_factor[BLOCK_SIZES] = { 13, 13, 13, 1, 0,
1020                                                              1,  1,  0,  1, 1,
1021                                                              0,  1,  0 };
1022   const int col_boundary_block_scale_factor[BLOCK_SIZES] = { 13, 13, 13, 2, 2,
1023                                                              0,  2,  2,  0, 2,
1024                                                              2,  0,  0 };
1025   int start_pos;
1026   BLOCK_SIZE bsize_low;
1027   PARTITION_TYPE partition_high;
1028
1029   if (mi_row_high >= cm->mi_rows || mi_col_high >= cm->mi_cols) return 0;
1030   if (mi_row >= svc->mi_rows[svc->spatial_layer_id - 1] ||
1031       mi_col >= svc->mi_cols[svc->spatial_layer_id - 1])
1032     return 0;
1033
1034   // Find corresponding (mi_col/mi_row) block down-scaled by 2x2.
1035   start_pos = mi_row * (svc->mi_stride[svc->spatial_layer_id - 1]) + mi_col;
1036   bsize_low = prev_part[start_pos];
1037   // The block size is too big for boundaries. Do variance based partitioning.
1038   if ((!has_rows || !has_cols) && bsize_low > BLOCK_16X16) return 1;
1039
1040   // For reference frames: return 1 (do variance-based partitioning) if the
1041   // superblock is not low source sad and lower-resoln bsize is below 32x32.
1042   if (!cpi->svc.non_reference_frame && !x->skip_low_source_sad &&
1043       bsize_low < BLOCK_32X32)
1044     return 1;
1045
1046   // Scale up block size by 2x2. Force 64x64 for size larger than 32x32.
1047   if (bsize_low < BLOCK_32X32) {
1048     bsize_high = bsize_low + 3;
1049   } else if (bsize_low >= BLOCK_32X32) {
1050     bsize_high = BLOCK_64X64;
1051   }
1052   // Scale up blocks on boundary.
1053   if (!has_cols && has_rows) {
1054     bsize_high = bsize_low + row_boundary_block_scale_factor[bsize_low];
1055   } else if (has_cols && !has_rows) {
1056     bsize_high = bsize_low + col_boundary_block_scale_factor[bsize_low];
1057   } else if (!has_cols && !has_rows) {
1058     bsize_high = bsize_low;
1059   }
1060
1061   partition_high = partition_lookup[bsl_high][bsize_high];
1062   subsize_high = get_subsize(bsize, partition_high);
1063
1064   if (subsize_high < BLOCK_8X8) {
1065     set_block_size(cpi, x, xd, mi_row_high, mi_col_high, bsize_high);
1066   } else {
1067     const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
1068     const int bs = (1 << bsl) >> 2;
1069     switch (partition_high) {
1070       case PARTITION_NONE:
1071         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row_high, mi_col_high, bsize_high);
1072         break;
1073       case PARTITION_HORZ:
1074         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row_high, mi_col_high, subsize_high);
1075         if (subsize_high < BLOCK_64X64)
1076           set_block_size(cpi, x, xd, mi_row_high + bs_high, mi_col_high,
1077                          subsize_high);
1078         break;
1079       case PARTITION_VERT:
1080         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row_high, mi_col_high, subsize_high);
1081         if (subsize_high < BLOCK_64X64)
1082           set_block_size(cpi, x, xd, mi_row_high, mi_col_high + bs_high,
1083                          subsize_high);
1084         break;
1085       default:
1086         assert(partition_high == PARTITION_SPLIT);
1087         if (scale_partitioning_svc(cpi, x, xd, subsize_high, mi_row, mi_col,
1088                                    mi_row_high, mi_col_high))
1089           return 1;
1090         if (scale_partitioning_svc(cpi, x, xd, subsize_high, mi_row + (bs >> 1),
1091                                    mi_col, mi_row_high + bs_high, mi_col_high))
1092           return 1;
1093         if (scale_partitioning_svc(cpi, x, xd, subsize_high, mi_row,
1094                                    mi_col + (bs >> 1), mi_row_high,
1095                                    mi_col_high + bs_high))
1096           return 1;
1097         if (scale_partitioning_svc(cpi, x, xd, subsize_high, mi_row + (bs >> 1),
1098                                    mi_col + (bs >> 1), mi_row_high + bs_high,
1099                                    mi_col_high + bs_high))
1100           return 1;
1101         break;
1102     }
1103   }
1104
1105   return 0;
1106 }
1107
1108 static void update_partition_svc(VP9_COMP *cpi, BLOCK_SIZE bsize, int mi_row,
1109                                  int mi_col) {
1110   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1111   BLOCK_SIZE *prev_part = cpi->svc.prev_partition_svc;
1112   int start_pos = mi_row * cm->mi_stride + mi_col;
1113   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
1114   const int bs = (1 << bsl) >> 2;
1115   BLOCK_SIZE subsize;
1116   PARTITION_TYPE partition;
1117   const MODE_INFO *mi = NULL;
1118   int xx, yy;
1119
1120   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
1121
1122   mi = cm->mi_grid_visible[start_pos];
1123   partition = partition_lookup[bsl][mi->sb_type];
1124   subsize = get_subsize(bsize, partition);
1125   if (subsize < BLOCK_8X8) {
1126     prev_part[start_pos] = bsize;
1127   } else {
1128     switch (partition) {
1129       case PARTITION_NONE:
1130         prev_part[start_pos] = bsize;
1131         if (bsize == BLOCK_64X64) {
1132           for (xx = 0; xx < 8; xx += 4)
1133             for (yy = 0; yy < 8; yy += 4) {
1134               if ((mi_row + xx < cm->mi_rows) && (mi_col + yy < cm->mi_cols))
1135                 prev_part[start_pos + xx * cm->mi_stride + yy] = bsize;
1136             }
1137         }
1138         break;
1139       case PARTITION_HORZ:
1140         prev_part[start_pos] = subsize;
1141         if (mi_row + bs < cm->mi_rows)
1142           prev_part[start_pos + bs * cm->mi_stride] = subsize;
1143         break;
1144       case PARTITION_VERT:
1145         prev_part[start_pos] = subsize;
1146         if (mi_col + bs < cm->mi_cols) prev_part[start_pos + bs] = subsize;
1147         break;
1148       default:
1149         assert(partition == PARTITION_SPLIT);
1150         update_partition_svc(cpi, subsize, mi_row, mi_col);
1151         update_partition_svc(cpi, subsize, mi_row + bs, mi_col);
1152         update_partition_svc(cpi, subsize, mi_row, mi_col + bs);
1153         update_partition_svc(cpi, subsize, mi_row + bs, mi_col + bs);
1154         break;
1155     }
1156   }
1157 }
1158
1159 static void update_prev_partition_helper(VP9_COMP *cpi, BLOCK_SIZE bsize,
1160                                          int mi_row, int mi_col) {
1161   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1162   BLOCK_SIZE *prev_part = cpi->prev_partition;
1163   int start_pos = mi_row * cm->mi_stride + mi_col;
1164   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
1165   const int bs = (1 << bsl) >> 2;
1166   BLOCK_SIZE subsize;
1167   PARTITION_TYPE partition;
1168   const MODE_INFO *mi = NULL;
1169
1170   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
1171
1172   mi = cm->mi_grid_visible[start_pos];
1173   partition = partition_lookup[bsl][mi->sb_type];
1174   subsize = get_subsize(bsize, partition);
1175   if (subsize < BLOCK_8X8) {
1176     prev_part[start_pos] = bsize;
1177   } else {
1178     switch (partition) {
1179       case PARTITION_NONE: prev_part[start_pos] = bsize; break;
1180       case PARTITION_HORZ:
1181         prev_part[start_pos] = subsize;
1182         if (mi_row + bs < cm->mi_rows)
1183           prev_part[start_pos + bs * cm->mi_stride] = subsize;
1184         break;
1185       case PARTITION_VERT:
1186         prev_part[start_pos] = subsize;
1187         if (mi_col + bs < cm->mi_cols) prev_part[start_pos + bs] = subsize;
1188         break;
1189       default:
1190         assert(partition == PARTITION_SPLIT);
1191         update_prev_partition_helper(cpi, subsize, mi_row, mi_col);
1192         update_prev_partition_helper(cpi, subsize, mi_row + bs, mi_col);
1193         update_prev_partition_helper(cpi, subsize, mi_row, mi_col + bs);
1194         update_prev_partition_helper(cpi, subsize, mi_row + bs, mi_col + bs);
1195         break;
1196     }
1197   }
1198 }
1199
1200 static void update_prev_partition(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, int segment_id,
1201                                   int mi_row, int mi_col, int sb_offset) {
1202   update_prev_partition_helper(cpi, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
1203   cpi->prev_segment_id[sb_offset] = segment_id;
1204   memcpy(&(cpi->prev_variance_low[sb_offset * 25]), x->variance_low,
1205          sizeof(x->variance_low));
1206   // Reset the counter for copy partitioning
1207   cpi->copied_frame_cnt[sb_offset] = 0;
1208 }
1209
1210 static void chroma_check(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, int bsize,
1211                          unsigned int y_sad, int is_key_frame,
1212                          int scene_change_detected) {
1213   int i;
1214   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
1215   int shift = 2;
1216
1217   if (is_key_frame) return;
1218
1219   // For speed > 8, avoid the chroma check if y_sad is above threshold.
1220   if (cpi->oxcf.speed > 8) {
1221     if (y_sad > cpi->vbp_thresholds[1] &&
1222         (!cpi->noise_estimate.enabled ||
1223          vp9_noise_estimate_extract_level(&cpi->noise_estimate) < kMedium))
1224       return;
1225   }
1226
1227   if (cpi->oxcf.content == VP9E_CONTENT_SCREEN && scene_change_detected)
1228     shift = 5;
1229
1230   for (i = 1; i <= 2; ++i) {
1231     unsigned int uv_sad = UINT_MAX;
1232     struct macroblock_plane *p = &x->plane[i];
1233     struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[i];
1234     const BLOCK_SIZE bs = get_plane_block_size(bsize, pd);
1235
1236     if (bs != BLOCK_INVALID)
1237       uv_sad = cpi->fn_ptr[bs].sdf(p->src.buf, p->src.stride, pd->dst.buf,
1238                                    pd->dst.stride);
1239
1240     // TODO(marpan): Investigate if we should lower this threshold if
1241     // superblock is detected as skin.
1242     x->color_sensitivity[i - 1] = uv_sad > (y_sad >> shift);
1243   }
1244 }
1245
1246 static uint64_t avg_source_sad(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, int shift,
1247                                int sb_offset) {
1248   unsigned int tmp_sse;
1249   uint64_t tmp_sad;
1250   unsigned int tmp_variance;
1251   const BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
1252   uint8_t *src_y = cpi->Source->y_buffer;
1253   int src_ystride = cpi->Source->y_stride;
1254   uint8_t *last_src_y = cpi->Last_Source->y_buffer;
1255   int last_src_ystride = cpi->Last_Source->y_stride;
1256   uint64_t avg_source_sad_threshold = 10000;
1257   uint64_t avg_source_sad_threshold2 = 12000;
1258 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1259   if (cpi->common.use_highbitdepth) return 0;
1260 #endif
1261   src_y += shift;
1262   last_src_y += shift;
1263   tmp_sad =
1264       cpi->fn_ptr[bsize].sdf(src_y, src_ystride, last_src_y, last_src_ystride);
1265   tmp_variance = vpx_variance64x64(src_y, src_ystride, last_src_y,
1266                                    last_src_ystride, &tmp_sse);
1267   // Note: tmp_sse - tmp_variance = ((sum * sum) >> 12)
1268   if (tmp_sad < avg_source_sad_threshold)
1269     x->content_state_sb = ((tmp_sse - tmp_variance) < 25) ? kLowSadLowSumdiff
1270                                                           : kLowSadHighSumdiff;
1271   else
1272     x->content_state_sb = ((tmp_sse - tmp_variance) < 25) ? kHighSadLowSumdiff
1273                                                           : kHighSadHighSumdiff;
1274
1275   // Detect large lighting change.
1276   if (cpi->oxcf.content != VP9E_CONTENT_SCREEN &&
1277       cpi->oxcf.rc_mode == VPX_CBR && tmp_variance < (tmp_sse >> 3) &&
1278       (tmp_sse - tmp_variance) > 10000)
1279     x->content_state_sb = kLowVarHighSumdiff;
1280   else if (tmp_sad > (avg_source_sad_threshold << 1))
1281     x->content_state_sb = kVeryHighSad;
1282
1283   if (cpi->content_state_sb_fd != NULL) {
1284     if (tmp_sad < avg_source_sad_threshold2) {
1285       // Cap the increment to 255.
1286       if (cpi->content_state_sb_fd[sb_offset] < 255)
1287         cpi->content_state_sb_fd[sb_offset]++;
1288     } else {
1289       cpi->content_state_sb_fd[sb_offset] = 0;
1290     }
1291   }
1292   if (tmp_sad == 0) x->zero_temp_sad_source = 1;
1293   return tmp_sad;
1294 }
1295
1296 // This function chooses partitioning based on the variance between source and
1297 // reconstructed last, where variance is computed for down-sampled inputs.
1298 static int choose_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1299                                MACROBLOCK *x, int mi_row, int mi_col) {
1300   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1301   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
1302   int i, j, k, m;
1303   v64x64 vt;
1304   v16x16 *vt2 = NULL;
1305   int force_split[21];
1306   int avg_32x32;
1307   int max_var_32x32 = 0;
1308   int min_var_32x32 = INT_MAX;
1309   int var_32x32;
1310   int avg_16x16[4];
1311   int maxvar_16x16[4];
1312   int minvar_16x16[4];
1313   int64_t threshold_4x4avg;
1314   NOISE_LEVEL noise_level = kLow;
1315   int content_state = 0;
1316   uint8_t *s;
1317   const uint8_t *d;
1318   int sp;
1319   int dp;
1320   int compute_minmax_variance = 1;
1321   unsigned int y_sad = UINT_MAX;
1322   BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
1323   // Ref frame used in partitioning.
1324   MV_REFERENCE_FRAME ref_frame_partition = LAST_FRAME;
1325   int pixels_wide = 64, pixels_high = 64;
1326   int64_t thresholds[4] = { cpi->vbp_thresholds[0], cpi->vbp_thresholds[1],
1327                             cpi->vbp_thresholds[2], cpi->vbp_thresholds[3] };
1328   int scene_change_detected =
1329       cpi->rc.high_source_sad ||
1330       (cpi->use_svc && cpi->svc.high_source_sad_superframe);
1331   int force_64_split = scene_change_detected ||
1332                        (cpi->oxcf.content == VP9E_CONTENT_SCREEN &&
1333                         cpi->compute_source_sad_onepass &&
1334                         cpi->sf.use_source_sad && !x->zero_temp_sad_source);
1335
1336   // For the variance computation under SVC mode, we treat the frame as key if
1337   // the reference (base layer frame) is key frame (i.e., is_key_frame == 1).
1338   int is_key_frame =
1339       (frame_is_intra_only(cm) ||
1340        (is_one_pass_cbr_svc(cpi) &&
1341         cpi->svc.layer_context[cpi->svc.temporal_layer_id].is_key_frame));
1342   // Always use 4x4 partition for key frame.
1343   const int use_4x4_partition = frame_is_intra_only(cm);
1344   const int low_res = (cm->width <= 352 && cm->height <= 288);
1345   int variance4x4downsample[16];
1346   int segment_id;
1347   int sb_offset = (cm->mi_stride >> 3) * (mi_row >> 3) + (mi_col >> 3);
1348
1349   // For SVC: check if LAST frame is NULL or if the resolution of LAST is
1350   // different than the current frame resolution, and if so, treat this frame
1351   // as a key frame, for the purpose of the superblock partitioning.
1352   // LAST == NULL can happen in some cases where enhancement spatial layers are
1353   // enabled dyanmically in the stream and the only reference is the spatial
1354   // reference (GOLDEN).
1355   if (cpi->use_svc) {
1356     const YV12_BUFFER_CONFIG *const ref = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
1357     if (ref == NULL || ref->y_crop_height != cm->height ||
1358         ref->y_crop_width != cm->width)
1359       is_key_frame = 1;
1360   }
1361
1362   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
1363   set_segment_index(cpi, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64, 0);
1364   segment_id = xd->mi[0]->segment_id;
1365
1366   if (cpi->oxcf.speed >= 8 || (cpi->use_svc && cpi->svc.non_reference_frame))
1367     compute_minmax_variance = 0;
1368
1369   memset(x->variance_low, 0, sizeof(x->variance_low));
1370
1371   if (cpi->sf.use_source_sad && !is_key_frame) {
1372     int sb_offset2 = ((cm->mi_cols + 7) >> 3) * (mi_row >> 3) + (mi_col >> 3);
1373     content_state = x->content_state_sb;
1374     x->skip_low_source_sad = (content_state == kLowSadLowSumdiff ||
1375                               content_state == kLowSadHighSumdiff)
1376                                  ? 1
1377                                  : 0;
1378     x->lowvar_highsumdiff = (content_state == kLowVarHighSumdiff) ? 1 : 0;
1379     if (cpi->content_state_sb_fd != NULL)
1380       x->last_sb_high_content = cpi->content_state_sb_fd[sb_offset2];
1381
1382     // For SVC on top spatial layer: use/scale the partition from
1383     // the lower spatial resolution if svc_use_lowres_part is enabled.
1384     if (cpi->sf.svc_use_lowres_part &&
1385         cpi->svc.spatial_layer_id == cpi->svc.number_spatial_layers - 1 &&
1386         cpi->svc.prev_partition_svc != NULL && content_state != kVeryHighSad) {
1387       if (!scale_partitioning_svc(cpi, x, xd, BLOCK_64X64, mi_row >> 1,
1388                                   mi_col >> 1, mi_row, mi_col)) {
1389         if (cpi->sf.copy_partition_flag) {
1390           update_prev_partition(cpi, x, segment_id, mi_row, mi_col, sb_offset);
1391         }
1392         return 0;
1393       }
1394     }
1395     // If source_sad is low copy the partition without computing the y_sad.
1396     if (x->skip_low_source_sad && cpi->sf.copy_partition_flag &&
1397         !force_64_split &&
1398         copy_partitioning(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, segment_id, sb_offset)) {
1399       x->sb_use_mv_part = 1;
1400       if (cpi->sf.svc_use_lowres_part &&
1401           cpi->svc.spatial_layer_id == cpi->svc.number_spatial_layers - 2)
1402         update_partition_svc(cpi, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
1403       return 0;
1404     }
1405   }
1406
1407   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled &&
1408       cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
1409     int q = vp9_get_qindex(&cm->seg, segment_id, cm->base_qindex);
1410     set_vbp_thresholds(cpi, thresholds, q, content_state);
1411   } else {
1412     set_vbp_thresholds(cpi, thresholds, cm->base_qindex, content_state);
1413   }
1414   // Decrease 32x32 split threshold for screen on base layer, for scene
1415   // change/high motion frames.
1416   if (cpi->oxcf.content == VP9E_CONTENT_SCREEN &&
1417       cpi->svc.spatial_layer_id == 0 && force_64_split)
1418     thresholds[1] = 3 * thresholds[1] >> 2;
1419
1420   // For non keyframes, disable 4x4 average for low resolution when speed = 8
1421   threshold_4x4avg = (cpi->oxcf.speed < 8) ? thresholds[1] << 1 : INT64_MAX;
1422
1423   if (xd->mb_to_right_edge < 0) pixels_wide += (xd->mb_to_right_edge >> 3);
1424   if (xd->mb_to_bottom_edge < 0) pixels_high += (xd->mb_to_bottom_edge >> 3);
1425
1426   s = x->plane[0].src.buf;
1427   sp = x->plane[0].src.stride;
1428
1429   // Index for force_split: 0 for 64x64, 1-4 for 32x32 blocks,
1430   // 5-20 for the 16x16 blocks.
1431   force_split[0] = force_64_split;
1432
1433   if (!is_key_frame) {
1434     // In the case of spatial/temporal scalable coding, the assumption here is
1435     // that the temporal reference frame will always be of type LAST_FRAME.
1436     // TODO(marpan): If that assumption is broken, we need to revisit this code.
1437     MODE_INFO *mi = xd->mi[0];
1438     YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
1439
1440     const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12_g = NULL;
1441     unsigned int y_sad_g, y_sad_thr, y_sad_last;
1442     bsize = BLOCK_32X32 + (mi_col + 4 < cm->mi_cols) * 2 +
1443             (mi_row + 4 < cm->mi_rows);
1444
1445     assert(yv12 != NULL);
1446
1447     if (!(is_one_pass_cbr_svc(cpi) && cpi->svc.spatial_layer_id) ||
1448         cpi->svc.use_gf_temporal_ref_current_layer) {
1449       // For now, GOLDEN will not be used for non-zero spatial layers, since
1450       // it may not be a temporal reference.
1451       yv12_g = get_ref_frame_buffer(cpi, GOLDEN_FRAME);
1452     }
1453
1454     // Only compute y_sad_g (sad for golden reference) for speed < 8.
1455     if (cpi->oxcf.speed < 8 && yv12_g && yv12_g != yv12 &&
1456         (cpi->ref_frame_flags & VP9_GOLD_FLAG)) {
1457       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
1458                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
1459       y_sad_g = cpi->fn_ptr[bsize].sdf(
1460           x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride, xd->plane[0].pre[0].buf,
1461           xd->plane[0].pre[0].stride);
1462     } else {
1463       y_sad_g = UINT_MAX;
1464     }
1465
1466     if (cpi->oxcf.lag_in_frames > 0 && cpi->oxcf.rc_mode == VPX_VBR &&
1467         cpi->rc.is_src_frame_alt_ref) {
1468       yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, ALTREF_FRAME);
1469       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
1470                            &cm->frame_refs[ALTREF_FRAME - 1].sf);
1471       mi->ref_frame[0] = ALTREF_FRAME;
1472       y_sad_g = UINT_MAX;
1473     } else {
1474       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
1475                            &cm->frame_refs[LAST_FRAME - 1].sf);
1476       mi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
1477     }
1478     mi->ref_frame[1] = NONE;
1479     mi->sb_type = BLOCK_64X64;
1480     mi->mv[0].as_int = 0;
1481     mi->interp_filter = BILINEAR;
1482
1483     if (cpi->oxcf.speed >= 8 && !low_res &&
1484         x->content_state_sb != kVeryHighSad) {
1485       y_sad = cpi->fn_ptr[bsize].sdf(
1486           x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride, xd->plane[0].pre[0].buf,
1487           xd->plane[0].pre[0].stride);
1488     } else {
1489       const MV dummy_mv = { 0, 0 };
1490       y_sad = vp9_int_pro_motion_estimation(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col,
1491                                             &dummy_mv);
1492       x->sb_use_mv_part = 1;
1493       x->sb_mvcol_part = mi->mv[0].as_mv.col;
1494       x->sb_mvrow_part = mi->mv[0].as_mv.row;
1495       if (cpi->oxcf.content == VP9E_CONTENT_SCREEN &&
1496           cpi->svc.spatial_layer_id == cpi->svc.first_spatial_layer_to_encode &&
1497           cpi->svc.high_num_blocks_with_motion && !x->zero_temp_sad_source &&
1498           cm->width > 640 && cm->height > 480) {
1499         // Disable split below 16x16 block size when scroll motion (horz or
1500         // vert) is detected.
1501         // TODO(marpan/jianj): Improve this condition: issue is that search
1502         // range is hard-coded/limited in vp9_int_pro_motion_estimation() so
1503         // scroll motion may not be detected here.
1504         if (((abs(x->sb_mvrow_part) >= 48 && abs(x->sb_mvcol_part) <= 8) ||
1505              (abs(x->sb_mvcol_part) >= 48 && abs(x->sb_mvrow_part) <= 8)) &&
1506             y_sad < 100000) {
1507           compute_minmax_variance = 0;
1508           thresholds[2] = INT64_MAX;
1509         }
1510       }
1511     }
1512
1513     y_sad_last = y_sad;
1514     // Pick ref frame for partitioning, bias last frame when y_sad_g and y_sad
1515     // are close if short_circuit_low_temp_var is on.
1516     y_sad_thr = cpi->sf.short_circuit_low_temp_var ? (y_sad * 7) >> 3 : y_sad;
1517     if (y_sad_g < y_sad_thr) {
1518       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
1519                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
1520       mi->ref_frame[0] = GOLDEN_FRAME;
1521       mi->mv[0].as_int = 0;
1522       y_sad = y_sad_g;
1523       ref_frame_partition = GOLDEN_FRAME;
1524     } else {
1525       x->pred_mv[LAST_FRAME] = mi->mv[0].as_mv;
1526       ref_frame_partition = LAST_FRAME;
1527     }
1528
1529     set_ref_ptrs(cm, xd, mi->ref_frame[0], mi->ref_frame[1]);
1530     vp9_build_inter_predictors_sb(xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
1531
1532     if (cpi->use_skin_detection)
1533       x->sb_is_skin =
1534           skin_sb_split(cpi, x, low_res, mi_row, mi_col, force_split);
1535
1536     d = xd->plane[0].dst.buf;
1537     dp = xd->plane[0].dst.stride;
1538
1539     // If the y_sad is very small, take 64x64 as partition and exit.
1540     // Don't check on boosted segment for now, as 64x64 is suppressed there.
1541     if (segment_id == CR_SEGMENT_ID_BASE && y_sad < cpi->vbp_threshold_sad) {
1542       const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64];
1543       const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_64X64];
1544       if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
1545           mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows) {
1546         set_block_size(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
1547         x->variance_low[0] = 1;
1548         chroma_check(cpi, x, bsize, y_sad, is_key_frame, scene_change_detected);
1549         if (cpi->sf.svc_use_lowres_part &&
1550             cpi->svc.spatial_layer_id == cpi->svc.number_spatial_layers - 2)
1551           update_partition_svc(cpi, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
1552         if (cpi->sf.copy_partition_flag) {
1553           update_prev_partition(cpi, x, segment_id, mi_row, mi_col, sb_offset);
1554         }
1555         return 0;
1556       }
1557     }
1558
1559     // If the y_sad is small enough, copy the partition of the superblock in the
1560     // last frame to current frame only if the last frame is not a keyframe.
1561     // Stop the copy every cpi->max_copied_frame to refresh the partition.
1562     // TODO(jianj) : tune the threshold.
1563     if (cpi->sf.copy_partition_flag && y_sad_last < cpi->vbp_threshold_copy &&
1564         copy_partitioning(cpi, x, xd, mi_row, mi_col, segment_id, sb_offset)) {
1565       chroma_check(cpi, x, bsize, y_sad, is_key_frame, scene_change_detected);
1566       if (cpi->sf.svc_use_lowres_part &&
1567           cpi->svc.spatial_layer_id == cpi->svc.number_spatial_layers - 2)
1568         update_partition_svc(cpi, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
1569       return 0;
1570     }
1571   } else {
1572     d = VP9_VAR_OFFS;
1573     dp = 0;
1574 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1575     if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
1576       switch (xd->bd) {
1577         case 10: d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10); break;
1578         case 12: d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12); break;
1579         case 8:
1580         default: d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8); break;
1581       }
1582     }
1583 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1584   }
1585
1586   if (low_res && threshold_4x4avg < INT64_MAX)
1587     CHECK_MEM_ERROR(cm, vt2, vpx_calloc(16, sizeof(*vt2)));
1588   // Fill in the entire tree of 8x8 (or 4x4 under some conditions) variances
1589   // for splits.
1590   for (i = 0; i < 4; i++) {
1591     const int x32_idx = ((i & 1) << 5);
1592     const int y32_idx = ((i >> 1) << 5);
1593     const int i2 = i << 2;
1594     force_split[i + 1] = 0;
1595     avg_16x16[i] = 0;
1596     maxvar_16x16[i] = 0;
1597     minvar_16x16[i] = INT_MAX;
1598     for (j = 0; j < 4; j++) {
1599       const int x16_idx = x32_idx + ((j & 1) << 4);
1600       const int y16_idx = y32_idx + ((j >> 1) << 4);
1601       const int split_index = 5 + i2 + j;
1602       v16x16 *vst = &vt.split[i].split[j];
1603       force_split[split_index] = 0;
1604       variance4x4downsample[i2 + j] = 0;
1605       if (!is_key_frame) {
1606         fill_variance_8x8avg(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx, vst,
1607 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1608                              xd->cur_buf->flags,
1609 #endif
1610                              pixels_wide, pixels_high, is_key_frame);
1611         fill_variance_tree(&vt.split[i].split[j], BLOCK_16X16);
1612         get_variance(&vt.split[i].split[j].part_variances.none);
1613         avg_16x16[i] += vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance;
1614         if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance < minvar_16x16[i])
1615           minvar_16x16[i] = vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance;
1616         if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance > maxvar_16x16[i])
1617           maxvar_16x16[i] = vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance;
1618         if (vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance > thresholds[2]) {
1619           // 16X16 variance is above threshold for split, so force split to 8x8
1620           // for this 16x16 block (this also forces splits for upper levels).
1621           force_split[split_index] = 1;
1622           force_split[i + 1] = 1;
1623           force_split[0] = 1;
1624         } else if (compute_minmax_variance &&
1625                    vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
1626                        thresholds[1] &&
1627                    !cyclic_refresh_segment_id_boosted(segment_id)) {
1628           // We have some nominal amount of 16x16 variance (based on average),
1629           // compute the minmax over the 8x8 sub-blocks, and if above threshold,
1630           // force split to 8x8 block for this 16x16 block.
1631           int minmax = compute_minmax_8x8(s, sp, d, dp, x16_idx, y16_idx,
1632 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1633                                           xd->cur_buf->flags,
1634 #endif
1635                                           pixels_wide, pixels_high);
1636           int thresh_minmax = (int)cpi->vbp_threshold_minmax;
1637           if (x->content_state_sb == kVeryHighSad)
1638             thresh_minmax = thresh_minmax << 1;
1639           if (minmax > thresh_minmax) {
1640             force_split[split_index] = 1;
1641             force_split[i + 1] = 1;
1642             force_split[0] = 1;
1643           }
1644         }
1645       }
1646       if (is_key_frame ||
1647           (low_res && vt.split[i].split[j].part_variances.none.variance >
1648                           threshold_4x4avg)) {
1649         force_split[split_index] = 0;
1650         // Go down to 4x4 down-sampling for variance.
1651         variance4x4downsample[i2 + j] = 1;
1652         for (k = 0; k < 4; k++) {
1653           int x8_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
1654           int y8_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
1655           v8x8 *vst2 = is_key_frame ? &vst->split[k] : &vt2[i2 + j].split[k];
1656           fill_variance_4x4avg(s, sp, d, dp, x8_idx, y8_idx, vst2,
1657 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
1658                                xd->cur_buf->flags,
1659 #endif
1660                                pixels_wide, pixels_high, is_key_frame);
1661         }
1662       }
1663     }
1664   }
1665   if (cpi->noise_estimate.enabled)
1666     noise_level = vp9_noise_estimate_extract_level(&cpi->noise_estimate);
1667   // Fill the rest of the variance tree by summing split partition values.
1668   avg_32x32 = 0;
1669   for (i = 0; i < 4; i++) {
1670     const int i2 = i << 2;
1671     for (j = 0; j < 4; j++) {
1672       if (variance4x4downsample[i2 + j] == 1) {
1673         v16x16 *vtemp = (!is_key_frame) ? &vt2[i2 + j] : &vt.split[i].split[j];
1674         for (m = 0; m < 4; m++) fill_variance_tree(&vtemp->split[m], BLOCK_8X8);
1675         fill_variance_tree(vtemp, BLOCK_16X16);
1676         // If variance of this 16x16 block is above the threshold, force block
1677         // to split. This also forces a split on the upper levels.
1678         get_variance(&vtemp->part_variances.none);
1679         if (vtemp->part_variances.none.variance > thresholds[2]) {
1680           force_split[5 + i2 + j] = 1;
1681           force_split[i + 1] = 1;
1682           force_split[0] = 1;
1683         }
1684       }
1685     }
1686     fill_variance_tree(&vt.split[i], BLOCK_32X32);
1687     // If variance of this 32x32 block is above the threshold, or if its above
1688     // (some threshold of) the average variance over the sub-16x16 blocks, then
1689     // force this block to split. This also forces a split on the upper
1690     // (64x64) level.
1691     if (!force_split[i + 1]) {
1692       get_variance(&vt.split[i].part_variances.none);
1693       var_32x32 = vt.split[i].part_variances.none.variance;
1694       max_var_32x32 = VPXMAX(var_32x32, max_var_32x32);
1695       min_var_32x32 = VPXMIN(var_32x32, min_var_32x32);
1696       if (vt.split[i].part_variances.none.variance > thresholds[1] ||
1697           (!is_key_frame &&
1698            vt.split[i].part_variances.none.variance > (thresholds[1] >> 1) &&
1699            vt.split[i].part_variances.none.variance > (avg_16x16[i] >> 1))) {
1700         force_split[i + 1] = 1;
1701         force_split[0] = 1;
1702       } else if (!is_key_frame && noise_level < kLow && cm->height <= 360 &&
1703                  (maxvar_16x16[i] - minvar_16x16[i]) > (thresholds[1] >> 1) &&
1704                  maxvar_16x16[i] > thresholds[1]) {
1705         force_split[i + 1] = 1;
1706         force_split[0] = 1;
1707       }
1708       avg_32x32 += var_32x32;
1709     }
1710   }
1711   if (!force_split[0]) {
1712     fill_variance_tree(&vt, BLOCK_64X64);
1713     get_variance(&vt.part_variances.none);
1714     // If variance of this 64x64 block is above (some threshold of) the average
1715     // variance over the sub-32x32 blocks, then force this block to split.
1716     // Only checking this for noise level >= medium for now.
1717     if (!is_key_frame && noise_level >= kMedium &&
1718         vt.part_variances.none.variance > (9 * avg_32x32) >> 5)
1719       force_split[0] = 1;
1720     // Else if the maximum 32x32 variance minus the miniumum 32x32 variance in
1721     // a 64x64 block is greater than threshold and the maximum 32x32 variance is
1722     // above a miniumum threshold, then force the split of a 64x64 block
1723     // Only check this for low noise.
1724     else if (!is_key_frame && noise_level < kMedium &&
1725              (max_var_32x32 - min_var_32x32) > 3 * (thresholds[0] >> 3) &&
1726              max_var_32x32 > thresholds[0] >> 1)
1727       force_split[0] = 1;
1728   }
1729
1730   // Now go through the entire structure, splitting every block size until
1731   // we get to one that's got a variance lower than our threshold.
1732   if (mi_col + 8 > cm->mi_cols || mi_row + 8 > cm->mi_rows ||
1733       !set_vt_partitioning(cpi, x, xd, &vt, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col,
1734                            thresholds[0], BLOCK_16X16, force_split[0])) {
1735     for (i = 0; i < 4; ++i) {
1736       const int x32_idx = ((i & 1) << 2);
1737       const int y32_idx = ((i >> 1) << 2);
1738       const int i2 = i << 2;
1739       if (!set_vt_partitioning(cpi, x, xd, &vt.split[i], BLOCK_32X32,
1740                                (mi_row + y32_idx), (mi_col + x32_idx),
1741                                thresholds[1], BLOCK_16X16,
1742                                force_split[i + 1])) {
1743         for (j = 0; j < 4; ++j) {
1744           const int x16_idx = ((j & 1) << 1);
1745           const int y16_idx = ((j >> 1) << 1);
1746           // For inter frames: if variance4x4downsample[] == 1 for this 16x16
1747           // block, then the variance is based on 4x4 down-sampling, so use vt2
1748           // in set_vt_partioning(), otherwise use vt.
1749           v16x16 *vtemp = (!is_key_frame && variance4x4downsample[i2 + j] == 1)
1750                               ? &vt2[i2 + j]
1751                               : &vt.split[i].split[j];
1752           if (!set_vt_partitioning(
1753                   cpi, x, xd, vtemp, BLOCK_16X16, mi_row + y32_idx + y16_idx,
1754                   mi_col + x32_idx + x16_idx, thresholds[2], cpi->vbp_bsize_min,
1755                   force_split[5 + i2 + j])) {
1756             for (k = 0; k < 4; ++k) {
1757               const int x8_idx = (k & 1);
1758               const int y8_idx = (k >> 1);
1759               if (use_4x4_partition) {
1760                 if (!set_vt_partitioning(cpi, x, xd, &vtemp->split[k],
1761                                          BLOCK_8X8,
1762                                          mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx,
1763                                          mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx,
1764                                          thresholds[3], BLOCK_8X8, 0)) {
1765                   set_block_size(
1766                       cpi, x, xd, (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
1767                       (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx), BLOCK_4X4);
1768                 }
1769               } else {
1770                 set_block_size(
1771                     cpi, x, xd, (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
1772                     (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx), BLOCK_8X8);
1773               }
1774             }
1775           }
1776         }
1777       }
1778     }
1779   }
1780
1781   if (!frame_is_intra_only(cm) && cpi->sf.copy_partition_flag) {
1782     update_prev_partition(cpi, x, segment_id, mi_row, mi_col, sb_offset);
1783   }
1784
1785   if (!frame_is_intra_only(cm) && cpi->sf.svc_use_lowres_part &&
1786       cpi->svc.spatial_layer_id == cpi->svc.number_spatial_layers - 2)
1787     update_partition_svc(cpi, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
1788
1789   if (cpi->sf.short_circuit_low_temp_var) {
1790     set_low_temp_var_flag(cpi, x, xd, &vt, thresholds, ref_frame_partition,
1791                           mi_col, mi_row);
1792   }
1793
1794   chroma_check(cpi, x, bsize, y_sad, is_key_frame, scene_change_detected);
1795   if (vt2) vpx_free(vt2);
1796   return 0;
1797 }
1798
1799 #if !CONFIG_REALTIME_ONLY
1800 static void update_state(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1801                          int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
1802                          int output_enabled) {
1803   int i, x_idx, y;
1804   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1805   RD_COUNTS *const rdc = &td->rd_counts;
1806   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
1807   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1808   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
1809   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
1810   MODE_INFO *mi = &ctx->mic;
1811   MODE_INFO *const xdmi = xd->mi[0];
1812   MODE_INFO *mi_addr = xd->mi[0];
1813   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
1814   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->sb_type];
1815   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->sb_type];
1816   const int x_mis = VPXMIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
1817   const int y_mis = VPXMIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
1818   MV_REF *const frame_mvs = cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
1819   int w, h;
1820
1821   const int mis = cm->mi_stride;
1822   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1823   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1824   int max_plane;
1825
1826   assert(mi->sb_type == bsize);
1827
1828   *mi_addr = *mi;
1829   *x->mbmi_ext = ctx->mbmi_ext;
1830
1831   // If segmentation in use
1832   if (seg->enabled) {
1833     // For in frame complexity AQ copy the segment id from the segment map.
1834     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
1835       const uint8_t *const map =
1836           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
1837       mi_addr->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1838     }
1839     // Else for cyclic refresh mode update the segment map, set the segment id
1840     // and then update the quantizer.
1841     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1842       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, xd->mi[0], mi_row, mi_col, bsize,
1843                                         ctx->rate, ctx->dist, x->skip, p);
1844     }
1845   }
1846
1847   max_plane = is_inter_block(xdmi) ? MAX_MB_PLANE : 1;
1848   for (i = 0; i < max_plane; ++i) {
1849     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][1];
1850     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][1];
1851     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][1];
1852     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][1];
1853   }
1854
1855   for (i = max_plane; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
1856     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][2];
1857     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][2];
1858     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][2];
1859     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][2];
1860   }
1861
1862   // Restore the coding context of the MB to that that was in place
1863   // when the mode was picked for it
1864   for (y = 0; y < mi_height; y++)
1865     for (x_idx = 0; x_idx < mi_width; x_idx++)
1866       if ((xd->mb_to_right_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_width > x_idx &&
1867           (xd->mb_to_bottom_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_height > y) {
1868         xd->mi[x_idx + y * mis] = mi_addr;
1869       }
1870
1871   if (cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ) vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1872
1873   if (is_inter_block(xdmi) && xdmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
1874     xdmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
1875     xdmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
1876   }
1877
1878   x->skip = ctx->skip;
1879   memcpy(x->zcoeff_blk[xdmi->tx_size], ctx->zcoeff_blk,
1880          sizeof(ctx->zcoeff_blk[0]) * ctx->num_4x4_blk);
1881
1882   if (!output_enabled) return;
1883
1884 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
1885   if (frame_is_intra_only(cm)) {
1886     static const int kf_mode_index[] = {
1887       THR_DC /*DC_PRED*/,          THR_V_PRED /*V_PRED*/,
1888       THR_H_PRED /*H_PRED*/,       THR_D45_PRED /*D45_PRED*/,
1889       THR_D135_PRED /*D135_PRED*/, THR_D117_PRED /*D117_PRED*/,
1890       THR_D153_PRED /*D153_PRED*/, THR_D207_PRED /*D207_PRED*/,
1891       THR_D63_PRED /*D63_PRED*/,   THR_TM /*TM_PRED*/,
1892     };
1893     ++cpi->mode_chosen_counts[kf_mode_index[xdmi->mode]];
1894   } else {
1895     // Note how often each mode chosen as best
1896     ++cpi->mode_chosen_counts[ctx->best_mode_index];
1897   }
1898 #endif
1899   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
1900     if (is_inter_block(xdmi)) {
1901       vp9_update_mv_count(td);
1902
1903       if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1904         const int ctx = get_pred_context_switchable_interp(xd);
1905         ++td->counts->switchable_interp[ctx][xdmi->interp_filter];
1906       }
1907     }
1908
1909     rdc->comp_pred_diff[SINGLE_REFERENCE] += ctx->single_pred_diff;
1910     rdc->comp_pred_diff[COMPOUND_REFERENCE] += ctx->comp_pred_diff;
1911     rdc->comp_pred_diff[REFERENCE_MODE_SELECT] += ctx->hybrid_pred_diff;
1912
1913     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
1914       rdc->filter_diff[i] += ctx->best_filter_diff[i];
1915   }
1916
1917   for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
1918     MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
1919     for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
1920       MV_REF *const mv = frame_mv + w;
1921       mv->ref_frame[0] = mi->ref_frame[0];
1922       mv->ref_frame[1] = mi->ref_frame[1];
1923       mv->mv[0].as_int = mi->mv[0].as_int;
1924       mv->mv[1].as_int = mi->mv[1].as_int;
1925     }
1926   }
1927 }
1928 #endif  // !CONFIG_REALTIME_ONLY
1929
1930 void vp9_setup_src_planes(MACROBLOCK *x, const YV12_BUFFER_CONFIG *src,
1931                           int mi_row, int mi_col) {
1932   uint8_t *const buffers[3] = { src->y_buffer, src->u_buffer, src->v_buffer };
1933   const int strides[3] = { src->y_stride, src->uv_stride, src->uv_stride };
1934   int i;
1935
1936   // Set current frame pointer.
1937   x->e_mbd.cur_buf = src;
1938
1939   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; i++)
1940     setup_pred_plane(&x->plane[i].src, buffers[i], strides[i], mi_row, mi_col,
1941                      NULL, x->e_mbd.plane[i].subsampling_x,
1942                      x->e_mbd.plane[i].subsampling_y);
1943 }
1944
1945 static void set_mode_info_seg_skip(MACROBLOCK *x, TX_MODE tx_mode,
1946                                    RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize) {
1947   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1948   MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
1949   INTERP_FILTER filter_ref;
1950
1951   filter_ref = get_pred_context_switchable_interp(xd);
1952   if (filter_ref == SWITCHABLE_FILTERS) filter_ref = EIGHTTAP;
1953
1954   mi->sb_type = bsize;
1955   mi->mode = ZEROMV;
1956   mi->tx_size =
1957       VPXMIN(max_txsize_lookup[bsize], tx_mode_to_biggest_tx_size[tx_mode]);
1958   mi->skip = 1;
1959   mi->uv_mode = DC_PRED;
1960   mi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
1961   mi->ref_frame[1] = NONE;
1962   mi->mv[0].as_int = 0;
1963   mi->interp_filter = filter_ref;
1964
1965   xd->mi[0]->bmi[0].as_mv[0].as_int = 0;
1966   x->skip = 1;
1967
1968   vp9_rd_cost_init(rd_cost);
1969 }
1970
1971 #if !CONFIG_REALTIME_ONLY
1972 static void set_segment_rdmult(VP9_COMP *const cpi, MACROBLOCK *const x,
1973                                int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
1974                                AQ_MODE aq_mode) {
1975   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1976   const VP9EncoderConfig *const oxcf = &cpi->oxcf;
1977   const uint8_t *const map =
1978       cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
1979
1980   vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1981   vpx_clear_system_state();
1982
1983   if (aq_mode == NO_AQ || aq_mode == PSNR_AQ) {
1984     if (cpi->sf.enable_tpl_model) x->rdmult = x->cb_rdmult;
1985   } else if (aq_mode == PERCEPTUAL_AQ) {
1986     x->rdmult = x->cb_rdmult;
1987   } else if (aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
1988     // If segment is boosted, use rdmult for that segment.
1989     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(
1990             get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col)))
1991       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
1992   } else {
1993     x->rdmult = vp9_compute_rd_mult(cpi, cm->base_qindex + cm->y_dc_delta_q);
1994   }
1995
1996   if (oxcf->tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
1997     set_ssim_rdmult(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, &x->rdmult);
1998   }
1999 }
2000
2001 static void rd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, TileDataEnc *tile_data,
2002                              MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
2003                              RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
2004                              PICK_MODE_CONTEXT *ctx, int rate_in_best_rd,
2005                              int64_t dist_in_best_rd) {
2006   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2007   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2008   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2009   MODE_INFO *mi;
2010   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
2011   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
2012   const AQ_MODE aq_mode = cpi->oxcf.aq_mode;
2013   int i, orig_rdmult;
2014   int64_t best_rd = INT64_MAX;
2015
2016   vpx_clear_system_state();
2017
2018   // Use the lower precision, but faster, 32x32 fdct for mode selection.
2019   x->use_lp32x32fdct = 1;
2020
2021   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2022   mi = xd->mi[0];
2023   mi->sb_type = bsize;
2024
2025   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
2026     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
2027     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
2028     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
2029     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
2030   }
2031   ctx->is_coded = 0;
2032   ctx->skippable = 0;
2033   ctx->pred_pixel_ready = 0;
2034   x->skip_recode = 0;
2035
2036   // Set to zero to make sure we do not use the previous encoded frame stats
2037   mi->skip = 0;
2038
2039 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
2040   if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
2041     x->source_variance = vp9_high_get_sby_perpixel_variance(
2042         cpi, &x->plane[0].src, bsize, xd->bd);
2043   } else {
2044     x->source_variance =
2045         vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
2046   }
2047 #else
2048   x->source_variance =
2049       vp9_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
2050 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
2051
2052   // Save rdmult before it might be changed, so it can be restored later.
2053   orig_rdmult = x->rdmult;
2054
2055   if ((cpi->sf.tx_domain_thresh > 0.0) || (cpi->sf.quant_opt_thresh > 0.0)) {
2056     double logvar = vp9_log_block_var(cpi, x, bsize);
2057     // Check block complexity as part of descision on using pixel or transform
2058     // domain distortion in rd tests.
2059     x->block_tx_domain = cpi->sf.allow_txfm_domain_distortion &&
2060                          (logvar >= cpi->sf.tx_domain_thresh);
2061
2062     // Check block complexity as part of descision on using quantized
2063     // coefficient optimisation inside the rd loop.
2064     x->block_qcoeff_opt =
2065         cpi->sf.allow_quant_coeff_opt && (logvar <= cpi->sf.quant_opt_thresh);
2066   } else {
2067     x->block_tx_domain = cpi->sf.allow_txfm_domain_distortion;
2068     x->block_qcoeff_opt = cpi->sf.allow_quant_coeff_opt;
2069   }
2070
2071   set_segment_index(cpi, x, mi_row, mi_col, bsize, 0);
2072   set_segment_rdmult(cpi, x, mi_row, mi_col, bsize, aq_mode);
2073   if (rate_in_best_rd < INT_MAX && dist_in_best_rd < INT64_MAX) {
2074     best_rd = vp9_calculate_rd_cost(x->rdmult, x->rddiv, rate_in_best_rd,
2075                                     dist_in_best_rd);
2076   }
2077
2078   // Find best coding mode & reconstruct the MB so it is available
2079   // as a predictor for MBs that follow in the SB
2080   if (frame_is_intra_only(cm)) {
2081     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
2082   } else {
2083     if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2084       if (segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
2085         vp9_rd_pick_inter_mode_sb_seg_skip(cpi, tile_data, x, rd_cost, bsize,
2086                                            ctx, best_rd);
2087       else
2088         vp9_rd_pick_inter_mode_sb(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
2089                                   bsize, ctx, best_rd);
2090     } else {
2091       vp9_rd_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost,
2092                                     bsize, ctx, best_rd);
2093     }
2094   }
2095
2096   // Examine the resulting rate and for AQ mode 2 make a segment choice.
2097   if ((rd_cost->rate != INT_MAX) && (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) &&
2098       (bsize >= BLOCK_16X16) &&
2099       (cm->frame_type == KEY_FRAME || cpi->refresh_alt_ref_frame ||
2100        (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref))) {
2101     vp9_caq_select_segment(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, rd_cost->rate);
2102   }
2103
2104   // TODO(jingning) The rate-distortion optimization flow needs to be
2105   // refactored to provide proper exit/return handle.
2106   if (rd_cost->rate == INT_MAX || rd_cost->dist == INT64_MAX)
2107     rd_cost->rdcost = INT64_MAX;
2108   else
2109     rd_cost->rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, rd_cost->rate, rd_cost->dist);
2110
2111   x->rdmult = orig_rdmult;
2112
2113   ctx->rate = rd_cost->rate;
2114   ctx->dist = rd_cost->dist;
2115 }
2116 #endif  // !CONFIG_REALTIME_ONLY
2117
2118 static void update_stats(VP9_COMMON *cm, ThreadData *td) {
2119   const MACROBLOCK *x = &td->mb;
2120   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2121   const MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
2122   const MB_MODE_INFO_EXT *const mbmi_ext = x->mbmi_ext;
2123   const BLOCK_SIZE bsize = mi->sb_type;
2124
2125   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
2126     FRAME_COUNTS *const counts = td->counts;
2127     const int inter_block = is_inter_block(mi);
2128     const int seg_ref_active =
2129         segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_REF_FRAME);
2130     if (!seg_ref_active) {
2131       counts->intra_inter[get_intra_inter_context(xd)][inter_block]++;
2132       // If the segment reference feature is enabled we have only a single
2133       // reference frame allowed for the segment so exclude it from
2134       // the reference frame counts used to work out probabilities.
2135       if (inter_block) {
2136         const MV_REFERENCE_FRAME ref0 = mi->ref_frame[0];
2137         if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT)
2138           counts->comp_inter[vp9_get_reference_mode_context(cm, xd)]
2139                             [has_second_ref(mi)]++;
2140
2141         if (has_second_ref(mi)) {
2142           const int idx = cm->ref_frame_sign_bias[cm->comp_fixed_ref];
2143           const int ctx = vp9_get_pred_context_comp_ref_p(cm, xd);
2144           const int bit = mi->ref_frame[!idx] == cm->comp_var_ref[1];
2145           counts->comp_ref[ctx][bit]++;
2146         } else {
2147           counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p1(xd)][0]
2148                             [ref0 != LAST_FRAME]++;
2149           if (ref0 != LAST_FRAME)
2150             counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p2(xd)][1]
2151                               [ref0 != GOLDEN_FRAME]++;
2152         }
2153       }
2154     }
2155     if (inter_block &&
2156         !segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
2157       const int mode_ctx = mbmi_ext->mode_context[mi->ref_frame[0]];
2158       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2159         const PREDICTION_MODE mode = mi->mode;
2160         ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(mode)];
2161       } else {
2162         const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
2163         const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
2164         int idx, idy;
2165         for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h) {
2166           for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w) {
2167             const int j = idy * 2 + idx;
2168             const PREDICTION_MODE b_mode = mi->bmi[j].as_mode;
2169             ++counts->inter_mode[mode_ctx][INTER_OFFSET(b_mode)];
2170           }
2171         }
2172       }
2173     }
2174   }
2175 }
2176
2177 #if !CONFIG_REALTIME_ONLY
2178 static void restore_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
2179                             ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
2180                             ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
2181                             PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
2182                             BLOCK_SIZE bsize) {
2183   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2184   int p;
2185   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
2186   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
2187   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2188   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2189   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; p++) {
2190     memcpy(xd->above_context[p] + ((mi_col * 2) >> xd->plane[p].subsampling_x),
2191            a + num_4x4_blocks_wide * p,
2192            (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
2193                xd->plane[p].subsampling_x);
2194     memcpy(xd->left_context[p] +
2195                ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
2196            l + num_4x4_blocks_high * p,
2197            (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
2198                xd->plane[p].subsampling_y);
2199   }
2200   memcpy(xd->above_seg_context + mi_col, sa,
2201          sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
2202   memcpy(xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK), sl,
2203          sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
2204 }
2205
2206 static void save_context(MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
2207                          ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
2208                          ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
2209                          PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
2210                          BLOCK_SIZE bsize) {
2211   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2212   int p;
2213   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
2214   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
2215   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2216   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2217
2218   // buffer the above/left context information of the block in search.
2219   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; ++p) {
2220     memcpy(a + num_4x4_blocks_wide * p,
2221            xd->above_context[p] + (mi_col * 2 >> xd->plane[p].subsampling_x),
2222            (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
2223                xd->plane[p].subsampling_x);
2224     memcpy(l + num_4x4_blocks_high * p,
2225            xd->left_context[p] +
2226                ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
2227            (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
2228                xd->plane[p].subsampling_y);
2229   }
2230   memcpy(sa, xd->above_seg_context + mi_col,
2231          sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
2232   memcpy(sl, xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK),
2233          sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
2234 }
2235
2236 static void encode_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile, ThreadData *td,
2237                      TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
2238                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
2239                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2240   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2241   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
2242
2243   if (cpi->sf.enable_tpl_model &&
2244       (cpi->oxcf.aq_mode == NO_AQ || cpi->oxcf.aq_mode == PERCEPTUAL_AQ)) {
2245     const VP9EncoderConfig *const oxcf = &cpi->oxcf;
2246     x->rdmult = x->cb_rdmult;
2247     if (oxcf->tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
2248       set_ssim_rdmult(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, &x->rdmult);
2249     }
2250   }
2251
2252   update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize, output_enabled);
2253   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
2254
2255   if (output_enabled) {
2256     update_stats(&cpi->common, td);
2257
2258     (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
2259     (*tp)++;
2260   }
2261 }
2262
2263 static void encode_sb(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, const TileInfo *const tile,
2264                       TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
2265                       int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize, PC_TREE *pc_tree) {
2266   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2267   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2268   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2269
2270   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
2271   int ctx;
2272   PARTITION_TYPE partition;
2273   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
2274
2275   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
2276
2277   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2278     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2279     subsize = get_subsize(bsize, pc_tree->partitioning);
2280   } else {
2281     ctx = 0;
2282     subsize = BLOCK_4X4;
2283   }
2284
2285   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
2286   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
2287     td->counts->partition[ctx][partition]++;
2288
2289   switch (partition) {
2290     case PARTITION_NONE:
2291       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2292                &pc_tree->none);
2293       break;
2294     case PARTITION_VERT:
2295       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2296                &pc_tree->vertical[0]);
2297       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
2298         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
2299                  subsize, &pc_tree->vertical[1]);
2300       }
2301       break;
2302     case PARTITION_HORZ:
2303       encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2304                &pc_tree->horizontal[0]);
2305       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
2306         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
2307                  subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
2308       }
2309       break;
2310     default:
2311       assert(partition == PARTITION_SPLIT);
2312       if (bsize == BLOCK_8X8) {
2313         encode_b(cpi, tile, td, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2314                  pc_tree->leaf_split[0]);
2315       } else {
2316         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2317                   pc_tree->split[0]);
2318         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
2319                   subsize, pc_tree->split[1]);
2320         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
2321                   subsize, pc_tree->split[2]);
2322         encode_sb(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
2323                   subsize, pc_tree->split[3]);
2324       }
2325       break;
2326   }
2327
2328   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
2329     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
2330 }
2331 #endif  // !CONFIG_REALTIME_ONLY
2332
2333 // Check to see if the given partition size is allowed for a specified number
2334 // of 8x8 block rows and columns remaining in the image.
2335 // If not then return the largest allowed partition size
2336 static BLOCK_SIZE find_partition_size(BLOCK_SIZE bsize, int rows_left,
2337                                       int cols_left, int *bh, int *bw) {
2338   if (rows_left <= 0 || cols_left <= 0) {
2339     return VPXMIN(bsize, BLOCK_8X8);
2340   } else {
2341     for (; bsize > 0; bsize -= 3) {
2342       *bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2343       *bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2344       if ((*bh <= rows_left) && (*bw <= cols_left)) {
2345         break;
2346       }
2347     }
2348   }
2349   return bsize;
2350 }
2351
2352 static void set_partial_b64x64_partition(MODE_INFO *mi, int mis, int bh_in,
2353                                          int bw_in, int row8x8_remaining,
2354                                          int col8x8_remaining, BLOCK_SIZE bsize,
2355                                          MODE_INFO **mi_8x8) {
2356   int bh = bh_in;
2357   int r, c;
2358   for (r = 0; r < MI_BLOCK_SIZE; r += bh) {
2359     int bw = bw_in;
2360     for (c = 0; c < MI_BLOCK_SIZE; c += bw) {
2361       const int index = r * mis + c;
2362       mi_8x8[index] = mi + index;
2363       mi_8x8[index]->sb_type = find_partition_size(
2364           bsize, row8x8_remaining - r, col8x8_remaining - c, &bh, &bw);
2365     }
2366   }
2367 }
2368
2369 // This function attempts to set all mode info entries in a given SB64
2370 // to the same block partition size.
2371 // However, at the bottom and right borders of the image the requested size
2372 // may not be allowed in which case this code attempts to choose the largest
2373 // allowable partition.
2374 static void set_fixed_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2375                                    MODE_INFO **mi_8x8, int mi_row, int mi_col,
2376                                    BLOCK_SIZE bsize) {
2377   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2378   const int mis = cm->mi_stride;
2379   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2380   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2381   int block_row, block_col;
2382   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
2383   int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2384   int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2385
2386   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
2387
2388   // Apply the requested partition size to the SB64 if it is all "in image"
2389   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
2390       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
2391     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
2392       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
2393         int index = block_row * mis + block_col;
2394         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
2395         mi_8x8[index]->sb_type = bsize;
2396       }
2397     }
2398   } else {
2399     // Else this is a partial SB64.
2400     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw, row8x8_remaining,
2401                                  col8x8_remaining, bsize, mi_8x8);
2402   }
2403 }
2404
2405 static const struct {
2406   int row;
2407   int col;
2408 } coord_lookup[16] = {
2409   // 32x32 index = 0
2410   { 0, 0 },
2411   { 0, 2 },
2412   { 2, 0 },
2413   { 2, 2 },
2414   // 32x32 index = 1
2415   { 0, 4 },
2416   { 0, 6 },
2417   { 2, 4 },
2418   { 2, 6 },
2419   // 32x32 index = 2
2420   { 4, 0 },
2421   { 4, 2 },
2422   { 6, 0 },
2423   { 6, 2 },
2424   // 32x32 index = 3
2425   { 4, 4 },
2426   { 4, 6 },
2427   { 6, 4 },
2428   { 6, 6 },
2429 };
2430
2431 static void set_source_var_based_partition(VP9_COMP *cpi,
2432                                            const TileInfo *const tile,
2433                                            MACROBLOCK *const x,
2434                                            MODE_INFO **mi_8x8, int mi_row,
2435                                            int mi_col) {
2436   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2437   const int mis = cm->mi_stride;
2438   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2439   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2440   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
2441
2442   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
2443
2444   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
2445
2446   // In-image SB64
2447   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
2448       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
2449     int i, j;
2450     int index;
2451     diff d32[4];
2452     const int offset = (mi_row >> 1) * cm->mb_cols + (mi_col >> 1);
2453     int is_larger_better = 0;
2454     int use32x32 = 0;
2455     unsigned int thr = cpi->source_var_thresh;
2456
2457     memset(d32, 0, 4 * sizeof(diff));
2458
2459     for (i = 0; i < 4; i++) {
2460       diff *d16[4];
2461
2462       for (j = 0; j < 4; j++) {
2463         int b_mi_row = coord_lookup[i * 4 + j].row;
2464         int b_mi_col = coord_lookup[i * 4 + j].col;
2465         int boffset = b_mi_row / 2 * cm->mb_cols + b_mi_col / 2;
2466
2467         d16[j] = cpi->source_diff_var + offset + boffset;
2468
2469         index = b_mi_row * mis + b_mi_col;
2470         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
2471         mi_8x8[index]->sb_type = BLOCK_16X16;
2472
2473         // TODO(yunqingwang): If d16[j].var is very large, use 8x8 partition
2474         // size to further improve quality.
2475       }
2476
2477       is_larger_better = (d16[0]->var < thr) && (d16[1]->var < thr) &&
2478                          (d16[2]->var < thr) && (d16[3]->var < thr);
2479
2480       // Use 32x32 partition
2481       if (is_larger_better) {
2482         use32x32 += 1;
2483
2484         for (j = 0; j < 4; j++) {
2485           d32[i].sse += d16[j]->sse;
2486           d32[i].sum += d16[j]->sum;
2487         }
2488
2489         d32[i].var =
2490             (unsigned int)(d32[i].sse -
2491                            (unsigned int)(((int64_t)d32[i].sum * d32[i].sum) >>
2492                                           10));
2493
2494         index = coord_lookup[i * 4].row * mis + coord_lookup[i * 4].col;
2495         mi_8x8[index] = mi_upper_left + index;
2496         mi_8x8[index]->sb_type = BLOCK_32X32;
2497       }
2498     }
2499
2500     if (use32x32 == 4) {
2501       thr <<= 1;
2502       is_larger_better = (d32[0].var < thr) && (d32[1].var < thr) &&
2503                          (d32[2].var < thr) && (d32[3].var < thr);
2504
2505       // Use 64x64 partition
2506       if (is_larger_better) {
2507         mi_8x8[0] = mi_upper_left;
2508         mi_8x8[0]->sb_type = BLOCK_64X64;
2509       }
2510     }
2511   } else {  // partial in-image SB64
2512     int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_16X16];
2513     int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_16X16];
2514     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw, row8x8_remaining,
2515                                  col8x8_remaining, BLOCK_16X16, mi_8x8);
2516   }
2517 }
2518
2519 static void update_state_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2520                             PICK_MODE_CONTEXT *ctx, int mi_row, int mi_col,
2521                             int bsize) {
2522   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2523   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2524   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2525   MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
2526   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
2527   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
2528   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[mi->sb_type];
2529   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[mi->sb_type];
2530   const int x_mis = VPXMIN(bw, cm->mi_cols - mi_col);
2531   const int y_mis = VPXMIN(bh, cm->mi_rows - mi_row);
2532
2533   *(xd->mi[0]) = ctx->mic;
2534   *(x->mbmi_ext) = ctx->mbmi_ext;
2535
2536   if (seg->enabled && (cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ || cpi->roi.enabled)) {
2537     // Setting segmentation map for cyclic_refresh.
2538     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
2539       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, mi, mi_row, mi_col, bsize,
2540                                         ctx->rate, ctx->dist, x->skip, p);
2541     } else {
2542       const uint8_t *const map =
2543           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
2544       mi->segment_id = get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
2545     }
2546     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
2547   }
2548
2549   if (is_inter_block(mi)) {
2550     vp9_update_mv_count(td);
2551     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
2552       const int pred_ctx = get_pred_context_switchable_interp(xd);
2553       ++td->counts->switchable_interp[pred_ctx][mi->interp_filter];
2554     }
2555
2556     if (mi->sb_type < BLOCK_8X8) {
2557       mi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
2558       mi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
2559     }
2560   }
2561
2562   if (cm->use_prev_frame_mvs || !cm->error_resilient_mode ||
2563       (cpi->svc.use_base_mv && cpi->svc.number_spatial_layers > 1 &&
2564        cpi->svc.spatial_layer_id != cpi->svc.number_spatial_layers - 1)) {
2565     MV_REF *const frame_mvs =
2566         cm->cur_frame->mvs + mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
2567     int w, h;
2568
2569     for (h = 0; h < y_mis; ++h) {
2570       MV_REF *const frame_mv = frame_mvs + h * cm->mi_cols;
2571       for (w = 0; w < x_mis; ++w) {
2572         MV_REF *const mv = frame_mv + w;
2573         mv->ref_frame[0] = mi->ref_frame[0];
2574         mv->ref_frame[1] = mi->ref_frame[1];
2575         mv->mv[0].as_int = mi->mv[0].as_int;
2576         mv->mv[1].as_int = mi->mv[1].as_int;
2577       }
2578     }
2579   }
2580
2581   x->skip = ctx->skip;
2582   x->skip_txfm[0] = (mi->segment_id || xd->lossless) ? 0 : ctx->skip_txfm[0];
2583 }
2584
2585 static void encode_b_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2586                         const TileInfo *const tile, TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
2587                         int mi_col, int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
2588                         PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2589   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2590   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, bsize);
2591   update_state_rt(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, bsize);
2592
2593   encode_superblock(cpi, td, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
2594   update_stats(&cpi->common, td);
2595
2596   (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
2597   (*tp)++;
2598 }
2599
2600 static void encode_sb_rt(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2601                          const TileInfo *const tile, TOKENEXTRA **tp,
2602                          int mi_row, int mi_col, int output_enabled,
2603                          BLOCK_SIZE bsize, PC_TREE *pc_tree) {
2604   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2605   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2606   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2607
2608   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
2609   int ctx;
2610   PARTITION_TYPE partition;
2611   BLOCK_SIZE subsize;
2612
2613   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
2614
2615   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2616     const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
2617     MODE_INFO **mi_8x8 = cm->mi_grid_visible + idx_str;
2618     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2619     subsize = mi_8x8[0]->sb_type;
2620   } else {
2621     ctx = 0;
2622     subsize = BLOCK_4X4;
2623   }
2624
2625   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
2626   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
2627     td->counts->partition[ctx][partition]++;
2628
2629   switch (partition) {
2630     case PARTITION_NONE:
2631       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2632                   &pc_tree->none);
2633       break;
2634     case PARTITION_VERT:
2635       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2636                   &pc_tree->vertical[0]);
2637       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
2638         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
2639                     subsize, &pc_tree->vertical[1]);
2640       }
2641       break;
2642     case PARTITION_HORZ:
2643       encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2644                   &pc_tree->horizontal[0]);
2645       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
2646         encode_b_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
2647                     subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
2648       }
2649       break;
2650     default:
2651       assert(partition == PARTITION_SPLIT);
2652       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2653       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
2654                    pc_tree->split[0]);
2655       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
2656                    subsize, pc_tree->split[1]);
2657       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
2658                    subsize, pc_tree->split[2]);
2659       encode_sb_rt(cpi, td, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs,
2660                    output_enabled, subsize, pc_tree->split[3]);
2661       break;
2662   }
2663
2664   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
2665     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
2666 }
2667
2668 #if !CONFIG_REALTIME_ONLY
2669 static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
2670                              TileDataEnc *tile_data, MODE_INFO **mi_8x8,
2671                              TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
2672                              BLOCK_SIZE bsize, int *rate, int64_t *dist,
2673                              int do_recon, PC_TREE *pc_tree) {
2674   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2675   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
2676   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
2677   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2678   const int mis = cm->mi_stride;
2679   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
2680   const int mi_step = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2681   const int bss = (1 << bsl) / 4;
2682   int i, pl;
2683   PARTITION_TYPE partition = PARTITION_NONE;
2684   BLOCK_SIZE subsize;
2685   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2686   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2687   RD_COST last_part_rdc, none_rdc, chosen_rdc;
2688   BLOCK_SIZE sub_subsize = BLOCK_4X4;
2689   int splits_below = 0;
2690   BLOCK_SIZE bs_type = mi_8x8[0]->sb_type;
2691   int do_partition_search = 1;
2692   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
2693
2694   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
2695
2696   assert(num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2697          num_4x4_blocks_high_lookup[bsize]);
2698
2699   vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2700   vp9_rd_cost_reset(&none_rdc);
2701   vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
2702
2703   partition = partition_lookup[bsl][bs_type];
2704   subsize = get_subsize(bsize, partition);
2705
2706   pc_tree->partitioning = partition;
2707   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2708
2709   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ) {
2710     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
2711     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
2712   }
2713
2714   if (do_partition_search &&
2715       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
2716       cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame) {
2717     // Check if any of the sub blocks are further split.
2718     if (partition == PARTITION_SPLIT && subsize > BLOCK_8X8) {
2719       sub_subsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
2720       splits_below = 1;
2721       for (i = 0; i < 4; i++) {
2722         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
2723         MODE_INFO *this_mi = mi_8x8[jj * bss * mis + ii * bss];
2724         if (this_mi && this_mi->sb_type >= sub_subsize) {
2725           splits_below = 0;
2726         }
2727       }
2728     }
2729
2730     // If partition is not none try none unless each of the 4 splits are split
2731     // even further..
2732     if (partition != PARTITION_NONE && !splits_below &&
2733         mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
2734         mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
2735       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2736       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &none_rdc, bsize, ctx,
2737                        INT_MAX, INT64_MAX);
2738
2739       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2740
2741       if (none_rdc.rate < INT_MAX) {
2742         none_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2743         none_rdc.rdcost =
2744             RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, none_rdc.rate, none_rdc.dist);
2745       }
2746
2747       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2748       mi_8x8[0]->sb_type = bs_type;
2749       pc_tree->partitioning = partition;
2750     }
2751   }
2752
2753   switch (partition) {
2754     case PARTITION_NONE:
2755       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc, bsize,
2756                        ctx, INT_MAX, INT64_MAX);
2757       break;
2758     case PARTITION_HORZ:
2759       pc_tree->horizontal[0].skip_ref_frame_mask = 0;
2760       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2761                        subsize, &pc_tree->horizontal[0], INT_MAX, INT64_MAX);
2762       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX && bsize >= BLOCK_8X8 &&
2763           mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows) {
2764         RD_COST tmp_rdc;
2765         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
2766         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
2767         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2768         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2769         pc_tree->horizontal[1].skip_ref_frame_mask = 0;
2770         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + (mi_step >> 1), mi_col,
2771                          &tmp_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1], INT_MAX,
2772                          INT64_MAX);
2773         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2774           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2775           break;
2776         }
2777         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2778         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2779         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
2780       }
2781       break;
2782     case PARTITION_VERT:
2783       pc_tree->vertical[0].skip_ref_frame_mask = 0;
2784       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2785                        subsize, &pc_tree->vertical[0], INT_MAX, INT64_MAX);
2786       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX && bsize >= BLOCK_8X8 &&
2787           mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
2788         RD_COST tmp_rdc;
2789         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->vertical[0];
2790         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
2791         update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2792         encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2793         pc_tree->vertical[bsize > BLOCK_8X8].skip_ref_frame_mask = 0;
2794         rd_pick_sb_modes(
2795             cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + (mi_step >> 1), &tmp_rdc,
2796             subsize, &pc_tree->vertical[bsize > BLOCK_8X8], INT_MAX, INT64_MAX);
2797         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2798           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2799           break;
2800         }
2801         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2802         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2803         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
2804       }
2805       break;
2806     default:
2807       assert(partition == PARTITION_SPLIT);
2808       if (bsize == BLOCK_8X8) {
2809         rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
2810                          subsize, pc_tree->leaf_split[0], INT_MAX, INT64_MAX);
2811         break;
2812       }
2813       last_part_rdc.rate = 0;
2814       last_part_rdc.dist = 0;
2815       last_part_rdc.rdcost = 0;
2816       for (i = 0; i < 4; i++) {
2817         int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
2818         int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
2819         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
2820         RD_COST tmp_rdc;
2821         if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
2822           continue;
2823
2824         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
2825         rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi_8x8 + jj * bss * mis + ii * bss,
2826                          tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize,
2827                          &tmp_rdc.rate, &tmp_rdc.dist, i != 3,
2828                          pc_tree->split[i]);
2829         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2830           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
2831           break;
2832         }
2833         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2834         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2835       }
2836       break;
2837   }
2838
2839   pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2840   if (last_part_rdc.rate < INT_MAX) {
2841     last_part_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][partition];
2842     last_part_rdc.rdcost =
2843         RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, last_part_rdc.rate, last_part_rdc.dist);
2844   }
2845
2846   if (do_partition_search && cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame &&
2847       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
2848       partition != PARTITION_SPLIT && bsize > BLOCK_8X8 &&
2849       (mi_row + mi_step < cm->mi_rows ||
2850        mi_row + (mi_step >> 1) == cm->mi_rows) &&
2851       (mi_col + mi_step < cm->mi_cols ||
2852        mi_col + (mi_step >> 1) == cm->mi_cols)) {
2853     BLOCK_SIZE split_subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2854     chosen_rdc.rate = 0;
2855     chosen_rdc.dist = 0;
2856     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2857     pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
2858
2859     // Split partition.
2860     for (i = 0; i < 4; i++) {
2861       int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
2862       int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
2863       RD_COST tmp_rdc;
2864       ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2865       PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2866
2867       if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
2868         continue;
2869
2870       save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2871       pc_tree->split[i]->partitioning = PARTITION_NONE;
2872       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2873                        &tmp_rdc, split_subsize, &pc_tree->split[i]->none,
2874                        INT_MAX, INT64_MAX);
2875
2876       restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2877
2878       if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
2879         vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
2880         break;
2881       }
2882
2883       chosen_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
2884       chosen_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
2885
2886       if (i != 3)
2887         encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, 0,
2888                   split_subsize, pc_tree->split[i]);
2889
2890       pl = partition_plane_context(xd, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2891                                    split_subsize);
2892       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2893     }
2894     pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2895     if (chosen_rdc.rate < INT_MAX) {
2896       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2897       chosen_rdc.rdcost =
2898           RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, chosen_rdc.rate, chosen_rdc.dist);
2899     }
2900   }
2901
2902   // If last_part is better set the partitioning to that.
2903   if (last_part_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
2904     mi_8x8[0]->sb_type = bsize;
2905     if (bsize >= BLOCK_8X8) pc_tree->partitioning = partition;
2906     chosen_rdc = last_part_rdc;
2907   }
2908   // If none was better set the partitioning to that.
2909   if (none_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
2910     if (bsize >= BLOCK_8X8) pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2911     chosen_rdc = none_rdc;
2912   }
2913
2914   restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2915
2916   // We must have chosen a partitioning and encoding or we'll fail later on.
2917   // No other opportunities for success.
2918   if (bsize == BLOCK_64X64)
2919     assert(chosen_rdc.rate < INT_MAX && chosen_rdc.dist < INT64_MAX);
2920
2921   if (do_recon) {
2922     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2923     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
2924               pc_tree);
2925   }
2926
2927   *rate = chosen_rdc.rate;
2928   *dist = chosen_rdc.dist;
2929 }
2930
2931 static const BLOCK_SIZE min_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
2932   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,  BLOCK_4X4, BLOCK_4X4,
2933   BLOCK_4X4,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,  BLOCK_8X8, BLOCK_16X16,
2934   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16
2935 };
2936
2937 static const BLOCK_SIZE max_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
2938   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_32X32,
2939   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
2940   BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64
2941 };
2942
2943 // Look at all the mode_info entries for blocks that are part of this
2944 // partition and find the min and max values for sb_type.
2945 // At the moment this is designed to work on a 64x64 SB but could be
2946 // adjusted to use a size parameter.
2947 //
2948 // The min and max are assumed to have been initialized prior to calling this
2949 // function so repeat calls can accumulate a min and max of more than one sb64.
2950 static void get_sb_partition_size_range(MACROBLOCKD *xd, MODE_INFO **mi_8x8,
2951                                         BLOCK_SIZE *min_block_size,
2952                                         BLOCK_SIZE *max_block_size,
2953                                         int bs_hist[BLOCK_SIZES]) {
2954   int sb_width_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
2955   int sb_height_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
2956   int i, j;
2957   int index = 0;
2958
2959   // Check the sb_type for each block that belongs to this region.
2960   for (i = 0; i < sb_height_in_blocks; ++i) {
2961     for (j = 0; j < sb_width_in_blocks; ++j) {
2962       MODE_INFO *mi = mi_8x8[index + j];
2963       BLOCK_SIZE sb_type = mi ? mi->sb_type : 0;
2964       bs_hist[sb_type]++;
2965       *min_block_size = VPXMIN(*min_block_size, sb_type);
2966       *max_block_size = VPXMAX(*max_block_size, sb_type);
2967     }
2968     index += xd->mi_stride;
2969   }
2970 }
2971
2972 // Next square block size less or equal than current block size.
2973 static const BLOCK_SIZE next_square_size[BLOCK_SIZES] = {
2974   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,
2975   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_32X32,
2976   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_64X64
2977 };
2978
2979 // Look at neighboring blocks and set a min and max partition size based on
2980 // what they chose.
2981 static void rd_auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2982                                     MACROBLOCKD *const xd, int mi_row,
2983                                     int mi_col, BLOCK_SIZE *min_block_size,
2984                                     BLOCK_SIZE *max_block_size) {
2985   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2986   MODE_INFO **mi = xd->mi;
2987   const int left_in_image = !!xd->left_mi;
2988   const int above_in_image = !!xd->above_mi;
2989   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
2990   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
2991   int bh, bw;
2992   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_4X4;
2993   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_64X64;
2994   int bs_hist[BLOCK_SIZES] = { 0 };
2995
2996   // Trap case where we do not have a prediction.
2997   if (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME) {
2998     // Default "min to max" and "max to min"
2999     min_size = BLOCK_64X64;
3000     max_size = BLOCK_4X4;
3001
3002     // NOTE: each call to get_sb_partition_size_range() uses the previous
3003     // passed in values for min and max as a starting point.
3004     // Find the min and max partition used in previous frame at this location
3005     if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
3006       MODE_INFO **prev_mi =
3007           &cm->prev_mi_grid_visible[mi_row * xd->mi_stride + mi_col];
3008       get_sb_partition_size_range(xd, prev_mi, &min_size, &max_size, bs_hist);
3009     }
3010     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64
3011     if (left_in_image) {
3012       MODE_INFO **left_sb64_mi = &mi[-MI_BLOCK_SIZE];
3013       get_sb_partition_size_range(xd, left_sb64_mi, &min_size, &max_size,
3014                                   bs_hist);
3015     }
3016     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
3017     if (above_in_image) {
3018       MODE_INFO **above_sb64_mi = &mi[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE];
3019       get_sb_partition_size_range(xd, above_sb64_mi, &min_size, &max_size,
3020                                   bs_hist);
3021     }
3022
3023     // Adjust observed min and max for "relaxed" auto partition case.
3024     if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size == RELAXED_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
3025       min_size = min_partition_size[min_size];
3026       max_size = max_partition_size[max_size];
3027     }
3028   }
3029
3030   // Check border cases where max and min from neighbors may not be legal.
3031   max_size = find_partition_size(max_size, row8x8_remaining, col8x8_remaining,
3032                                  &bh, &bw);
3033   // Test for blocks at the edge of the active image.
3034   // This may be the actual edge of the image or where there are formatting
3035   // bars.
3036   if (vp9_active_edge_sb(cpi, mi_row, mi_col)) {
3037     min_size = BLOCK_4X4;
3038   } else {
3039     min_size =
3040         VPXMIN(cpi->sf.rd_auto_partition_min_limit, VPXMIN(min_size, max_size));
3041   }
3042
3043   // When use_square_partition_only is true, make sure at least one square
3044   // partition is allowed by selecting the next smaller square size as
3045   // *min_block_size.
3046   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
3047       next_square_size[max_size] < min_size) {
3048     min_size = next_square_size[max_size];
3049   }
3050
3051   *min_block_size = min_size;
3052   *max_block_size = max_size;
3053 }
3054
3055 // TODO(jingning) refactor functions setting partition search range
3056 static void set_partition_range(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd, int mi_row,
3057                                 int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
3058                                 BLOCK_SIZE *min_bs, BLOCK_SIZE *max_bs) {
3059   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
3060   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
3061   int idx, idy;
3062
3063   MODE_INFO *mi;
3064   const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
3065   MODE_INFO **prev_mi = &cm->prev_mi_grid_visible[idx_str];
3066   BLOCK_SIZE bs, min_size, max_size;
3067
3068   min_size = BLOCK_64X64;
3069   max_size = BLOCK_4X4;
3070
3071   if (prev_mi) {
3072     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
3073       for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
3074         mi = prev_mi[idy * cm->mi_stride + idx];
3075         bs = mi ? mi->sb_type : bsize;
3076         min_size = VPXMIN(min_size, bs);
3077         max_size = VPXMAX(max_size, bs);
3078       }
3079     }
3080   }
3081
3082   if (xd->left_mi) {
3083     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
3084       mi = xd->mi[idy * cm->mi_stride - 1];
3085       bs = mi ? mi->sb_type : bsize;
3086       min_size = VPXMIN(min_size, bs);
3087       max_size = VPXMAX(max_size, bs);
3088     }
3089   }
3090
3091   if (xd->above_mi) {
3092     for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
3093       mi = xd->mi[idx - cm->mi_stride];
3094       bs = mi ? mi->sb_type : bsize;
3095       min_size = VPXMIN(min_size, bs);
3096       max_size = VPXMAX(max_size, bs);
3097     }
3098   }
3099
3100   if (min_size == max_size) {
3101     min_size = min_partition_size[min_size];
3102     max_size = max_partition_size[max_size];
3103   }
3104
3105   *min_bs = min_size;
3106   *max_bs = max_size;
3107 }
3108 #endif  // !CONFIG_REALTIME_ONLY
3109
3110 static INLINE void store_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
3111   memcpy(ctx->pred_mv, x->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
3112 }
3113
3114 static INLINE void load_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
3115   memcpy(x->pred_mv, ctx->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
3116 }
3117
3118 #if CONFIG_FP_MB_STATS
3119 const int num_16x16_blocks_wide_lookup[BLOCK_SIZES] = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
3120                                                         1, 2, 2, 2, 4, 4 };
3121 const int num_16x16_blocks_high_lookup[BLOCK_SIZES] = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
3122                                                         2, 1, 2, 4, 2, 4 };
3123 const int qindex_skip_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] = { 0,   10,  10, 30, 40,
3124                                                         40,  60,  80, 80, 90,
3125                                                         100, 100, 120 };
3126 const int qindex_split_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] = { 0,  3,  3,  7,  15,
3127                                                          15, 30, 40, 40, 60,
3128                                                          80, 80, 120 };
3129 const int complexity_16x16_blocks_threshold[BLOCK_SIZES] = { 1, 1, 1, 1, 1,
3130                                                              1, 1, 1, 1, 1,
3131                                                              4, 4, 6 };
3132
3133 typedef enum {
3134   MV_ZERO = 0,
3135   MV_LEFT = 1,
3136   MV_UP = 2,
3137   MV_RIGHT = 3,
3138   MV_DOWN = 4,
3139   MV_INVALID
3140 } MOTION_DIRECTION;
3141
3142 static INLINE MOTION_DIRECTION get_motion_direction_fp(uint8_t fp_byte) {
3143   if (fp_byte & FPMB_MOTION_ZERO_MASK) {
3144     return MV_ZERO;
3145   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_LEFT_MASK) {
3146     return MV_LEFT;
3147   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_RIGHT_MASK) {
3148     return MV_RIGHT;
3149   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_UP_MASK) {
3150     return MV_UP;
3151   } else {
3152     return MV_DOWN;
3153   }
3154 }
3155
3156 static INLINE int get_motion_inconsistency(MOTION_DIRECTION this_mv,
3157                                            MOTION_DIRECTION that_mv) {
3158   if (this_mv == that_mv) {
3159     return 0;
3160   } else {
3161     return abs(this_mv - that_mv) == 2 ? 2 : 1;
3162   }
3163 }
3164 #endif
3165
3166 // Calculate prediction based on the given input features and neural net config.
3167 // Assume there are no more than NN_MAX_NODES_PER_LAYER nodes in each hidden
3168 // layer.
3169 static void nn_predict(const float *features, const NN_CONFIG *nn_config,
3170                        float *output) {
3171   int num_input_nodes = nn_config->num_inputs;
3172   int buf_index = 0;
3173   float buf[2][NN_MAX_NODES_PER_LAYER];
3174   const float *input_nodes = features;
3175
3176   // Propagate hidden layers.
3177   const int num_layers = nn_config->num_hidden_layers;
3178   int layer, node, i;
3179   assert(num_layers <= NN_MAX_HIDDEN_LAYERS);
3180   for (layer = 0; layer < num_layers; ++layer) {
3181     const float *weights = nn_config->weights[layer];
3182     const float *bias = nn_config->bias[layer];
3183     float *output_nodes = buf[buf_index];
3184     const int num_output_nodes = nn_config->num_hidden_nodes[layer];
3185     assert(num_output_nodes < NN_MAX_NODES_PER_LAYER);
3186     for (node = 0; node < num_output_nodes; ++node) {
3187       float val = 0.0f;
3188       for (i = 0; i < num_input_nodes; ++i) val += weights[i] * input_nodes[i];
3189       val += bias[node];
3190       // ReLU as activation function.
3191       val = VPXMAX(val, 0.0f);
3192       output_nodes[node] = val;
3193       weights += num_input_nodes;
3194     }
3195     num_input_nodes = num_output_nodes;
3196     input_nodes = output_nodes;
3197     buf_index = 1 - buf_index;
3198   }
3199
3200   // Final output layer.
3201   {
3202     const float *weights = nn_config->weights[num_layers];
3203     for (node = 0; node < nn_config->num_outputs; ++node) {
3204       const float *bias = nn_config->bias[num_layers];
3205       float val = 0.0f;
3206       for (i = 0; i < num_input_nodes; ++i) val += weights[i] * input_nodes[i];
3207       output[node] = val + bias[node];
3208       weights += num_input_nodes;
3209     }
3210   }
3211 }
3212
3213 #if !CONFIG_REALTIME_ONLY
3214 #define FEATURES 7
3215 // Machine-learning based partition search early termination.
3216 // Return 1 to skip split and rect partitions.
3217 static int ml_pruning_partition(VP9_COMMON *const cm, MACROBLOCKD *const xd,
3218                                 PICK_MODE_CONTEXT *ctx, int mi_row, int mi_col,
3219                                 BLOCK_SIZE bsize) {
3220   const int mag_mv =
3221       abs(ctx->mic.mv[0].as_mv.col) + abs(ctx->mic.mv[0].as_mv.row);
3222   const int left_in_image = !!xd->left_mi;
3223   const int above_in_image = !!xd->above_mi;
3224   MODE_INFO **prev_mi =
3225       &cm->prev_mi_grid_visible[mi_col + cm->mi_stride * mi_row];
3226   int above_par = 0;  // above_partitioning
3227   int left_par = 0;   // left_partitioning
3228   int last_par = 0;   // last_partitioning
3229   int offset = 0;
3230   int i;
3231   BLOCK_SIZE context_size;
3232   const NN_CONFIG *nn_config = NULL;
3233   const float *mean, *sd, *linear_weights;
3234   float nn_score, linear_score;
3235   float features[FEATURES];
3236
3237   assert(b_width_log2_lookup[bsize] == b_height_log2_lookup[bsize]);
3238   vpx_clear_system_state();
3239
3240   switch (bsize) {
3241     case BLOCK_64X64:
3242       offset = 0;
3243       nn_config = &vp9_partition_nnconfig_64x64;
3244       break;
3245     case BLOCK_32X32:
3246       offset = 8;
3247       nn_config = &vp9_partition_nnconfig_32x32;
3248       break;
3249     case BLOCK_16X16:
3250       offset = 16;
3251       nn_config = &vp9_partition_nnconfig_16x16;
3252       break;
3253     default: assert(0 && "Unexpected block size."); return 0;
3254   }
3255
3256   if (above_in_image) {
3257     context_size = xd->above_mi->sb_type;
3258     if (context_size < bsize)
3259       above_par = 2;
3260     else if (context_size == bsize)
3261       above_par = 1;
3262   }
3263
3264   if (left_in_image) {
3265     context_size = xd->left_mi->sb_type;
3266     if (context_size < bsize)
3267       left_par = 2;
3268     else if (context_size == bsize)
3269       left_par = 1;
3270   }
3271
3272   if (prev_mi) {
3273     context_size = prev_mi[0]->sb_type;
3274     if (context_size < bsize)
3275       last_par = 2;
3276     else if (context_size == bsize)
3277       last_par = 1;
3278   }
3279
3280   mean = &vp9_partition_feature_mean[offset];
3281   sd = &vp9_partition_feature_std[offset];
3282   features[0] = ((float)ctx->rate - mean[0]) / sd[0];
3283   features[1] = ((float)ctx->dist - mean[1]) / sd[1];
3284   features[2] = ((float)mag_mv / 2 - mean[2]) * sd[2];
3285   features[3] = ((float)(left_par + above_par) / 2 - mean[3]) * sd[3];
3286   features[4] = ((float)ctx->sum_y_eobs - mean[4]) / sd[4];
3287   features[5] = ((float)cm->base_qindex - mean[5]) * sd[5];
3288   features[6] = ((float)last_par - mean[6]) * sd[6];
3289
3290   // Predict using linear model.
3291   linear_weights = &vp9_partition_linear_weights[offset];
3292   linear_score = linear_weights[FEATURES];
3293   for (i = 0; i < FEATURES; ++i)
3294     linear_score += linear_weights[i] * features[i];
3295   if (linear_score > 0.1f) return 0;
3296
3297   // Predict using neural net model.
3298   nn_predict(features, nn_config, &nn_score);
3299
3300   if (linear_score < -0.0f && nn_score < 0.1f) return 1;
3301   if (nn_score < -0.0f && linear_score < 0.1f) return 1;
3302   return 0;
3303 }
3304 #undef FEATURES
3305
3306 #define FEATURES 4
3307 // ML-based partition search breakout.
3308 static int ml_predict_breakout(VP9_COMP *const cpi, BLOCK_SIZE bsize,
3309                                const MACROBLOCK *const x,
3310                                const RD_COST *const rd_cost) {
3311   DECLARE_ALIGNED(16, static const uint8_t, vp9_64_zeros[64]) = { 0 };
3312   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3313   float features[FEATURES];
3314   const float *linear_weights = NULL;  // Linear model weights.
3315   float linear_score = 0.0f;
3316   const int qindex = cm->base_qindex;
3317   const int q_ctx = qindex >= 200 ? 0 : (qindex >= 150 ? 1 : 2);
3318   const int is_720p_or_larger = VPXMIN(cm->width, cm->height) >= 720;
3319   const int resolution_ctx = is_720p_or_larger ? 1 : 0;
3320
3321   switch (bsize) {
3322     case BLOCK_64X64:
3323       linear_weights = vp9_partition_breakout_weights_64[resolution_ctx][q_ctx];
3324       break;
3325     case BLOCK_32X32:
3326       linear_weights = vp9_partition_breakout_weights_32[resolution_ctx][q_ctx];
3327       break;
3328     case BLOCK_16X16:
3329       linear_weights = vp9_partition_breakout_weights_16[resolution_ctx][q_ctx];
3330       break;
3331     case BLOCK_8X8:
3332       linear_weights = vp9_partition_breakout_weights_8[resolution_ctx][q_ctx];
3333       break;
3334     default: assert(0 && "Unexpected block size."); return 0;
3335   }
3336   if (!linear_weights) return 0;
3337
3338   {  // Generate feature values.
3339 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3340     const int ac_q =
3341         vp9_ac_quant(cm->base_qindex, 0, cm->bit_depth) >> (x->e_mbd.bd - 8);
3342 #else
3343     const int ac_q = vp9_ac_quant(qindex, 0, cm->bit_depth);
3344 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3345     const int num_pels_log2 = num_pels_log2_lookup[bsize];
3346     int feature_index = 0;
3347     unsigned int var, sse;
3348     float rate_f, dist_f;
3349
3350 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3351     if (x->e_mbd.cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
3352       var =
3353           vp9_high_get_sby_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize, x->e_mbd.bd);
3354     } else {
3355       var = cpi->fn_ptr[bsize].vf(x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride,
3356                                   vp9_64_zeros, 0, &sse);
3357     }
3358 #else
3359     var = cpi->fn_ptr[bsize].vf(x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride,
3360                                 vp9_64_zeros, 0, &sse);
3361 #endif
3362     var = var >> num_pels_log2;
3363
3364     vpx_clear_system_state();
3365
3366     rate_f = (float)VPXMIN(rd_cost->rate, INT_MAX);
3367     dist_f = (float)(VPXMIN(rd_cost->dist, INT_MAX) >> num_pels_log2);
3368     rate_f =
3369         ((float)x->rdmult / 128.0f / 512.0f / (float)(1 << num_pels_log2)) *
3370         rate_f;
3371
3372     features[feature_index++] = rate_f;
3373     features[feature_index++] = dist_f;
3374     features[feature_index++] = (float)var;
3375     features[feature_index++] = (float)ac_q;
3376     assert(feature_index == FEATURES);
3377   }
3378
3379   {  // Calculate the output score.
3380     int i;
3381     linear_score = linear_weights[FEATURES];
3382     for (i = 0; i < FEATURES; ++i)
3383       linear_score += linear_weights[i] * features[i];
3384   }
3385
3386   return linear_score >= cpi->sf.rd_ml_partition.search_breakout_thresh[q_ctx];
3387 }
3388 #undef FEATURES
3389
3390 #define FEATURES 8
3391 #define LABELS 4
3392 static void ml_prune_rect_partition(VP9_COMP *const cpi, MACROBLOCK *const x,
3393                                     BLOCK_SIZE bsize,
3394                                     const PC_TREE *const pc_tree,
3395                                     int *allow_horz, int *allow_vert,
3396                                     int64_t ref_rd) {
3397   const NN_CONFIG *nn_config = NULL;
3398   float score[LABELS] = {
3399     0.0f,
3400   };
3401   int thresh = -1;
3402   int i;
3403   (void)x;
3404
3405   if (ref_rd <= 0 || ref_rd > 1000000000) return;
3406
3407   switch (bsize) {
3408     case BLOCK_8X8: break;
3409     case BLOCK_16X16:
3410       nn_config = &vp9_rect_part_nnconfig_16;
3411       thresh = cpi->sf.rd_ml_partition.prune_rect_thresh[1];
3412       break;
3413     case BLOCK_32X32:
3414       nn_config = &vp9_rect_part_nnconfig_32;
3415       thresh = cpi->sf.rd_ml_partition.prune_rect_thresh[2];
3416       break;
3417     case BLOCK_64X64:
3418       nn_config = &vp9_rect_part_nnconfig_64;
3419       thresh = cpi->sf.rd_ml_partition.prune_rect_thresh[3];
3420       break;
3421     default: assert(0 && "Unexpected block size."); return;
3422   }
3423   if (!nn_config || thresh < 0) return;
3424
3425   // Feature extraction and model score calculation.
3426   {
3427     const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3428 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3429     const int dc_q =
3430         vp9_dc_quant(cm->base_qindex, 0, cm->bit_depth) >> (x->e_mbd.bd - 8);
3431 #else
3432     const int dc_q = vp9_dc_quant(cm->base_qindex, 0, cm->bit_depth);
3433 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3434     const int bs = 4 * num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
3435     int feature_index = 0;
3436     float features[FEATURES];
3437
3438     features[feature_index++] = logf((float)dc_q + 1.0f);
3439     features[feature_index++] =
3440         (float)(pc_tree->partitioning == PARTITION_NONE);
3441     features[feature_index++] = logf((float)ref_rd / bs / bs + 1.0f);
3442
3443     {
3444       const float norm_factor = 1.0f / ((float)ref_rd + 1.0f);
3445       const int64_t none_rdcost = pc_tree->none.rdcost;
3446       float rd_ratio = 2.0f;
3447       if (none_rdcost > 0 && none_rdcost < 1000000000)
3448         rd_ratio = (float)none_rdcost * norm_factor;
3449       features[feature_index++] = VPXMIN(rd_ratio, 2.0f);
3450
3451       for (i = 0; i < 4; ++i) {
3452         const int64_t this_rd = pc_tree->split[i]->none.rdcost;
3453         const int rd_valid = this_rd > 0 && this_rd < 1000000000;
3454         // Ratio between sub-block RD and whole block RD.
3455         features[feature_index++] =
3456             rd_valid ? (float)this_rd * norm_factor : 1.0f;
3457       }
3458     }
3459
3460     assert(feature_index == FEATURES);
3461     nn_predict(features, nn_config, score);
3462   }
3463
3464   // Make decisions based on the model score.
3465   {
3466     int max_score = -1000;
3467     int horz = 0, vert = 0;
3468     int int_score[LABELS];
3469     for (i = 0; i < LABELS; ++i) {
3470       int_score[i] = (int)(100 * score[i]);
3471       max_score = VPXMAX(int_score[i], max_score);
3472     }
3473     thresh = max_score - thresh;
3474     for (i = 0; i < LABELS; ++i) {
3475       if (int_score[i] >= thresh) {
3476         if ((i >> 0) & 1) horz = 1;
3477         if ((i >> 1) & 1) vert = 1;
3478       }
3479     }
3480     *allow_horz = *allow_horz && horz;
3481     *allow_vert = *allow_vert && vert;
3482   }
3483 }
3484 #undef FEATURES
3485 #undef LABELS
3486
3487 // Perform fast and coarse motion search for the given block. This is a
3488 // pre-processing step for the ML based partition search speedup.
3489 static void simple_motion_search(const VP9_COMP *const cpi, MACROBLOCK *const x,
3490                                  BLOCK_SIZE bsize, int mi_row, int mi_col,
3491                                  MV ref_mv, MV_REFERENCE_FRAME ref,
3492                                  uint8_t *const pred_buf) {
3493   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3494   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3495   MODE_INFO *const mi = xd->mi[0];
3496   const YV12_BUFFER_CONFIG *const yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, ref);
3497   const int step_param = 1;
3498   const MvLimits tmp_mv_limits = x->mv_limits;
3499   const SEARCH_METHODS search_method = NSTEP;
3500   const int sadpb = x->sadperbit16;
3501   MV ref_mv_full = { ref_mv.row >> 3, ref_mv.col >> 3 };
3502   MV best_mv = { 0, 0 };
3503   int cost_list[5];
3504
3505   assert(yv12 != NULL);
3506   if (!yv12) return;
3507   vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
3508                        &cm->frame_refs[ref - 1].sf);
3509   mi->ref_frame[0] = ref;
3510   mi->ref_frame[1] = NONE;
3511   mi->sb_type = bsize;
3512   vp9_set_mv_search_range(&x->mv_limits, &ref_mv);
3513   vp9_full_pixel_search(cpi, x, bsize, &ref_mv_full, step_param, search_method,
3514                         sadpb, cond_cost_list(cpi, cost_list), &ref_mv,
3515                         &best_mv, 0, 0);
3516   best_mv.row *= 8;
3517   best_mv.col *= 8;
3518   x->mv_limits = tmp_mv_limits;
3519   mi->mv[0].as_mv = best_mv;
3520
3521   set_ref_ptrs(cm, xd, mi->ref_frame[0], mi->ref_frame[1]);
3522   xd->plane[0].dst.buf = pred_buf;
3523   xd->plane[0].dst.stride = 64;
3524   vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col, bsize);
3525 }
3526
3527 // Use a neural net model to prune partition-none and partition-split search.
3528 // Features used: QP; spatial block size contexts; variance of prediction
3529 // residue after simple_motion_search.
3530 #define FEATURES 12
3531 static void ml_predict_var_rd_paritioning(const VP9_COMP *const cpi,
3532                                           MACROBLOCK *const x,
3533                                           PC_TREE *const pc_tree,
3534                                           BLOCK_SIZE bsize, int mi_row,
3535                                           int mi_col, int *none, int *split) {
3536   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3537   const NN_CONFIG *nn_config = NULL;
3538 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3539   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
3540   DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, pred_buffer[64 * 64 * 2]);
3541   uint8_t *const pred_buf = (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH)
3542                                 ? (CONVERT_TO_BYTEPTR(pred_buffer))
3543                                 : pred_buffer;
3544 #else
3545   DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, pred_buffer[64 * 64]);
3546   uint8_t *const pred_buf = pred_buffer;
3547 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3548   const int speed = cpi->oxcf.speed;
3549   float thresh = 0.0f;
3550
3551   switch (bsize) {
3552     case BLOCK_64X64:
3553       nn_config = &vp9_part_split_nnconfig_64;
3554       thresh = speed > 0 ? 2.8f : 3.0f;
3555       break;
3556     case BLOCK_32X32:
3557       nn_config = &vp9_part_split_nnconfig_32;
3558       thresh = speed > 0 ? 3.5f : 3.0f;
3559       break;
3560     case BLOCK_16X16:
3561       nn_config = &vp9_part_split_nnconfig_16;
3562       thresh = speed > 0 ? 3.8f : 4.0f;
3563       break;
3564     case BLOCK_8X8:
3565       nn_config = &vp9_part_split_nnconfig_8;
3566       if (cm->width >= 720 && cm->height >= 720)
3567         thresh = speed > 0 ? 2.5f : 2.0f;
3568       else
3569         thresh = speed > 0 ? 3.8f : 2.0f;
3570       break;
3571     default: assert(0 && "Unexpected block size."); return;
3572   }
3573
3574   if (!nn_config) return;
3575
3576   // Do a simple single motion search to find a prediction for current block.
3577   // The variance of the residue will be used as input features.
3578   {
3579     MV ref_mv;
3580     const MV_REFERENCE_FRAME ref =
3581         cpi->rc.is_src_frame_alt_ref ? ALTREF_FRAME : LAST_FRAME;
3582     // If bsize is 64x64, use zero MV as reference; otherwise, use MV result
3583     // of previous(larger) block as reference.
3584     if (bsize == BLOCK_64X64)
3585       ref_mv.row = ref_mv.col = 0;
3586     else
3587       ref_mv = pc_tree->mv;
3588     vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
3589     simple_motion_search(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, ref_mv, ref, pred_buf);
3590     pc_tree->mv = x->e_mbd.mi[0]->mv[0].as_mv;
3591   }
3592
3593   vpx_clear_system_state();
3594
3595   {
3596     float features[FEATURES] = { 0.0f };
3597 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3598     const int dc_q =
3599         vp9_dc_quant(cm->base_qindex, 0, cm->bit_depth) >> (xd->bd - 8);
3600 #else
3601     const int dc_q = vp9_dc_quant(cm->base_qindex, 0, cm->bit_depth);
3602 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3603     int feature_idx = 0;
3604     float score;
3605
3606     // Generate model input features.
3607     features[feature_idx++] = logf((float)dc_q + 1.0f);
3608
3609     // Get the variance of the residue as input features.
3610     {
3611       const int bs = 4 * num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
3612       const BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3613       const uint8_t *pred = pred_buf;
3614       const uint8_t *src = x->plane[0].src.buf;
3615       const int src_stride = x->plane[0].src.stride;
3616       const int pred_stride = 64;
3617       unsigned int sse;
3618       // Variance of whole block.
3619       const unsigned int var =
3620           cpi->fn_ptr[bsize].vf(src, src_stride, pred, pred_stride, &sse);
3621       const float factor = (var == 0) ? 1.0f : (1.0f / (float)var);
3622       const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3623       const int has_above = !!xd->above_mi;
3624       const int has_left = !!xd->left_mi;
3625       const BLOCK_SIZE above_bsize = has_above ? xd->above_mi->sb_type : bsize;
3626       const BLOCK_SIZE left_bsize = has_left ? xd->left_mi->sb_type : bsize;
3627       int i;
3628
3629       features[feature_idx++] = (float)has_above;
3630       features[feature_idx++] = (float)b_width_log2_lookup[above_bsize];
3631       features[feature_idx++] = (float)b_height_log2_lookup[above_bsize];
3632       features[feature_idx++] = (float)has_left;
3633       features[feature_idx++] = (float)b_width_log2_lookup[left_bsize];
3634       features[feature_idx++] = (float)b_height_log2_lookup[left_bsize];
3635       features[feature_idx++] = logf((float)var + 1.0f);
3636       for (i = 0; i < 4; ++i) {
3637         const int x_idx = (i & 1) * bs / 2;
3638         const int y_idx = (i >> 1) * bs / 2;
3639         const int src_offset = y_idx * src_stride + x_idx;
3640         const int pred_offset = y_idx * pred_stride + x_idx;
3641         // Variance of quarter block.
3642         const unsigned int sub_var =
3643             cpi->fn_ptr[subsize].vf(src + src_offset, src_stride,
3644                                     pred + pred_offset, pred_stride, &sse);
3645         const float var_ratio = (var == 0) ? 1.0f : factor * (float)sub_var;
3646         features[feature_idx++] = var_ratio;
3647       }
3648     }
3649     assert(feature_idx == FEATURES);
3650
3651     // Feed the features into the model to get the confidence score.
3652     nn_predict(features, nn_config, &score);
3653
3654     // Higher score means that the model has higher confidence that the split
3655     // partition is better than the non-split partition. So if the score is
3656     // high enough, we skip the none-split partition search; if the score is
3657     // low enough, we skip the split partition search.
3658     if (score > thresh) *none = 0;
3659     if (score < -thresh) *split = 0;
3660   }
3661 }
3662 #undef FEATURES
3663 #endif  // !CONFIG_REALTIME_ONLY
3664
3665 static double log_wiener_var(int64_t wiener_variance) {
3666   return log(1.0 + wiener_variance) / log(2.0);
3667 }
3668
3669 static void build_kmeans_segmentation(VP9_COMP *cpi) {
3670   VP9_COMMON *cm = &cpi->common;
3671   BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
3672   KMEANS_DATA *kmeans_data;
3673
3674   vp9_disable_segmentation(&cm->seg);
3675   if (cm->show_frame) {
3676     int mi_row, mi_col;
3677     cpi->kmeans_data_size = 0;
3678     cpi->kmeans_ctr_num = 8;
3679
3680     for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; mi_row += MI_BLOCK_SIZE) {
3681       for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
3682         int mb_row_start = mi_row >> 1;
3683         int mb_col_start = mi_col >> 1;
3684         int mb_row_end = VPXMIN(
3685             (mi_row + num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]) >> 1, cm->mb_rows);
3686         int mb_col_end = VPXMIN(
3687             (mi_col + num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize]) >> 1, cm->mb_cols);
3688         int row, col;
3689         int64_t wiener_variance = 0;
3690
3691         for (row = mb_row_start; row < mb_row_end; ++row)
3692           for (col = mb_col_start; col < mb_col_end; ++col)
3693             wiener_variance += cpi->mb_wiener_variance[row * cm->mb_cols + col];
3694
3695         wiener_variance /=
3696             (mb_row_end - mb_row_start) * (mb_col_end - mb_col_start);
3697
3698 #if CONFIG_MULTITHREAD
3699         pthread_mutex_lock(&cpi->kmeans_mutex);
3700 #endif  // CONFIG_MULTITHREAD
3701
3702         kmeans_data = &cpi->kmeans_data_arr[cpi->kmeans_data_size++];
3703         kmeans_data->value = log_wiener_var(wiener_variance);
3704         kmeans_data->pos = mi_row * cpi->kmeans_data_stride + mi_col;
3705 #if CONFIG_MULTITHREAD
3706         pthread_mutex_unlock(&cpi->kmeans_mutex);
3707 #endif  // CONFIG_MULTITHREAD
3708       }
3709     }
3710
3711     vp9_kmeans(cpi->kmeans_ctr_ls, cpi->kmeans_boundary_ls,
3712                cpi->kmeans_count_ls, cpi->kmeans_ctr_num, cpi->kmeans_data_arr,
3713                cpi->kmeans_data_size);
3714
3715     vp9_perceptual_aq_mode_setup(cpi, &cm->seg);
3716   }
3717 }
3718
3719 #if !CONFIG_REALTIME_ONLY
3720 static int wiener_var_segment(VP9_COMP *cpi, BLOCK_SIZE bsize, int mi_row,
3721                               int mi_col) {
3722   VP9_COMMON *cm = &cpi->common;
3723   int mb_row_start = mi_row >> 1;
3724   int mb_col_start = mi_col >> 1;
3725   int mb_row_end =
3726       VPXMIN((mi_row + num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]) >> 1, cm->mb_rows);
3727   int mb_col_end =
3728       VPXMIN((mi_col + num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize]) >> 1, cm->mb_cols);
3729   int row, col, idx;
3730   int64_t wiener_variance = 0;
3731   int segment_id;
3732   int8_t seg_hist[MAX_SEGMENTS] = { 0 };
3733   int8_t max_count = 0, max_index = -1;
3734
3735   vpx_clear_system_state();
3736
3737   assert(cpi->norm_wiener_variance > 0);
3738
3739   for (row = mb_row_start; row < mb_row_end; ++row) {
3740     for (col = mb_col_start; col < mb_col_end; ++col) {
3741       wiener_variance = cpi->mb_wiener_variance[row * cm->mb_cols + col];
3742       segment_id =
3743           vp9_get_group_idx(log_wiener_var(wiener_variance),
3744                             cpi->kmeans_boundary_ls, cpi->kmeans_ctr_num);
3745       ++seg_hist[segment_id];
3746     }
3747   }
3748
3749   for (idx = 0; idx < cpi->kmeans_ctr_num; ++idx) {
3750     if (seg_hist[idx] > max_count) {
3751       max_count = seg_hist[idx];
3752       max_index = idx;
3753     }
3754   }
3755
3756   assert(max_index >= 0);
3757   segment_id = max_index;
3758
3759   return segment_id;
3760 }
3761
3762 static int get_rdmult_delta(VP9_COMP *cpi, BLOCK_SIZE bsize, int mi_row,
3763                             int mi_col, int orig_rdmult) {
3764   const int gf_group_index = cpi->twopass.gf_group.index;
3765   TplDepFrame *tpl_frame = &cpi->tpl_stats[gf_group_index];
3766   TplDepStats *tpl_stats = tpl_frame->tpl_stats_ptr;
3767   int tpl_stride = tpl_frame->stride;
3768   int64_t intra_cost = 0;
3769   int64_t mc_dep_cost = 0;
3770   int mi_wide = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
3771   int mi_high = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
3772   int row, col;
3773
3774   int dr = 0;
3775   int count = 0;
3776   double r0, rk, beta;
3777
3778   if (tpl_frame->is_valid == 0) return orig_rdmult;
3779
3780   if (cpi->twopass.gf_group.layer_depth[gf_group_index] > 1) return orig_rdmult;
3781
3782   if (gf_group_index >= MAX_ARF_GOP_SIZE) return orig_rdmult;
3783
3784   for (row = mi_row; row < mi_row + mi_high; ++row) {
3785     for (col = mi_col; col < mi_col + mi_wide; ++col) {
3786       TplDepStats *this_stats = &tpl_stats[row * tpl_stride + col];
3787
3788       if (row >= cpi->common.mi_rows || col >= cpi->common.mi_cols) continue;
3789
3790       intra_cost += this_stats->intra_cost;
3791       mc_dep_cost += this_stats->mc_dep_cost;
3792
3793       ++count;
3794     }
3795   }
3796
3797   vpx_clear_system_state();
3798
3799   r0 = cpi->rd.r0;
3800   rk = (double)intra_cost / mc_dep_cost;
3801   beta = r0 / rk;
3802   dr = vp9_get_adaptive_rdmult(cpi, beta);
3803
3804   dr = VPXMIN(dr, orig_rdmult * 3 / 2);
3805   dr = VPXMAX(dr, orig_rdmult * 1 / 2);
3806
3807   dr = VPXMAX(1, dr);
3808
3809   return dr;
3810 }
3811 #endif  // !CONFIG_REALTIME_ONLY
3812
3813 #if CONFIG_RATE_CTRL
3814 static void assign_partition_info(
3815     const int row_start_4x4, const int col_start_4x4, const int block_width_4x4,
3816     const int block_height_4x4, const int num_unit_rows,
3817     const int num_unit_cols, PARTITION_INFO *partition_info) {
3818   int i, j;
3819   for (i = 0; i < block_height_4x4; ++i) {
3820     for (j = 0; j < block_width_4x4; ++j) {
3821       const int row_4x4 = row_start_4x4 + i;
3822       const int col_4x4 = col_start_4x4 + j;
3823       const int unit_index = row_4x4 * num_unit_cols + col_4x4;
3824       if (row_4x4 >= num_unit_rows || col_4x4 >= num_unit_cols) continue;
3825       partition_info[unit_index].row = row_4x4 << 2;
3826       partition_info[unit_index].column = col_4x4 << 2;
3827       partition_info[unit_index].row_start = row_start_4x4 << 2;
3828       partition_info[unit_index].column_start = col_start_4x4 << 2;
3829       partition_info[unit_index].width = block_width_4x4 << 2;
3830       partition_info[unit_index].height = block_height_4x4 << 2;
3831     }
3832   }
3833 }
3834
3835 static void assign_motion_vector_info(const int block_width_4x4,
3836                                       const int block_height_4x4,
3837                                       const int row_start_4x4,
3838                                       const int col_start_4x4,
3839                                       const int num_unit_rows,
3840                                       const int num_unit_cols, MV *source_mv[2],
3841                                       MV_REFERENCE_FRAME source_ref_frame[2],
3842                                       MOTION_VECTOR_INFO *motion_vector_info) {
3843   int i, j;
3844   for (i = 0; i < block_height_4x4; ++i) {
3845     for (j = 0; j < block_width_4x4; ++j) {
3846       const int row_4x4 = row_start_4x4 + i;
3847       const int col_4x4 = col_start_4x4 + j;
3848       const int unit_index = row_4x4 * num_unit_cols + col_4x4;
3849       if (row_4x4 >= num_unit_rows || col_4x4 >= num_unit_cols) continue;
3850       if (source_ref_frame[1] == NONE) {
3851         assert(source_mv[1]->row == 0 && source_mv[1]->col == 0);
3852       }
3853       motion_vector_info[unit_index].ref_frame[0] = source_ref_frame[0];
3854       motion_vector_info[unit_index].ref_frame[1] = source_ref_frame[1];
3855       motion_vector_info[unit_index].mv[0].as_mv.row = source_mv[0]->row;
3856       motion_vector_info[unit_index].mv[0].as_mv.col = source_mv[0]->col;
3857       motion_vector_info[unit_index].mv[1].as_mv.row = source_mv[1]->row;
3858       motion_vector_info[unit_index].mv[1].as_mv.col = source_mv[1]->col;
3859     }
3860   }
3861 }
3862
3863 static void store_superblock_info(
3864     const PC_TREE *const pc_tree, MODE_INFO **mi_grid_visible,
3865     const int mi_stride, const int square_size_4x4, const int num_unit_rows,
3866     const int num_unit_cols, const int row_start_4x4, const int col_start_4x4,
3867     PARTITION_INFO *partition_info, MOTION_VECTOR_INFO *motion_vector_info) {
3868   const int subblock_square_size_4x4 = square_size_4x4 >> 1;
3869   if (row_start_4x4 >= num_unit_rows || col_start_4x4 >= num_unit_cols) return;
3870   assert(pc_tree->partitioning != PARTITION_INVALID);
3871   // End node, no split.
3872   if (pc_tree->partitioning == PARTITION_NONE ||
3873       pc_tree->partitioning == PARTITION_HORZ ||
3874       pc_tree->partitioning == PARTITION_VERT || square_size_4x4 == 1) {
3875     const int mi_row = row_start_4x4 >> 1;
3876     const int mi_col = col_start_4x4 >> 1;
3877     const int mi_idx = mi_stride * mi_row + mi_col;
3878     MODE_INFO **mi = mi_grid_visible + mi_idx;
3879     MV *source_mv[2];
3880     MV_REFERENCE_FRAME source_ref_frame[2];
3881
3882     // partition info
3883     const int block_width_4x4 = (pc_tree->partitioning == PARTITION_VERT)
3884                                     ? square_size_4x4 >> 1
3885                                     : square_size_4x4;
3886     const int block_height_4x4 = (pc_tree->partitioning == PARTITION_HORZ)
3887                                      ? square_size_4x4 >> 1
3888                                      : square_size_4x4;
3889     assign_partition_info(row_start_4x4, col_start_4x4, block_width_4x4,
3890                           block_height_4x4, num_unit_rows, num_unit_cols,
3891                           partition_info);
3892     if (pc_tree->partitioning == PARTITION_VERT) {
3893       assign_partition_info(row_start_4x4, col_start_4x4 + block_width_4x4,
3894                             block_width_4x4, block_height_4x4, num_unit_rows,
3895                             num_unit_cols, partition_info);
3896     } else if (pc_tree->partitioning == PARTITION_HORZ) {
3897       assign_partition_info(row_start_4x4 + block_height_4x4, col_start_4x4,
3898                             block_width_4x4, block_height_4x4, num_unit_rows,
3899                             num_unit_cols, partition_info);
3900     }
3901
3902     // motion vector info
3903     if (pc_tree->partitioning == PARTITION_HORZ) {
3904       int is_valid_second_rectangle = 0;
3905       assert(square_size_4x4 > 1);
3906       // First rectangle.
3907       source_ref_frame[0] = mi[0]->ref_frame[0];
3908       source_ref_frame[1] = mi[0]->ref_frame[1];
3909       source_mv[0] = &mi[0]->mv[0].as_mv;
3910       source_mv[1] = &mi[0]->mv[1].as_mv;
3911       assign_motion_vector_info(block_width_4x4, block_height_4x4,
3912                                 row_start_4x4, col_start_4x4, num_unit_rows,
3913                                 num_unit_cols, source_mv, source_ref_frame,
3914                                 motion_vector_info);
3915       // Second rectangle.
3916       if (square_size_4x4 == 2) {
3917         is_valid_second_rectangle = 1;
3918         source_ref_frame[0] = mi[0]->ref_frame[0];
3919         source_ref_frame[1] = mi[0]->ref_frame[1];
3920         source_mv[0] = &mi[0]->bmi[2].as_mv[0].as_mv;
3921         source_mv[1] = &mi[0]->bmi[2].as_mv[1].as_mv;
3922       } else {
3923         const int mi_row_2 = mi_row + (block_height_4x4 >> 1);
3924         const int mi_col_2 = mi_col;
3925         if (mi_row_2 * 2 < num_unit_rows && mi_col_2 * 2 < num_unit_cols) {
3926           const int mi_idx_2 = mi_stride * mi_row_2 + mi_col_2;
3927           is_valid_second_rectangle = 1;
3928           mi = mi_grid_visible + mi_idx_2;
3929           source_ref_frame[0] = mi[0]->ref_frame[0];
3930           source_ref_frame[1] = mi[0]->ref_frame[1];
3931           source_mv[0] = &mi[0]->mv[0].as_mv;
3932           source_mv[1] = &mi[0]->mv[1].as_mv;
3933         }
3934       }
3935       if (is_valid_second_rectangle) {
3936         assign_motion_vector_info(
3937             block_width_4x4, block_height_4x4, row_start_4x4 + block_height_4x4,
3938             col_start_4x4, num_unit_rows, num_unit_cols, source_mv,
3939             source_ref_frame, motion_vector_info);
3940       }
3941     } else if (pc_tree->partitioning == PARTITION_VERT) {
3942       int is_valid_second_rectangle = 0;
3943       assert(square_size_4x4 > 1);
3944       // First rectangle.
3945       source_ref_frame[0] = mi[0]->ref_frame[0];
3946       source_ref_frame[1] = mi[0]->ref_frame[1];
3947       source_mv[0] = &mi[0]->mv[0].as_mv;
3948       source_mv[1] = &mi[0]->mv[1].as_mv;
3949       assign_motion_vector_info(block_width_4x4, block_height_4x4,
3950                                 row_start_4x4, col_start_4x4, num_unit_rows,
3951                                 num_unit_cols, source_mv, source_ref_frame,
3952                                 motion_vector_info);
3953       // Second rectangle.
3954       if (square_size_4x4 == 2) {
3955         is_valid_second_rectangle = 1;
3956         source_ref_frame[0] = mi[0]->ref_frame[0];
3957         source_ref_frame[1] = mi[0]->ref_frame[1];
3958         source_mv[0] = &mi[0]->bmi[1].as_mv[0].as_mv;
3959         source_mv[1] = &mi[0]->bmi[1].as_mv[1].as_mv;
3960       } else {
3961         const int mi_row_2 = mi_row;
3962         const int mi_col_2 = mi_col + (block_width_4x4 >> 1);
3963         if (mi_row_2 * 2 < num_unit_rows && mi_col_2 * 2 < num_unit_cols) {
3964           const int mi_idx_2 = mi_stride * mi_row_2 + mi_col_2;
3965           is_valid_second_rectangle = 1;
3966           mi = mi_grid_visible + mi_idx_2;
3967           source_ref_frame[0] = mi[0]->ref_frame[0];
3968           source_ref_frame[1] = mi[0]->ref_frame[1];
3969           source_mv[0] = &mi[0]->mv[0].as_mv;
3970           source_mv[1] = &mi[0]->mv[1].as_mv;
3971         }
3972       }
3973       if (is_valid_second_rectangle) {
3974         assign_motion_vector_info(
3975             block_width_4x4, block_height_4x4, row_start_4x4,
3976             col_start_4x4 + block_width_4x4, num_unit_rows, num_unit_cols,
3977             source_mv, source_ref_frame, motion_vector_info);
3978       }
3979     } else {
3980       assert(pc_tree->partitioning == PARTITION_NONE || square_size_4x4 == 1);
3981       source_ref_frame[0] = mi[0]->ref_frame[0];
3982       source_ref_frame[1] = mi[0]->ref_frame[1];
3983       if (square_size_4x4 == 1) {
3984         const int sub8x8_row = row_start_4x4 % 2;
3985         const int sub8x8_col = col_start_4x4 % 2;
3986         const int sub8x8_idx = sub8x8_row * 2 + sub8x8_col;
3987         source_mv[0] = &mi[0]->bmi[sub8x8_idx].as_mv[0].as_mv;
3988         source_mv[1] = &mi[0]->bmi[sub8x8_idx].as_mv[1].as_mv;
3989       } else {
3990         source_mv[0] = &mi[0]->mv[0].as_mv;
3991         source_mv[1] = &mi[0]->mv[1].as_mv;
3992       }
3993       assign_motion_vector_info(block_width_4x4, block_height_4x4,
3994                                 row_start_4x4, col_start_4x4, num_unit_rows,
3995                                 num_unit_cols, source_mv, source_ref_frame,
3996                                 motion_vector_info);
3997     }
3998
3999     return;
4000   }
4001   // recursively traverse partition tree when partition is split.
4002   assert(pc_tree->partitioning == PARTITION_SPLIT);
4003   store_superblock_info(pc_tree->split[0], mi_grid_visible, mi_stride,
4004                         subblock_square_size_4x4, num_unit_rows, num_unit_cols,
4005                         row_start_4x4, col_start_4x4, partition_info,
4006                         motion_vector_info);
4007   store_superblock_info(pc_tree->split[1], mi_grid_visible, mi_stride,
4008                         subblock_square_size_4x4, num_unit_rows, num_unit_cols,
4009                         row_start_4x4, col_start_4x4 + subblock_square_size_4x4,
4010                         partition_info, motion_vector_info);
4011   store_superblock_info(pc_tree->split[2], mi_grid_visible, mi_stride,
4012                         subblock_square_size_4x4, num_unit_rows, num_unit_cols,
4013                         row_start_4x4 + subblock_square_size_4x4, col_start_4x4,
4014                         partition_info, motion_vector_info);
4015   store_superblock_info(pc_tree->split[3], mi_grid_visible, mi_stride,
4016                         subblock_square_size_4x4, num_unit_rows, num_unit_cols,
4017                         row_start_4x4 + subblock_square_size_4x4,
4018                         col_start_4x4 + subblock_square_size_4x4,
4019                         partition_info, motion_vector_info);
4020 }
4021 #endif  // CONFIG_RATE_CTRL
4022
4023 #if !CONFIG_REALTIME_ONLY
4024 // TODO(jingning,jimbankoski,rbultje): properly skip partition types that are
4025 // unlikely to be selected depending on previous rate-distortion optimization
4026 // results, for encoding speed-up.
4027 static int rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
4028                              TileDataEnc *tile_data, TOKENEXTRA **tp,
4029                              int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
4030                              RD_COST *rd_cost, RD_COST best_rdc,
4031                              PC_TREE *pc_tree) {
4032   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4033   const VP9EncoderConfig *const oxcf = &cpi->oxcf;
4034   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
4035   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4036   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4037   const int mi_step = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
4038   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
4039   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
4040   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
4041   PICK_MODE_CONTEXT *const ctx = &pc_tree->none;
4042   int i;
4043   const int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
4044   BLOCK_SIZE subsize;
4045   RD_COST this_rdc, sum_rdc;
4046   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
4047   int do_rect = 1;
4048   INTERP_FILTER pred_interp_filter;
4049
4050   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
4051   const int force_horz_split = (mi_row + mi_step >= cm->mi_rows);
4052   const int force_vert_split = (mi_col + mi_step >= cm->mi_cols);
4053   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
4054   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
4055
4056   BLOCK_SIZE min_size = x->min_partition_size;
4057   BLOCK_SIZE max_size = x->max_partition_size;
4058
4059 #if CONFIG_FP_MB_STATS
4060   unsigned int src_diff_var = UINT_MAX;
4061   int none_complexity = 0;
4062 #endif
4063
4064   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
4065   int partition_horz_allowed =
4066       !force_vert_split && yss <= xss && bsize >= BLOCK_8X8;
4067   int partition_vert_allowed =
4068       !force_horz_split && xss <= yss && bsize >= BLOCK_8X8;
4069
4070   int64_t dist_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_thr.dist;
4071   int rate_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_thr.rate;
4072   int must_split = 0;
4073   int should_encode_sb = 0;
4074
4075   // Ref frames picked in the [i_th] quarter subblock during square partition
4076   // RD search. It may be used to prune ref frame selection of rect partitions.
4077   uint8_t ref_frames_used[4] = { 0, 0, 0, 0 };
4078
4079   int partition_mul = x->cb_rdmult;
4080
4081   (void)*tp_orig;
4082
4083   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
4084          num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
4085
4086   dist_breakout_thr >>=
4087       8 - (b_width_log2_lookup[bsize] + b_height_log2_lookup[bsize]);
4088
4089   rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
4090
4091   vp9_rd_cost_init(&this_rdc);
4092   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
4093
4094   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
4095
4096   if (oxcf->tuning == VP8_TUNE_SSIM) {
4097     set_ssim_rdmult(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, &partition_mul);
4098   }
4099   vp9_rd_cost_update(partition_mul, x->rddiv, &best_rdc);
4100
4101   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ &&
4102       cpi->oxcf.aq_mode != LOOKAHEAD_AQ)
4103     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
4104
4105   if (cpi->sf.cb_partition_search && bsize == BLOCK_16X16) {
4106     int cb_partition_search_ctrl =
4107         ((pc_tree->index == 0 || pc_tree->index == 3) +
4108          get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) &
4109         0x1;
4110
4111     if (cb_partition_search_ctrl && bsize > min_size && bsize < max_size)
4112       set_partition_range(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize, &min_size, &max_size);
4113   }
4114
4115   // Get sub block energy range
4116   if (bsize >= BLOCK_16X16) {
4117     int min_energy, max_energy;
4118     vp9_get_sub_block_energy(cpi, x, mi_row, mi_col, bsize, &min_energy,
4119                              &max_energy);
4120     must_split = (min_energy < -3) && (max_energy - min_energy > 2);
4121   }
4122
4123   // Determine partition types in search according to the speed features.
4124   // The threshold set here has to be of square block size.
4125   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
4126     partition_none_allowed &= (bsize <= max_size);
4127     partition_horz_allowed &=
4128         ((bsize <= max_size && bsize > min_size) || force_horz_split);
4129     partition_vert_allowed &=
4130         ((bsize <= max_size && bsize > min_size) || force_vert_split);
4131     do_split &= bsize > min_size;
4132   }
4133
4134   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
4135       (bsize > cpi->sf.use_square_only_thresh_high ||
4136        bsize < cpi->sf.use_square_only_thresh_low)) {
4137     if (cpi->use_svc) {
4138       if (!vp9_active_h_edge(cpi, mi_row, mi_step) || x->e_mbd.lossless)
4139         partition_horz_allowed &= force_horz_split;
4140       if (!vp9_active_v_edge(cpi, mi_row, mi_step) || x->e_mbd.lossless)
4141         partition_vert_allowed &= force_vert_split;
4142     } else {
4143       partition_horz_allowed &= force_horz_split;
4144       partition_vert_allowed &= force_vert_split;
4145     }
4146   }
4147
4148   save_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
4149
4150 #if CONFIG_FP_MB_STATS
4151   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
4152     set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
4153     src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &x->plane[0].src, mi_row,
4154                                                   mi_col, bsize);
4155   }
4156 #endif
4157
4158 #if CONFIG_FP_MB_STATS
4159   // Decide whether we shall split directly and skip searching NONE by using
4160   // the first pass block statistics
4161   if (cpi->use_fp_mb_stats && bsize >= BLOCK_32X32 && do_split &&
4162       partition_none_allowed && src_diff_var > 4 &&
4163       cm->base_qindex < qindex_split_threshold_lookup[bsize]) {
4164     int mb_row = mi_row >> 1;
4165     int mb_col = mi_col >> 1;
4166     int mb_row_end =
4167         VPXMIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
4168     int mb_col_end =
4169         VPXMIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
4170     int r, c;
4171
4172     // compute a complexity measure, basically measure inconsistency of motion
4173     // vectors obtained from the first pass in the current block
4174     for (r = mb_row; r < mb_row_end; r++) {
4175       for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
4176         const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
4177
4178         MOTION_DIRECTION this_mv;
4179         MOTION_DIRECTION right_mv;
4180         MOTION_DIRECTION bottom_mv;
4181
4182         this_mv =
4183             get_motion_direction_fp(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index]);
4184
4185         // to its right
4186         if (c != mb_col_end - 1) {
4187           right_mv = get_motion_direction_fp(
4188               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + 1]);
4189           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, right_mv);
4190         }
4191
4192         // to its bottom
4193         if (r != mb_row_end - 1) {
4194           bottom_mv = get_motion_direction_fp(
4195               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + cm->mb_cols]);
4196           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, bottom_mv);
4197         }
4198
4199         // do not count its left and top neighbors to avoid double counting
4200       }
4201     }
4202
4203     if (none_complexity > complexity_16x16_blocks_threshold[bsize]) {
4204       partition_none_allowed = 0;
4205     }
4206   }
4207 #endif
4208
4209   pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
4210
4211   if (cpi->sf.rd_ml_partition.var_pruning && !frame_is_intra_only(cm)) {
4212     const int do_rd_ml_partition_var_pruning =
4213         partition_none_allowed && do_split &&
4214         mi_row + num_8x8_blocks_high_lookup[bsize] <= cm->mi_rows &&
4215         mi_col + num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] <= cm->mi_cols;
4216     if (do_rd_ml_partition_var_pruning) {
4217       ml_predict_var_rd_paritioning(cpi, x, pc_tree, bsize, mi_row, mi_col,
4218                                     &partition_none_allowed, &do_split);
4219     } else {
4220       vp9_zero(pc_tree->mv);
4221     }
4222     if (bsize > BLOCK_8X8) {  // Store MV result as reference for subblocks.
4223       for (i = 0; i < 4; ++i) pc_tree->split[i]->mv = pc_tree->mv;
4224     }
4225   }
4226
4227   // PARTITION_NONE
4228   if (partition_none_allowed) {
4229     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &this_rdc, bsize, ctx,
4230                      best_rdc.rate, best_rdc.dist);
4231     ctx->rdcost = this_rdc.rdcost;
4232     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
4233       if (cpi->sf.prune_ref_frame_for_rect_partitions) {
4234         const int ref1 = ctx->mic.ref_frame[0];
4235         const int ref2 = ctx->mic.ref_frame[1];
4236         for (i = 0; i < 4; ++i) {
4237           ref_frames_used[i] |= (1 << ref1);
4238           if (ref2 > 0) ref_frames_used[i] |= (1 << ref2);
4239         }
4240       }
4241       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
4242         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
4243         vp9_rd_cost_update(partition_mul, x->rddiv, &this_rdc);
4244       }
4245
4246       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
4247         MODE_INFO *mi = xd->mi[0];
4248
4249         best_rdc = this_rdc;
4250         should_encode_sb = 1;
4251         if (bsize >= BLOCK_8X8) pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
4252
4253         if (cpi->sf.rd_ml_partition.search_early_termination) {
4254           // Currently, the machine-learning based partition search early
4255           // termination is only used while bsize is 16x16, 32x32 or 64x64,
4256           // VPXMIN(cm->width, cm->height) >= 480, and speed = 0.
4257           if (!x->e_mbd.lossless &&
4258               !segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP) &&
4259               ctx->mic.mode >= INTRA_MODES && bsize >= BLOCK_16X16) {
4260             if (ml_pruning_partition(cm, xd, ctx, mi_row, mi_col, bsize)) {
4261               do_split = 0;
4262               do_rect = 0;
4263             }
4264           }
4265         }
4266
4267         if ((do_split || do_rect) && !x->e_mbd.lossless && ctx->skippable) {
4268           const int use_ml_based_breakout =
4269               cpi->sf.rd_ml_partition.search_breakout && cm->base_qindex >= 100;
4270           if (use_ml_based_breakout) {
4271             if (ml_predict_breakout(cpi, bsize, x, &this_rdc)) {
4272               do_split = 0;
4273               do_rect = 0;
4274             }
4275           } else {
4276             if (!cpi->sf.rd_ml_partition.search_early_termination) {
4277               if ((best_rdc.dist < (dist_breakout_thr >> 2)) ||
4278                   (best_rdc.dist < dist_breakout_thr &&
4279                    best_rdc.rate < rate_breakout_thr)) {
4280                 do_split = 0;
4281                 do_rect = 0;
4282               }
4283             }
4284           }
4285         }
4286
4287 #if CONFIG_FP_MB_STATS
4288         // Check if every 16x16 first pass block statistics has zero
4289         // motion and the corresponding first pass residue is small enough.
4290         // If that is the case, check the difference variance between the
4291         // current frame and the last frame. If the variance is small enough,
4292         // stop further splitting in RD optimization
4293         if (cpi->use_fp_mb_stats && do_split != 0 &&
4294             cm->base_qindex > qindex_skip_threshold_lookup[bsize]) {
4295           int mb_row = mi_row >> 1;
4296           int mb_col = mi_col >> 1;
4297           int mb_row_end =
4298               VPXMIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
4299           int mb_col_end =
4300               VPXMIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
4301           int r, c;
4302
4303           int skip = 1;
4304           for (r = mb_row; r < mb_row_end; r++) {
4305             for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
4306               const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
4307               if (!(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
4308                     FPMB_MOTION_ZERO_MASK) ||
4309                   !(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
4310                     FPMB_ERROR_SMALL_MASK)) {
4311                 skip = 0;
4312                 break;
4313               }
4314             }
4315             if (skip == 0) {
4316               break;
4317             }
4318           }
4319
4320           if (skip) {
4321             if (src_diff_var == UINT_MAX) {
4322               set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
4323               src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(
4324                   cpi, &x->plane[0].src, mi_row, mi_col, bsize);
4325             }
4326             if (src_diff_var < 8) {
4327               do_split = 0;
4328               do_rect = 0;
4329             }
4330           }
4331         }
4332 #endif
4333       }
4334     }
4335     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
4336   } else {
4337     vp9_zero(ctx->pred_mv);
4338     ctx->mic.interp_filter = EIGHTTAP;
4339   }
4340
4341   // store estimated motion vector
4342   store_pred_mv(x, ctx);
4343
4344   // If the interp_filter is marked as SWITCHABLE_FILTERS, it was for an
4345   // intra block and used for context purposes.
4346   if (ctx->mic.interp_filter == SWITCHABLE_FILTERS) {
4347     pred_interp_filter = EIGHTTAP;
4348   } else {
4349     pred_interp_filter = ctx->mic.interp_filter;
4350   }
4351
4352   // PARTITION_SPLIT
4353   // TODO(jingning): use the motion vectors given by the above search as
4354   // the starting point of motion search in the following partition type check.
4355   pc_tree->split[0]->none.rdcost = 0;
4356   pc_tree->split[1]->none.rdcost = 0;
4357   pc_tree->split[2]->none.rdcost = 0;
4358   pc_tree->split[3]->none.rdcost = 0;
4359   if (do_split || must_split) {
4360     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
4361     load_pred_mv(x, ctx);
4362     if (bsize == BLOCK_8X8) {
4363       i = 4;
4364       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && partition_none_allowed)
4365         pc_tree->leaf_split[0]->pred_interp_filter = pred_interp_filter;
4366       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
4367                        pc_tree->leaf_split[0], best_rdc.rate, best_rdc.dist);
4368       if (sum_rdc.rate == INT_MAX) {
4369         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
4370       } else {
4371         if (cpi->sf.prune_ref_frame_for_rect_partitions) {
4372           const int ref1 = pc_tree->leaf_split[0]->mic.ref_frame[0];
4373           const int ref2 = pc_tree->leaf_split[0]->mic.ref_frame[1];
4374           for (i = 0; i < 4; ++i) {
4375             ref_frames_used[i] |= (1 << ref1);
4376             if (ref2 > 0) ref_frames_used[i] |= (1 << ref2);
4377           }
4378         }
4379       }
4380     } else {
4381       for (i = 0; (i < 4) && ((sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) || must_split);
4382            ++i) {
4383         const int x_idx = (i & 1) * mi_step;
4384         const int y_idx = (i >> 1) * mi_step;
4385         int found_best_rd = 0;
4386         RD_COST best_rdc_split;
4387         vp9_rd_cost_reset(&best_rdc_split);
4388
4389         if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX) {
4390           // A must split test here increases the number of sub
4391           // partitions but hurts metrics results quite a bit,
4392           // so this extra test is commented out pending
4393           // further tests on whether it adds much in terms of
4394           // visual quality.
4395           // (must_split) ? best_rdc.rate
4396           //              : best_rdc.rate - sum_rdc.rate,
4397           // (must_split) ? best_rdc.dist
4398           //              : best_rdc.dist - sum_rdc.dist,
4399           best_rdc_split.rate = best_rdc.rate - sum_rdc.rate;
4400           best_rdc_split.dist = best_rdc.dist - sum_rdc.dist;
4401         }
4402
4403         if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
4404           continue;
4405
4406         pc_tree->split[i]->index = i;
4407         if (cpi->sf.prune_ref_frame_for_rect_partitions)
4408           pc_tree->split[i]->none.rate = INT_MAX;
4409         found_best_rd = rd_pick_partition(
4410             cpi, td, tile_data, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize,
4411             &this_rdc, best_rdc_split, pc_tree->split[i]);
4412
4413         if (found_best_rd == 0) {
4414           sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
4415           break;
4416         } else {
4417           if (cpi->sf.prune_ref_frame_for_rect_partitions &&
4418               pc_tree->split[i]->none.rate != INT_MAX) {
4419             const int ref1 = pc_tree->split[i]->none.mic.ref_frame[0];
4420             const int ref2 = pc_tree->split[i]->none.mic.ref_frame[1];
4421             ref_frames_used[i] |= (1 << ref1);
4422             if (ref2 > 0) ref_frames_used[i] |= (1 << ref2);
4423           }
4424           sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
4425           sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
4426           vp9_rd_cost_update(partition_mul, x->rddiv, &sum_rdc);
4427         }
4428       }
4429     }
4430
4431     if (((sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) || must_split) && i == 4) {
4432       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
4433       vp9_rd_cost_update(partition_mul, x->rddiv, &sum_rdc);
4434
4435       if ((sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) ||
4436           (must_split && (sum_rdc.dist < best_rdc.dist))) {
4437         best_rdc = sum_rdc;
4438         should_encode_sb = 1;
4439         pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
4440
4441         // Rate and distortion based partition search termination clause.
4442         if (!cpi->sf.rd_ml_partition.search_early_termination &&
4443             !x->e_mbd.lossless &&
4444             ((best_rdc.dist < (dist_breakout_thr >> 2)) ||
4445              (best_rdc.dist < dist_breakout_thr &&
4446               best_rdc.rate < rate_breakout_thr))) {
4447           do_rect = 0;
4448         }
4449       }
4450     } else {
4451       // skip rectangular partition test when larger block size
4452       // gives better rd cost
4453       if (cpi->sf.less_rectangular_check &&
4454           (bsize > cpi->sf.use_square_only_thresh_high ||
4455            best_rdc.dist < dist_breakout_thr))
4456         do_rect &= !partition_none_allowed;
4457     }
4458     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
4459   }
4460
4461   pc_tree->horizontal[0].skip_ref_frame_mask = 0;
4462   pc_tree->horizontal[1].skip_ref_frame_mask = 0;
4463   pc_tree->vertical[0].skip_ref_frame_mask = 0;
4464   pc_tree->vertical[1].skip_ref_frame_mask = 0;
4465   if (cpi->sf.prune_ref_frame_for_rect_partitions) {
4466     uint8_t used_frames;
4467     used_frames = ref_frames_used[0] | ref_frames_used[1];
4468     if (used_frames) {
4469       pc_tree->horizontal[0].skip_ref_frame_mask = ~used_frames & 0xff;
4470     }
4471     used_frames = ref_frames_used[2] | ref_frames_used[3];
4472     if (used_frames) {
4473       pc_tree->horizontal[1].skip_ref_frame_mask = ~used_frames & 0xff;
4474     }
4475     used_frames = ref_frames_used[0] | ref_frames_used[2];
4476     if (used_frames) {
4477       pc_tree->vertical[0].skip_ref_frame_mask = ~used_frames & 0xff;
4478     }
4479     used_frames = ref_frames_used[1] | ref_frames_used[3];
4480     if (used_frames) {
4481       pc_tree->vertical[1].skip_ref_frame_mask = ~used_frames & 0xff;
4482     }
4483   }
4484
4485   {
4486     const int do_ml_rect_partition_pruning =
4487         !frame_is_intra_only(cm) && !force_horz_split && !force_vert_split &&
4488         (partition_horz_allowed || partition_vert_allowed) && bsize > BLOCK_8X8;
4489     if (do_ml_rect_partition_pruning) {
4490       ml_prune_rect_partition(cpi, x, bsize, pc_tree, &partition_horz_allowed,
4491                               &partition_vert_allowed, best_rdc.rdcost);
4492     }
4493   }
4494
4495   // PARTITION_HORZ
4496   if (partition_horz_allowed &&
4497       (do_rect || vp9_active_h_edge(cpi, mi_row, mi_step))) {
4498     const int part_mode_rate = cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
4499     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
4500     load_pred_mv(x, ctx);
4501     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
4502         partition_none_allowed)
4503       pc_tree->horizontal[0].pred_interp_filter = pred_interp_filter;
4504     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
4505                      &pc_tree->horizontal[0], best_rdc.rate - part_mode_rate,
4506                      best_rdc.dist);
4507     if (sum_rdc.rdcost < INT64_MAX) {
4508       sum_rdc.rate += part_mode_rate;
4509       vp9_rd_cost_update(partition_mul, x->rddiv, &sum_rdc);
4510     }
4511
4512     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + mi_step < cm->mi_rows &&
4513         bsize > BLOCK_8X8) {
4514       PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
4515       update_state(cpi, td, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
4516       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
4517       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
4518           partition_none_allowed)
4519         pc_tree->horizontal[1].pred_interp_filter = pred_interp_filter;
4520       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + mi_step, mi_col, &this_rdc,
4521                        subsize, &pc_tree->horizontal[1],
4522                        best_rdc.rate - sum_rdc.rate,
4523                        best_rdc.dist - sum_rdc.dist);
4524       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
4525         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
4526       } else {
4527         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
4528         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
4529         vp9_rd_cost_update(partition_mul, x->rddiv, &sum_rdc);
4530       }
4531     }
4532
4533     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
4534       best_rdc = sum_rdc;
4535       should_encode_sb = 1;
4536       pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
4537
4538       if (cpi->sf.less_rectangular_check &&
4539           bsize > cpi->sf.use_square_only_thresh_high)
4540         do_rect = 0;
4541     }
4542     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
4543   }
4544
4545   // PARTITION_VERT
4546   if (partition_vert_allowed &&
4547       (do_rect || vp9_active_v_edge(cpi, mi_col, mi_step))) {
4548     const int part_mode_rate = cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
4549     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
4550     load_pred_mv(x, ctx);
4551     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
4552         partition_none_allowed)
4553       pc_tree->vertical[0].pred_interp_filter = pred_interp_filter;
4554     rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
4555                      &pc_tree->vertical[0], best_rdc.rate - part_mode_rate,
4556                      best_rdc.dist);
4557     if (sum_rdc.rdcost < INT64_MAX) {
4558       sum_rdc.rate += part_mode_rate;
4559       vp9_rd_cost_update(partition_mul, x->rddiv, &sum_rdc);
4560     }
4561
4562     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + mi_step < cm->mi_cols &&
4563         bsize > BLOCK_8X8) {
4564       update_state(cpi, td, &pc_tree->vertical[0], mi_row, mi_col, subsize, 0);
4565       encode_superblock(cpi, td, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize,
4566                         &pc_tree->vertical[0]);
4567       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
4568           partition_none_allowed)
4569         pc_tree->vertical[1].pred_interp_filter = pred_interp_filter;
4570       rd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + mi_step, &this_rdc,
4571                        subsize, &pc_tree->vertical[1],
4572                        best_rdc.rate - sum_rdc.rate,
4573                        best_rdc.dist - sum_rdc.dist);
4574       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
4575         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
4576       } else {
4577         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
4578         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
4579         vp9_rd_cost_update(partition_mul, x->rddiv, &sum_rdc);
4580       }
4581     }
4582
4583     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
4584       best_rdc = sum_rdc;
4585       should_encode_sb = 1;
4586       pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
4587     }
4588     restore_context(x, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
4589   }
4590
4591   *rd_cost = best_rdc;
4592
4593   if (should_encode_sb && pc_tree->index != 3) {
4594     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
4595     encode_sb(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
4596               pc_tree);
4597 #if CONFIG_RATE_CTRL
4598     // Store partition, motion vector of the superblock.
4599     if (output_enabled) {
4600       const int num_unit_rows = get_num_unit_4x4(cpi->frame_info.frame_height);
4601       const int num_unit_cols = get_num_unit_4x4(cpi->frame_info.frame_width);
4602       store_superblock_info(pc_tree, cm->mi_grid_visible, cm->mi_stride,
4603                             num_4x4_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64],
4604                             num_unit_rows, num_unit_cols, mi_row << 1,
4605                             mi_col << 1, cpi->partition_info,
4606                             cpi->motion_vector_info);
4607     }
4608 #endif  // CONFIG_RATE_CTRL
4609   }
4610
4611   if (bsize == BLOCK_64X64) {
4612     assert(tp_orig < *tp);
4613     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
4614     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
4615   } else {
4616     assert(tp_orig == *tp);
4617   }
4618
4619   return should_encode_sb;
4620 }
4621
4622 static void encode_rd_sb_row(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
4623                              TileDataEnc *tile_data, int mi_row,
4624                              TOKENEXTRA **tp) {
4625   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4626   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
4627   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
4628   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4629   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
4630   const int mi_col_start = tile_info->mi_col_start;
4631   const int mi_col_end = tile_info->mi_col_end;
4632   int mi_col;
4633   const int sb_row = mi_row >> MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
4634   const int num_sb_cols =
4635       get_num_cols(tile_data->tile_info, MI_BLOCK_SIZE_LOG2);
4636   int sb_col_in_tile;
4637
4638   // Initialize the left context for the new SB row
4639   memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
4640   memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
4641
4642   // Code each SB in the row
4643   for (mi_col = mi_col_start, sb_col_in_tile = 0; mi_col < mi_col_end;
4644        mi_col += MI_BLOCK_SIZE, sb_col_in_tile++) {
4645     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
4646     int dummy_rate;
4647     int64_t dummy_dist;
4648     RD_COST dummy_rdc;
4649     int i;
4650     int seg_skip = 0;
4651     int orig_rdmult = cpi->rd.RDMULT;
4652
4653     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
4654     MODE_INFO **mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
4655
4656     vp9_rd_cost_reset(&dummy_rdc);
4657     (*(cpi->row_mt_sync_read_ptr))(&tile_data->row_mt_sync, sb_row,
4658                                    sb_col_in_tile);
4659
4660     if (sf->adaptive_pred_interp_filter) {
4661       for (i = 0; i < 64; ++i) td->leaf_tree[i].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
4662
4663       for (i = 0; i < 64; ++i) {
4664         td->pc_tree[i].vertical[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
4665         td->pc_tree[i].vertical[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
4666         td->pc_tree[i].horizontal[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
4667         td->pc_tree[i].horizontal[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
4668       }
4669     }
4670
4671     for (i = 0; i < MAX_REF_FRAMES; ++i) {
4672       x->pred_mv[i].row = INT16_MAX;
4673       x->pred_mv[i].col = INT16_MAX;
4674     }
4675     td->pc_root->index = 0;
4676
4677     if (seg->enabled) {
4678       const uint8_t *const map =
4679           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
4680       int segment_id = get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
4681       seg_skip = segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
4682     }
4683
4684     x->source_variance = UINT_MAX;
4685
4686     x->cb_rdmult = orig_rdmult;
4687
4688     if (sf->partition_search_type == FIXED_PARTITION || seg_skip) {
4689       const BLOCK_SIZE bsize =
4690           seg_skip ? BLOCK_64X64 : sf->always_this_block_size;
4691       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
4692       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
4693       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
4694                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
4695     } else if (cpi->partition_search_skippable_frame) {
4696       BLOCK_SIZE bsize;
4697       set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
4698       bsize = get_rd_var_based_fixed_partition(cpi, x, mi_row, mi_col);
4699       set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
4700       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
4701                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
4702     } else if (sf->partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION &&
4703                cm->frame_type != KEY_FRAME) {
4704       choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
4705       rd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
4706                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, td->pc_root);
4707     } else {
4708       if (cpi->twopass.gf_group.index > 0 && cpi->sf.enable_tpl_model) {
4709         int dr =
4710             get_rdmult_delta(cpi, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col, orig_rdmult);
4711         x->cb_rdmult = dr;
4712       }
4713
4714       if (cpi->oxcf.aq_mode == PERCEPTUAL_AQ && cm->show_frame) {
4715         x->segment_id = wiener_var_segment(cpi, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
4716         x->cb_rdmult = vp9_compute_rd_mult(
4717             cpi, vp9_get_qindex(&cm->seg, x->segment_id, cm->base_qindex));
4718       }
4719
4720       // If required set upper and lower partition size limits
4721       if (sf->auto_min_max_partition_size) {
4722         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
4723         rd_auto_partition_range(cpi, tile_info, xd, mi_row, mi_col,
4724                                 &x->min_partition_size, &x->max_partition_size);
4725       }
4726       td->pc_root->none.rdcost = 0;
4727       rd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
4728                         &dummy_rdc, dummy_rdc, td->pc_root);
4729     }
4730     (*(cpi->row_mt_sync_write_ptr))(&tile_data->row_mt_sync, sb_row,
4731                                     sb_col_in_tile, num_sb_cols);
4732   }
4733 }
4734 #endif  // !CONFIG_REALTIME_ONLY
4735
4736 static void init_encode_frame_mb_context(VP9_COMP *cpi) {
4737   MACROBLOCK *const x = &cpi->td.mb;
4738   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4739   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4740   const int aligned_mi_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols);
4741
4742   // Copy data over into macro block data structures.
4743   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, 0, 0);
4744
4745   vp9_setup_block_planes(&x->e_mbd, cm->subsampling_x, cm->subsampling_y);
4746
4747   // Note: this memset assumes above_context[0], [1] and [2]
4748   // are allocated as part of the same buffer.
4749   memset(xd->above_context[0], 0,
4750          sizeof(*xd->above_context[0]) * 2 * aligned_mi_cols * MAX_MB_PLANE);
4751   memset(xd->above_seg_context, 0,
4752          sizeof(*xd->above_seg_context) * aligned_mi_cols);
4753 }
4754
4755 static int check_dual_ref_flags(VP9_COMP *cpi) {
4756   const int ref_flags = cpi->ref_frame_flags;
4757
4758   if (segfeature_active(&cpi->common.seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
4759     return 0;
4760   } else {
4761     return (!!(ref_flags & VP9_GOLD_FLAG) + !!(ref_flags & VP9_LAST_FLAG) +
4762             !!(ref_flags & VP9_ALT_FLAG)) >= 2;
4763   }
4764 }
4765
4766 static void reset_skip_tx_size(VP9_COMMON *cm, TX_SIZE max_tx_size) {
4767   int mi_row, mi_col;
4768   const int mis = cm->mi_stride;
4769   MODE_INFO **mi_ptr = cm->mi_grid_visible;
4770
4771   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; ++mi_row, mi_ptr += mis) {
4772     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; ++mi_col) {
4773       if (mi_ptr[mi_col]->tx_size > max_tx_size)
4774         mi_ptr[mi_col]->tx_size = max_tx_size;
4775     }
4776   }
4777 }
4778
4779 static MV_REFERENCE_FRAME get_frame_type(const VP9_COMP *cpi) {
4780   if (frame_is_intra_only(&cpi->common))
4781     return INTRA_FRAME;
4782   else if (cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && cpi->refresh_golden_frame)
4783     return ALTREF_FRAME;
4784   else if (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)
4785     return GOLDEN_FRAME;
4786   else
4787     return LAST_FRAME;
4788 }
4789
4790 static TX_MODE select_tx_mode(const VP9_COMP *cpi, MACROBLOCKD *const xd) {
4791   if (xd->lossless) return ONLY_4X4;
4792   if (cpi->common.frame_type == KEY_FRAME && cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
4793     return ALLOW_16X16;
4794   if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL)
4795     return ALLOW_32X32;
4796   else if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_FULL_RD ||
4797            cpi->sf.tx_size_search_method == USE_TX_8X8)
4798     return TX_MODE_SELECT;
4799   else
4800     return cpi->common.tx_mode;
4801 }
4802
4803 static void hybrid_intra_mode_search(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *const x,
4804                                      RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
4805                                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
4806   if (!cpi->sf.nonrd_keyframe && bsize < BLOCK_16X16)
4807     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, INT64_MAX);
4808   else
4809     vp9_pick_intra_mode(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
4810 }
4811
4812 static void hybrid_search_svc_baseiskey(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *const x,
4813                                         RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
4814                                         PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
4815                                         TileDataEnc *tile_data, int mi_row,
4816                                         int mi_col) {
4817   if (!cpi->sf.nonrd_keyframe && bsize <= BLOCK_8X8) {
4818     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, INT64_MAX);
4819   } else {
4820     if (cpi->svc.disable_inter_layer_pred == INTER_LAYER_PRED_OFF)
4821       vp9_pick_intra_mode(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
4822     else if (bsize >= BLOCK_8X8)
4823       vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile_data, mi_row, mi_col, rd_cost, bsize,
4824                           ctx);
4825     else
4826       vp9_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, x, mi_row, mi_col, rd_cost, bsize, ctx);
4827   }
4828 }
4829
4830 static void hybrid_search_scene_change(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *const x,
4831                                        RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
4832                                        PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
4833                                        TileDataEnc *tile_data, int mi_row,
4834                                        int mi_col) {
4835   if (!cpi->sf.nonrd_keyframe && bsize <= BLOCK_8X8) {
4836     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, INT64_MAX);
4837   } else {
4838     vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile_data, mi_row, mi_col, rd_cost, bsize, ctx);
4839   }
4840 }
4841
4842 static void nonrd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, TileDataEnc *tile_data,
4843                                 MACROBLOCK *const x, int mi_row, int mi_col,
4844                                 RD_COST *rd_cost, BLOCK_SIZE bsize,
4845                                 PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
4846   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4847   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
4848   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
4849   MODE_INFO *mi;
4850   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
4851   BLOCK_SIZE bs = VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8);  // processing unit block size
4852   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bs];
4853   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bs];
4854   int plane;
4855
4856   set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, bsize);
4857
4858   set_segment_index(cpi, x, mi_row, mi_col, bsize, 0);
4859
4860   mi = xd->mi[0];
4861   mi->sb_type = bsize;
4862
4863   for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane) {
4864     struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[plane];
4865     memcpy(a + num_4x4_blocks_wide * plane, pd->above_context,
4866            (sizeof(a[0]) * num_4x4_blocks_wide) >> pd->subsampling_x);
4867     memcpy(l + num_4x4_blocks_high * plane, pd->left_context,
4868            (sizeof(l[0]) * num_4x4_blocks_high) >> pd->subsampling_y);
4869   }
4870
4871   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled)
4872     if (cyclic_refresh_segment_id_boosted(mi->segment_id))
4873       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
4874
4875   if (frame_is_intra_only(cm))
4876     hybrid_intra_mode_search(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx);
4877   else if (cpi->svc.layer_context[cpi->svc.temporal_layer_id].is_key_frame)
4878     hybrid_search_svc_baseiskey(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, tile_data, mi_row,
4879                                 mi_col);
4880   else if (segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
4881     set_mode_info_seg_skip(x, cm->tx_mode, rd_cost, bsize);
4882   else if (bsize >= BLOCK_8X8) {
4883     if (cpi->rc.hybrid_intra_scene_change)
4884       hybrid_search_scene_change(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, tile_data, mi_row,
4885                                  mi_col);
4886     else
4887       vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile_data, mi_row, mi_col, rd_cost, bsize,
4888                           ctx);
4889   } else {
4890     vp9_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, x, mi_row, mi_col, rd_cost, bsize, ctx);
4891   }
4892
4893   duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
4894
4895   for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane) {
4896     struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[plane];
4897     memcpy(pd->above_context, a + num_4x4_blocks_wide * plane,
4898            (sizeof(a[0]) * num_4x4_blocks_wide) >> pd->subsampling_x);
4899     memcpy(pd->left_context, l + num_4x4_blocks_high * plane,
4900            (sizeof(l[0]) * num_4x4_blocks_high) >> pd->subsampling_y);
4901   }
4902
4903   if (rd_cost->rate == INT_MAX) vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
4904
4905   ctx->rate = rd_cost->rate;
4906   ctx->dist = rd_cost->dist;
4907 }
4908
4909 static void fill_mode_info_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCK *x, int mi_row,
4910                               int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, PC_TREE *pc_tree) {
4911   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
4912   int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
4913   PARTITION_TYPE partition = pc_tree->partitioning;
4914   BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, partition);
4915
4916   assert(bsize >= BLOCK_8X8);
4917
4918   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
4919
4920   switch (partition) {
4921     case PARTITION_NONE:
4922       set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
4923       *(xd->mi[0]) = pc_tree->none.mic;
4924       *(x->mbmi_ext) = pc_tree->none.mbmi_ext;
4925       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
4926       break;
4927     case PARTITION_VERT:
4928       set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
4929       *(xd->mi[0]) = pc_tree->vertical[0].mic;
4930       *(x->mbmi_ext) = pc_tree->vertical[0].mbmi_ext;
4931       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
4932
4933       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
4934         set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col + hbs);
4935         *(xd->mi[0]) = pc_tree->vertical[1].mic;
4936         *(x->mbmi_ext) = pc_tree->vertical[1].mbmi_ext;
4937         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs, subsize);
4938       }
4939       break;
4940     case PARTITION_HORZ:
4941       set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row, mi_col);
4942       *(xd->mi[0]) = pc_tree->horizontal[0].mic;
4943       *(x->mbmi_ext) = pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext;
4944       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, subsize);
4945       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
4946         set_mode_info_offsets(cm, x, xd, mi_row + hbs, mi_col);
4947         *(xd->mi[0]) = pc_tree->horizontal[1].mic;
4948         *(x->mbmi_ext) = pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext;
4949         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col, subsize);
4950       }
4951       break;
4952     case PARTITION_SPLIT: {
4953       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, subsize, pc_tree->split[0]);
4954       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col + hbs, subsize,
4955                         pc_tree->split[1]);
4956       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col, subsize,
4957                         pc_tree->split[2]);
4958       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
4959                         pc_tree->split[3]);
4960       break;
4961     }
4962     default: break;
4963   }
4964 }
4965
4966 // Reset the prediction pixel ready flag recursively.
4967 static void pred_pixel_ready_reset(PC_TREE *pc_tree, BLOCK_SIZE bsize) {
4968   pc_tree->none.pred_pixel_ready = 0;
4969   pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 0;
4970   pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 0;
4971   pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 0;
4972   pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 0;
4973
4974   if (bsize > BLOCK_8X8) {
4975     BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
4976     int i;
4977     for (i = 0; i < 4; ++i) pred_pixel_ready_reset(pc_tree->split[i], subsize);
4978   }
4979 }
4980
4981 #define FEATURES 6
4982 #define LABELS 2
4983 static int ml_predict_var_paritioning(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
4984                                       BLOCK_SIZE bsize, int mi_row,
4985                                       int mi_col) {
4986   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
4987   const NN_CONFIG *nn_config = NULL;
4988
4989   switch (bsize) {
4990     case BLOCK_64X64: nn_config = &vp9_var_part_nnconfig_64; break;
4991     case BLOCK_32X32: nn_config = &vp9_var_part_nnconfig_32; break;
4992     case BLOCK_16X16: nn_config = &vp9_var_part_nnconfig_16; break;
4993     case BLOCK_8X8: break;
4994     default: assert(0 && "Unexpected block size."); return -1;
4995   }
4996
4997   if (!nn_config) return -1;
4998
4999   vpx_clear_system_state();
5000
5001   {
5002     const float thresh = cpi->oxcf.speed <= 5 ? 1.25f : 0.0f;
5003     float features[FEATURES] = { 0.0f };
5004     const int dc_q = vp9_dc_quant(cm->base_qindex, 0, cm->bit_depth);
5005     int feature_idx = 0;
5006     float score[LABELS];
5007
5008     features[feature_idx++] = logf((float)(dc_q * dc_q) / 256.0f + 1.0f);
5009     vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
5010     {
5011       const int bs = 4 * num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
5012       const BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
5013       const int sb_offset_row = 8 * (mi_row & 7);
5014       const int sb_offset_col = 8 * (mi_col & 7);
5015       const uint8_t *pred = x->est_pred + sb_offset_row * 64 + sb_offset_col;
5016       const uint8_t *src = x->plane[0].src.buf;
5017       const int src_stride = x->plane[0].src.stride;
5018       const int pred_stride = 64;
5019       unsigned int sse;
5020       int i;
5021       // Variance of whole block.
5022       const unsigned int var =
5023           cpi->fn_ptr[bsize].vf(src, src_stride, pred, pred_stride, &sse);
5024       const float factor = (var == 0) ? 1.0f : (1.0f / (float)var);
5025
5026       features[feature_idx++] = logf((float)var + 1.0f);
5027       for (i = 0; i < 4; ++i) {
5028         const int x_idx = (i & 1) * bs / 2;
5029         const int y_idx = (i >> 1) * bs / 2;
5030         const int src_offset = y_idx * src_stride + x_idx;
5031         const int pred_offset = y_idx * pred_stride + x_idx;
5032         // Variance of quarter block.
5033         const unsigned int sub_var =
5034             cpi->fn_ptr[subsize].vf(src + src_offset, src_stride,
5035                                     pred + pred_offset, pred_stride, &sse);
5036         const float var_ratio = (var == 0) ? 1.0f : factor * (float)sub_var;
5037         features[feature_idx++] = var_ratio;
5038       }
5039     }
5040
5041     assert(feature_idx == FEATURES);
5042     nn_predict(features, nn_config, score);
5043     if (score[0] > thresh) return PARTITION_SPLIT;
5044     if (score[0] < -thresh) return PARTITION_NONE;
5045     return -1;
5046   }
5047 }
5048 #undef FEATURES
5049 #undef LABELS
5050
5051 static void nonrd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
5052                                  TileDataEnc *tile_data, TOKENEXTRA **tp,
5053                                  int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
5054                                  RD_COST *rd_cost, int do_recon,
5055                                  int64_t best_rd, PC_TREE *pc_tree) {
5056   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
5057   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
5058   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
5059   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
5060   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
5061   const int ms = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
5062   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
5063   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
5064   int i;
5065   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
5066   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
5067   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
5068   int do_rect = 1;
5069   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
5070   const int force_horz_split = (mi_row + ms >= cm->mi_rows);
5071   const int force_vert_split = (mi_col + ms >= cm->mi_cols);
5072   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
5073   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
5074
5075   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
5076   int partition_horz_allowed =
5077       !force_vert_split && yss <= xss && bsize >= BLOCK_8X8;
5078   int partition_vert_allowed =
5079       !force_horz_split && xss <= yss && bsize >= BLOCK_8X8;
5080   const int use_ml_based_partitioning =
5081       sf->partition_search_type == ML_BASED_PARTITION;
5082
5083   (void)*tp_orig;
5084
5085   // Avoid checking for rectangular partitions for speed >= 6.
5086   if (cpi->oxcf.speed >= 6) do_rect = 0;
5087
5088   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
5089          num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
5090
5091   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
5092   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
5093   best_rdc.rdcost = best_rd;
5094
5095   // Determine partition types in search according to the speed features.
5096   // The threshold set here has to be of square block size.
5097   if (sf->auto_min_max_partition_size) {
5098     partition_none_allowed &=
5099         (bsize <= x->max_partition_size && bsize >= x->min_partition_size);
5100     partition_horz_allowed &=
5101         ((bsize <= x->max_partition_size && bsize > x->min_partition_size) ||
5102          force_horz_split);
5103     partition_vert_allowed &=
5104         ((bsize <= x->max_partition_size && bsize > x->min_partition_size) ||
5105          force_vert_split);
5106     do_split &= bsize > x->min_partition_size;
5107   }
5108   if (sf->use_square_partition_only) {
5109     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
5110     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
5111   }
5112
5113   if (use_ml_based_partitioning) {
5114     if (partition_none_allowed || do_split) do_rect = 0;
5115     if (partition_none_allowed && do_split) {
5116       const int ml_predicted_partition =
5117           ml_predict_var_paritioning(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col);
5118       if (ml_predicted_partition == PARTITION_NONE) do_split = 0;
5119       if (ml_predicted_partition == PARTITION_SPLIT) partition_none_allowed = 0;
5120     }
5121   }
5122
5123   if (!partition_none_allowed && !do_split) do_rect = 1;
5124
5125   ctx->pred_pixel_ready =
5126       !(partition_vert_allowed || partition_horz_allowed || do_split);
5127
5128   // PARTITION_NONE
5129   if (partition_none_allowed) {
5130     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &this_rdc, bsize,
5131                         ctx);
5132     ctx->mic = *xd->mi[0];
5133     ctx->mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5134     ctx->skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5135     ctx->skip = x->skip;
5136
5137     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
5138       const int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
5139       this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
5140       this_rdc.rdcost =
5141           RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, this_rdc.rate, this_rdc.dist);
5142       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
5143         best_rdc = this_rdc;
5144         if (bsize >= BLOCK_8X8) pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
5145
5146         if (!use_ml_based_partitioning) {
5147           int64_t dist_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_thr.dist;
5148           int64_t rate_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_thr.rate;
5149           dist_breakout_thr >>=
5150               8 - (b_width_log2_lookup[bsize] + b_height_log2_lookup[bsize]);
5151           rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
5152           if (!x->e_mbd.lossless && this_rdc.rate < rate_breakout_thr &&
5153               this_rdc.dist < dist_breakout_thr) {
5154             do_split = 0;
5155             do_rect = 0;
5156           }
5157         }
5158       }
5159     }
5160   }
5161
5162   // store estimated motion vector
5163   store_pred_mv(x, ctx);
5164
5165   // PARTITION_SPLIT
5166   if (do_split) {
5167     int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
5168     sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
5169     sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
5170     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
5171     for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
5172       const int x_idx = (i & 1) * ms;
5173       const int y_idx = (i >> 1) * ms;
5174
5175       if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
5176         continue;
5177       load_pred_mv(x, ctx);
5178       nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row + y_idx,
5179                            mi_col + x_idx, subsize, &this_rdc, 0,
5180                            best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
5181
5182       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
5183         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
5184       } else {
5185         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
5186         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
5187         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
5188       }
5189     }
5190
5191     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
5192       best_rdc = sum_rdc;
5193       pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
5194     } else {
5195       // skip rectangular partition test when larger block size
5196       // gives better rd cost
5197       if (sf->less_rectangular_check) do_rect &= !partition_none_allowed;
5198     }
5199   }
5200
5201   // PARTITION_HORZ
5202   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
5203     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
5204     load_pred_mv(x, ctx);
5205     pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
5206     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
5207                         &pc_tree->horizontal[0]);
5208
5209     pc_tree->horizontal[0].mic = *xd->mi[0];
5210     pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5211     pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5212     pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
5213
5214     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + ms < cm->mi_rows) {
5215       load_pred_mv(x, ctx);
5216       pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
5217       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + ms, mi_col, &this_rdc,
5218                           subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
5219
5220       pc_tree->horizontal[1].mic = *xd->mi[0];
5221       pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5222       pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5223       pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
5224
5225       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
5226         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
5227       } else {
5228         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
5229         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
5230         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
5231         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
5232         sum_rdc.rdcost =
5233             RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
5234       }
5235     }
5236
5237     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
5238       best_rdc = sum_rdc;
5239       pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
5240     } else {
5241       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
5242     }
5243   }
5244
5245   // PARTITION_VERT
5246   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
5247     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
5248     load_pred_mv(x, ctx);
5249     pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
5250     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
5251                         &pc_tree->vertical[0]);
5252     pc_tree->vertical[0].mic = *xd->mi[0];
5253     pc_tree->vertical[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5254     pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5255     pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
5256
5257     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + ms < cm->mi_cols) {
5258       load_pred_mv(x, ctx);
5259       pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
5260       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + ms, &this_rdc,
5261                           subsize, &pc_tree->vertical[1]);
5262       pc_tree->vertical[1].mic = *xd->mi[0];
5263       pc_tree->vertical[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5264       pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5265       pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
5266
5267       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
5268         vp9_rd_cost_reset(&sum_rdc);
5269       } else {
5270         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
5271         sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
5272         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
5273         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
5274         sum_rdc.rdcost =
5275             RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
5276       }
5277     }
5278
5279     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
5280       best_rdc = sum_rdc;
5281       pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
5282     } else {
5283       pred_pixel_ready_reset(pc_tree, bsize);
5284     }
5285   }
5286
5287   *rd_cost = best_rdc;
5288
5289   if (best_rdc.rate == INT_MAX) {
5290     vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
5291     return;
5292   }
5293
5294   // update mode info array
5295   fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, bsize, pc_tree);
5296
5297   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX && do_recon) {
5298     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
5299     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
5300                  pc_tree);
5301   }
5302
5303   if (bsize == BLOCK_64X64 && do_recon) {
5304     assert(tp_orig < *tp);
5305     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
5306     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
5307   } else {
5308     assert(tp_orig == *tp);
5309   }
5310 }
5311
5312 static void nonrd_select_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
5313                                    TileDataEnc *tile_data, MODE_INFO **mi,
5314                                    TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
5315                                    BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
5316                                    RD_COST *rd_cost, PC_TREE *pc_tree) {
5317   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
5318   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
5319   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
5320   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
5321   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
5322   const int mis = cm->mi_stride;
5323   PARTITION_TYPE partition;
5324   BLOCK_SIZE subsize;
5325   RD_COST this_rdc;
5326   BLOCK_SIZE subsize_ref =
5327       (cpi->sf.adapt_partition_source_sad) ? BLOCK_8X8 : BLOCK_16X16;
5328
5329   vp9_rd_cost_reset(&this_rdc);
5330   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
5331
5332   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0]->sb_type : BLOCK_4X4;
5333   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
5334
5335   if (bsize == BLOCK_32X32 && subsize == BLOCK_32X32) {
5336     x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
5337     x->min_partition_size = BLOCK_16X16;
5338     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize, rd_cost,
5339                          0, INT64_MAX, pc_tree);
5340   } else if (bsize == BLOCK_32X32 && partition != PARTITION_NONE &&
5341              subsize >= subsize_ref) {
5342     x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
5343     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
5344     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize, rd_cost,
5345                          0, INT64_MAX, pc_tree);
5346   } else if (bsize == BLOCK_16X16 && partition != PARTITION_NONE) {
5347     x->max_partition_size = BLOCK_16X16;
5348     x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
5349     nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col, bsize, rd_cost,
5350                          0, INT64_MAX, pc_tree);
5351   } else {
5352     switch (partition) {
5353       case PARTITION_NONE:
5354         pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
5355         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost, subsize,
5356                             &pc_tree->none);
5357         pc_tree->none.mic = *xd->mi[0];
5358         pc_tree->none.mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5359         pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5360         pc_tree->none.skip = x->skip;
5361         break;
5362       case PARTITION_VERT:
5363         pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
5364         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost, subsize,
5365                             &pc_tree->vertical[0]);
5366         pc_tree->vertical[0].mic = *xd->mi[0];
5367         pc_tree->vertical[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5368         pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5369         pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
5370         if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
5371           pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
5372           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs,
5373                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
5374           pc_tree->vertical[1].mic = *xd->mi[0];
5375           pc_tree->vertical[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5376           pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5377           pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
5378           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
5379               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
5380             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
5381             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
5382           }
5383         }
5384         break;
5385       case PARTITION_HORZ:
5386         pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
5387         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, rd_cost, subsize,
5388                             &pc_tree->horizontal[0]);
5389         pc_tree->horizontal[0].mic = *xd->mi[0];
5390         pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5391         pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5392         pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
5393         if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
5394           pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
5395           nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col,
5396                               &this_rdc, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
5397           pc_tree->horizontal[1].mic = *xd->mi[0];
5398           pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5399           pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5400           pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
5401           if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
5402               rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
5403             rd_cost->rate += this_rdc.rate;
5404             rd_cost->dist += this_rdc.dist;
5405           }
5406         }
5407         break;
5408       default:
5409         assert(partition == PARTITION_SPLIT);
5410         subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
5411         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
5412                                subsize, output_enabled, rd_cost,
5413                                pc_tree->split[0]);
5414         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp, mi_row,
5415                                mi_col + hbs, subsize, output_enabled, &this_rdc,
5416                                pc_tree->split[1]);
5417         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
5418             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
5419           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
5420           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
5421         }
5422         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
5423                                mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
5424                                &this_rdc, pc_tree->split[2]);
5425         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
5426             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
5427           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
5428           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
5429         }
5430         nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
5431                                mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
5432                                output_enabled, &this_rdc, pc_tree->split[3]);
5433         if (this_rdc.rate != INT_MAX && this_rdc.dist != INT64_MAX &&
5434             rd_cost->rate != INT_MAX && rd_cost->dist != INT64_MAX) {
5435           rd_cost->rate += this_rdc.rate;
5436           rd_cost->dist += this_rdc.dist;
5437         }
5438         break;
5439     }
5440   }
5441
5442   if (bsize == BLOCK_64X64 && output_enabled)
5443     encode_sb_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, 1, bsize, pc_tree);
5444 }
5445
5446 static void nonrd_use_partition(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
5447                                 TileDataEnc *tile_data, MODE_INFO **mi,
5448                                 TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
5449                                 BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
5450                                 RD_COST *dummy_cost, PC_TREE *pc_tree) {
5451   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
5452   TileInfo *tile_info = &tile_data->tile_info;
5453   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
5454   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
5455   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
5456   const int mis = cm->mi_stride;
5457   PARTITION_TYPE partition;
5458   BLOCK_SIZE subsize;
5459
5460   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols) return;
5461
5462   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0]->sb_type : BLOCK_4X4;
5463   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
5464
5465   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4) {
5466     int ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
5467     td->counts->partition[ctx][partition]++;
5468   }
5469
5470   switch (partition) {
5471     case PARTITION_NONE:
5472       pc_tree->none.pred_pixel_ready = 1;
5473       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
5474                           subsize, &pc_tree->none);
5475       pc_tree->none.mic = *xd->mi[0];
5476       pc_tree->none.mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5477       pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5478       pc_tree->none.skip = x->skip;
5479       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
5480                   subsize, &pc_tree->none);
5481       break;
5482     case PARTITION_VERT:
5483       pc_tree->vertical[0].pred_pixel_ready = 1;
5484       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
5485                           subsize, &pc_tree->vertical[0]);
5486       pc_tree->vertical[0].mic = *xd->mi[0];
5487       pc_tree->vertical[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5488       pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5489       pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
5490       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
5491                   subsize, &pc_tree->vertical[0]);
5492       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
5493         pc_tree->vertical[1].pred_pixel_ready = 1;
5494         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col + hbs, dummy_cost,
5495                             subsize, &pc_tree->vertical[1]);
5496         pc_tree->vertical[1].mic = *xd->mi[0];
5497         pc_tree->vertical[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5498         pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5499         pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
5500         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col + hbs,
5501                     output_enabled, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
5502       }
5503       break;
5504     case PARTITION_HORZ:
5505       pc_tree->horizontal[0].pred_pixel_ready = 1;
5506       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
5507                           subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
5508       pc_tree->horizontal[0].mic = *xd->mi[0];
5509       pc_tree->horizontal[0].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5510       pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5511       pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
5512       encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
5513                   subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
5514
5515       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
5516         pc_tree->horizontal[1].pred_pixel_ready = 1;
5517         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row + hbs, mi_col, dummy_cost,
5518                             subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
5519         pc_tree->horizontal[1].mic = *xd->mi[0];
5520         pc_tree->horizontal[1].mbmi_ext = *x->mbmi_ext;
5521         pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
5522         pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
5523         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row + hbs, mi_col,
5524                     output_enabled, subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
5525       }
5526       break;
5527     default:
5528       assert(partition == PARTITION_SPLIT);
5529       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
5530       if (bsize == BLOCK_8X8) {
5531         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile_data, x, mi_row, mi_col, dummy_cost,
5532                             subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
5533         encode_b_rt(cpi, td, tile_info, tp, mi_row, mi_col, output_enabled,
5534                     subsize, pc_tree->leaf_split[0]);
5535       } else {
5536         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col, subsize,
5537                             output_enabled, dummy_cost, pc_tree->split[0]);
5538         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs, tp, mi_row,
5539                             mi_col + hbs, subsize, output_enabled, dummy_cost,
5540                             pc_tree->split[1]);
5541         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis, tp,
5542                             mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
5543                             dummy_cost, pc_tree->split[2]);
5544         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi + hbs * mis + hbs, tp,
5545                             mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
5546                             dummy_cost, pc_tree->split[3]);
5547       }
5548       break;
5549   }
5550
5551   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
5552     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
5553 }
5554
5555 // Get a prediction(stored in x->est_pred) for the whole 64x64 superblock.
5556 static void get_estimated_pred(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
5557                                MACROBLOCK *x, int mi_row, int mi_col) {
5558   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
5559   const int is_key_frame = frame_is_intra_only(cm);
5560   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
5561
5562   set_offsets(cpi, tile, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
5563
5564   if (!is_key_frame) {
5565     MODE_INFO *mi = xd->mi[0];
5566     YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
5567     const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12_g = NULL;
5568     const BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_32X32 + (mi_col + 4 < cm->mi_cols) * 2 +
5569                              (mi_row + 4 < cm->mi_rows);
5570     unsigned int y_sad_g, y_sad_thr;
5571     unsigned int y_sad = UINT_MAX;
5572
5573     assert(yv12 != NULL);
5574
5575     if (!(is_one_pass_cbr_svc(cpi) && cpi->svc.spatial_layer_id) ||
5576         cpi->svc.use_gf_temporal_ref_current_layer) {
5577       // For now, GOLDEN will not be used for non-zero spatial layers, since
5578       // it may not be a temporal reference.
5579       yv12_g = get_ref_frame_buffer(cpi, GOLDEN_FRAME);
5580     }
5581
5582     // Only compute y_sad_g (sad for golden reference) for speed < 8.
5583     if (cpi->oxcf.speed < 8 && yv12_g && yv12_g != yv12 &&
5584         (cpi->ref_frame_flags & VP9_GOLD_FLAG)) {
5585       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
5586                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
5587       y_sad_g = cpi->fn_ptr[bsize].sdf(
5588           x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride, xd->plane[0].pre[0].buf,
5589           xd->plane[0].pre[0].stride);
5590     } else {
5591       y_sad_g = UINT_MAX;
5592     }
5593
5594     if (cpi->oxcf.lag_in_frames > 0 && cpi->oxcf.rc_mode == VPX_VBR &&
5595         cpi->rc.is_src_frame_alt_ref) {
5596       yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, ALTREF_FRAME);
5597       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
5598                            &cm->frame_refs[ALTREF_FRAME - 1].sf);
5599       mi->ref_frame[0] = ALTREF_FRAME;
5600       y_sad_g = UINT_MAX;
5601     } else {
5602       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col,
5603                            &cm->frame_refs[LAST_FRAME - 1].sf);
5604       mi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
5605     }
5606     mi->ref_frame[1] = NONE;
5607     mi->sb_type = BLOCK_64X64;
5608     mi->mv[0].as_int = 0;
5609     mi->interp_filter = BILINEAR;
5610
5611     {
5612       const MV dummy_mv = { 0, 0 };
5613       y_sad = vp9_int_pro_motion_estimation(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col,
5614                                             &dummy_mv);
5615       x->sb_use_mv_part = 1;
5616       x->sb_mvcol_part = mi->mv[0].as_mv.col;
5617       x->sb_mvrow_part = mi->mv[0].as_mv.row;
5618     }
5619
5620     // Pick ref frame for partitioning, bias last frame when y_sad_g and y_sad
5621     // are close if short_circuit_low_temp_var is on.
5622     y_sad_thr = cpi->sf.short_circuit_low_temp_var ? (y_sad * 7) >> 3 : y_sad;
5623     if (y_sad_g < y_sad_thr) {
5624       vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12_g, mi_row, mi_col,
5625                            &cm->frame_refs[GOLDEN_FRAME - 1].sf);
5626       mi->ref_frame[0] = GOLDEN_FRAME;
5627       mi->mv[0].as_int = 0;
5628     } else {
5629       x->pred_mv[LAST_FRAME] = mi->mv[0].as_mv;
5630     }
5631
5632     set_ref_ptrs(cm, xd, mi->ref_frame[0], mi->ref_frame[1]);
5633     xd->plane[0].dst.buf = x->est_pred;
5634     xd->plane[0].dst.stride = 64;
5635     vp9_build_inter_predictors_sb(xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
5636   } else {
5637 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
5638     switch (xd->bd) {
5639       case 8: memset(x->est_pred, 128, 64 * 64 * sizeof(x->est_pred[0])); break;
5640       case 10:
5641         memset(x->est_pred, 128 * 4, 64 * 64 * sizeof(x->est_pred[0]));
5642         break;
5643       case 12:
5644         memset(x->est_pred, 128 * 16, 64 * 64 * sizeof(x->est_pred[0]));
5645         break;
5646     }
5647 #else
5648     memset(x->est_pred, 128, 64 * 64 * sizeof(x->est_pred[0]));
5649 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
5650   }
5651 }
5652
5653 static void encode_nonrd_sb_row(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td,
5654                                 TileDataEnc *tile_data, int mi_row,
5655                                 TOKENEXTRA **tp) {
5656   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
5657   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
5658   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
5659   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
5660   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
5661   const int mi_col_start = tile_info->mi_col_start;
5662   const int mi_col_end = tile_info->mi_col_end;
5663   int mi_col;
5664   const int sb_row = mi_row >> MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
5665   const int num_sb_cols =
5666       get_num_cols(tile_data->tile_info, MI_BLOCK_SIZE_LOG2);
5667   int sb_col_in_tile;
5668
5669   // Initialize the left context for the new SB row
5670   memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
5671   memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
5672
5673   // Code each SB in the row
5674   for (mi_col = mi_col_start, sb_col_in_tile = 0; mi_col < mi_col_end;
5675        mi_col += MI_BLOCK_SIZE, ++sb_col_in_tile) {
5676     const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
5677     RD_COST dummy_rdc;
5678     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
5679     MODE_INFO **mi = cm->mi_grid_visible + idx_str;
5680     PARTITION_SEARCH_TYPE partition_search_type = sf->partition_search_type;
5681     BLOCK_SIZE bsize = BLOCK_64X64;
5682     int seg_skip = 0;
5683     int i;
5684
5685     (*(cpi->row_mt_sync_read_ptr))(&tile_data->row_mt_sync, sb_row,
5686                                    sb_col_in_tile);
5687
5688     if (cpi->use_skin_detection) {
5689       vp9_compute_skin_sb(cpi, BLOCK_16X16, mi_row, mi_col);
5690     }
5691
5692     x->source_variance = UINT_MAX;
5693     for (i = 0; i < MAX_REF_FRAMES; ++i) {
5694       x->pred_mv[i].row = INT16_MAX;
5695       x->pred_mv[i].col = INT16_MAX;
5696     }
5697     vp9_rd_cost_init(&dummy_rdc);
5698     x->color_sensitivity[0] = 0;
5699     x->color_sensitivity[1] = 0;
5700     x->sb_is_skin = 0;
5701     x->skip_low_source_sad = 0;
5702     x->lowvar_highsumdiff = 0;
5703     x->content_state_sb = 0;
5704     x->zero_temp_sad_source = 0;
5705     x->sb_use_mv_part = 0;
5706     x->sb_mvcol_part = 0;
5707     x->sb_mvrow_part = 0;
5708     x->sb_pickmode_part = 0;
5709     x->arf_frame_usage = 0;
5710     x->lastgolden_frame_usage = 0;
5711
5712     if (seg->enabled) {
5713       const uint8_t *const map =
5714           seg->update_map ? cpi->segmentation_map : cm->last_frame_seg_map;
5715       int segment_id = get_segment_id(cm, map, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col);
5716       seg_skip = segfeature_active(seg, segment_id, SEG_LVL_SKIP);
5717       if (seg_skip) {
5718         partition_search_type = FIXED_PARTITION;
5719       }
5720     }
5721
5722     if (cpi->compute_source_sad_onepass && cpi->sf.use_source_sad) {
5723       int shift = cpi->Source->y_stride * (mi_row << 3) + (mi_col << 3);
5724       int sb_offset2 = ((cm->mi_cols + 7) >> 3) * (mi_row >> 3) + (mi_col >> 3);
5725       int64_t source_sad = avg_source_sad(cpi, x, shift, sb_offset2);
5726       if (sf->adapt_partition_source_sad &&
5727           (cpi->oxcf.rc_mode == VPX_VBR && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref &&
5728            source_sad > sf->adapt_partition_thresh &&
5729            (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)))
5730         partition_search_type = REFERENCE_PARTITION;
5731     }
5732
5733     // Set the partition type of the 64X64 block
5734     switch (partition_search_type) {
5735       case VAR_BASED_PARTITION:
5736         // TODO(jingning, marpan): The mode decision and encoding process
5737         // support both intra and inter sub8x8 block coding for RTC mode.
5738         // Tune the thresholds accordingly to use sub8x8 block coding for
5739         // coding performance improvement.
5740         choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
5741         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
5742                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
5743         break;
5744       case ML_BASED_PARTITION:
5745         get_estimated_pred(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
5746         x->max_partition_size = BLOCK_64X64;
5747         x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
5748         x->sb_pickmode_part = 1;
5749         nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col,
5750                              BLOCK_64X64, &dummy_rdc, 1, INT64_MAX,
5751                              td->pc_root);
5752         break;
5753       case SOURCE_VAR_BASED_PARTITION:
5754         set_source_var_based_partition(cpi, tile_info, x, mi, mi_row, mi_col);
5755         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
5756                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
5757         break;
5758       case FIXED_PARTITION:
5759         if (!seg_skip) bsize = sf->always_this_block_size;
5760         set_fixed_partitioning(cpi, tile_info, mi, mi_row, mi_col, bsize);
5761         nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
5762                             BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
5763         break;
5764       default:
5765         assert(partition_search_type == REFERENCE_PARTITION);
5766         x->sb_pickmode_part = 1;
5767         set_offsets(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
5768         // Use nonrd_pick_partition on scene-cut for VBR mode.
5769         // nonrd_pick_partition does not support 4x4 partition, so avoid it
5770         // on key frame for now.
5771         if ((cpi->oxcf.rc_mode == VPX_VBR && cpi->rc.high_source_sad &&
5772              cpi->oxcf.speed < 6 && !frame_is_intra_only(cm) &&
5773              (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame))) {
5774           // Use lower max_partition_size for low resoultions.
5775           if (cm->width <= 352 && cm->height <= 288)
5776             x->max_partition_size = BLOCK_32X32;
5777           else
5778             x->max_partition_size = BLOCK_64X64;
5779           x->min_partition_size = BLOCK_8X8;
5780           nonrd_pick_partition(cpi, td, tile_data, tp, mi_row, mi_col,
5781                                BLOCK_64X64, &dummy_rdc, 1, INT64_MAX,
5782                                td->pc_root);
5783         } else {
5784           choose_partitioning(cpi, tile_info, x, mi_row, mi_col);
5785           // TODO(marpan): Seems like nonrd_select_partition does not support
5786           // 4x4 partition. Since 4x4 is used on key frame, use this switch
5787           // for now.
5788           if (frame_is_intra_only(cm))
5789             nonrd_use_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
5790                                 BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
5791           else
5792             nonrd_select_partition(cpi, td, tile_data, mi, tp, mi_row, mi_col,
5793                                    BLOCK_64X64, 1, &dummy_rdc, td->pc_root);
5794         }
5795
5796         break;
5797     }
5798
5799     // Update ref_frame usage for inter frame if this group is ARF group.
5800     if (!cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && !cpi->refresh_golden_frame &&
5801         !cpi->refresh_alt_ref_frame && cpi->rc.alt_ref_gf_group &&
5802         cpi->sf.use_altref_onepass) {
5803       int sboffset = ((cm->mi_cols + 7) >> 3) * (mi_row >> 3) + (mi_col >> 3);
5804       if (cpi->count_arf_frame_usage != NULL)
5805         cpi->count_arf_frame_usage[sboffset] = x->arf_frame_usage;
5806       if (cpi->count_lastgolden_frame_usage != NULL)
5807         cpi->count_lastgolden_frame_usage[sboffset] = x->lastgolden_frame_usage;
5808     }
5809
5810     (*(cpi->row_mt_sync_write_ptr))(&tile_data->row_mt_sync, sb_row,
5811                                     sb_col_in_tile, num_sb_cols);
5812   }
5813 }
5814 // end RTC play code
5815
5816 static INLINE uint32_t variance(const diff *const d) {
5817   return d->sse - (uint32_t)(((int64_t)d->sum * d->sum) >> 8);
5818 }
5819
5820 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
5821 static INLINE uint32_t variance_highbd(diff *const d) {
5822   const int64_t var = (int64_t)d->sse - (((int64_t)d->sum * d->sum) >> 8);
5823   return (var >= 0) ? (uint32_t)var : 0;
5824 }
5825 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
5826
5827 static int set_var_thresh_from_histogram(VP9_COMP *cpi) {
5828   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
5829   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
5830
5831   const uint8_t *src = cpi->Source->y_buffer;
5832   const uint8_t *last_src = cpi->Last_Source->y_buffer;
5833   const int src_stride = cpi->Source->y_stride;
5834   const int last_stride = cpi->Last_Source->y_stride;
5835
5836   // Pick cutoff threshold
5837   const int cutoff = (VPXMIN(cm->width, cm->height) >= 720)
5838                          ? (cm->MBs * VAR_HIST_LARGE_CUT_OFF / 100)
5839                          : (cm->MBs * VAR_HIST_SMALL_CUT_OFF / 100);
5840   DECLARE_ALIGNED(16, int, hist[VAR_HIST_BINS]);
5841   diff *var16 = cpi->source_diff_var;
5842
5843   int sum = 0;
5844   int i, j;
5845
5846   memset(hist, 0, VAR_HIST_BINS * sizeof(hist[0]));
5847
5848   for (i = 0; i < cm->mb_rows; i++) {
5849     for (j = 0; j < cm->mb_cols; j++) {
5850 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
5851       if (cm->use_highbitdepth) {
5852         switch (cm->bit_depth) {
5853           case VPX_BITS_8:
5854             vpx_highbd_8_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
5855                                      &var16->sse, &var16->sum);
5856             var16->var = variance(var16);
5857             break;
5858           case VPX_BITS_10:
5859             vpx_highbd_10_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
5860                                       &var16->sse, &var16->sum);
5861             var16->var = variance_highbd(var16);
5862             break;
5863           default:
5864             assert(cm->bit_depth == VPX_BITS_12);
5865             vpx_highbd_12_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
5866                                       &var16->sse, &var16->sum);
5867             var16->var = variance_highbd(var16);
5868             break;
5869         }
5870       } else {
5871         vpx_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride, &var16->sse,
5872                         &var16->sum);
5873         var16->var = variance(var16);
5874       }
5875 #else
5876       vpx_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride, &var16->sse,
5877                       &var16->sum);
5878       var16->var = variance(var16);
5879 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
5880
5881       if (var16->var >= VAR_HIST_MAX_BG_VAR)
5882         hist[VAR_HIST_BINS - 1]++;
5883       else
5884         hist[var16->var / VAR_HIST_FACTOR]++;
5885
5886       src += 16;
5887       last_src += 16;
5888       var16++;
5889     }
5890
5891     src = src - cm->mb_cols * 16 + 16 * src_stride;
5892     last_src = last_src - cm->mb_cols * 16 + 16 * last_stride;
5893   }
5894
5895   cpi->source_var_thresh = 0;
5896
5897   if (hist[VAR_HIST_BINS - 1] < cutoff) {
5898     for (i = 0; i < VAR_HIST_BINS - 1; i++) {
5899       sum += hist[i];
5900
5901       if (sum > cutoff) {
5902         cpi->source_var_thresh = (i + 1) * VAR_HIST_FACTOR;
5903         return 0;
5904       }
5905     }
5906   }
5907
5908   return sf->search_type_check_frequency;
5909 }
5910
5911 static void source_var_based_partition_search_method(VP9_COMP *cpi) {
5912   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
5913   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
5914
5915   if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
5916     // For key frame, use SEARCH_PARTITION.
5917     sf->partition_search_type = SEARCH_PARTITION;
5918   } else if (cm->intra_only) {
5919     sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
5920   } else {
5921     if (cm->last_width != cm->width || cm->last_height != cm->height) {
5922       if (cpi->source_diff_var) vpx_free(cpi->source_diff_var);
5923
5924       CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->source_diff_var,
5925                       vpx_calloc(cm->MBs, sizeof(diff)));
5926     }
5927
5928     if (!cpi->frames_till_next_var_check)
5929       cpi->frames_till_next_var_check = set_var_thresh_from_histogram(cpi);
5930
5931     if (cpi->frames_till_next_var_check > 0) {
5932       sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
5933       cpi->frames_till_next_var_check--;
5934     }
5935   }
5936 }
5937
5938 static int get_skip_encode_frame(const VP9_COMMON *cm, ThreadData *const td) {
5939   unsigned int intra_count = 0, inter_count = 0;
5940   int j;
5941
5942   for (j = 0; j < INTRA_INTER_CONTEXTS; ++j) {
5943     intra_count += td->counts->intra_inter[j][0];
5944     inter_count += td->counts->intra_inter[j][1];
5945   }
5946
5947   return (intra_count << 2) < inter_count && cm->frame_type != KEY_FRAME &&
5948          cm->show_frame;
5949 }
5950
5951 void vp9_init_tile_data(VP9_COMP *cpi) {
5952   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
5953   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
5954   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
5955   int tile_col, tile_row;
5956   TOKENEXTRA *pre_tok = cpi->tile_tok[0][0];
5957   TOKENLIST *tplist = cpi->tplist[0][0];
5958   int tile_tok = 0;
5959   int tplist_count = 0;
5960
5961   if (cpi->tile_data == NULL || cpi->allocated_tiles < tile_cols * tile_rows) {
5962     if (cpi->tile_data != NULL) vpx_free(cpi->tile_data);
5963     CHECK_MEM_ERROR(
5964         cm, cpi->tile_data,
5965         vpx_malloc(tile_cols * tile_rows * sizeof(*cpi->tile_data)));
5966     cpi->allocated_tiles = tile_cols * tile_rows;
5967
5968     for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
5969       for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
5970         TileDataEnc *tile_data =
5971             &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
5972         int i, j;
5973         for (i = 0; i < BLOCK_SIZES; ++i) {
5974           for (j = 0; j < MAX_MODES; ++j) {
5975             tile_data->thresh_freq_fact[i][j] = RD_THRESH_INIT_FACT;
5976 #if CONFIG_CONSISTENT_RECODE
5977             tile_data->thresh_freq_fact_prev[i][j] = RD_THRESH_INIT_FACT;
5978 #endif
5979             tile_data->mode_map[i][j] = j;
5980           }
5981         }
5982 #if CONFIG_MULTITHREAD
5983         tile_data->row_base_thresh_freq_fact = NULL;
5984 #endif
5985       }
5986   }
5987
5988   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row) {
5989     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
5990       TileDataEnc *this_tile = &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
5991       TileInfo *tile_info = &this_tile->tile_info;
5992       if (cpi->sf.adaptive_rd_thresh_row_mt &&
5993           this_tile->row_base_thresh_freq_fact == NULL)
5994         vp9_row_mt_alloc_rd_thresh(cpi, this_tile);
5995       vp9_tile_init(tile_info, cm, tile_row, tile_col);
5996
5997       cpi->tile_tok[tile_row][tile_col] = pre_tok + tile_tok;
5998       pre_tok = cpi->tile_tok[tile_row][tile_col];
5999       tile_tok = allocated_tokens(*tile_info);
6000
6001       cpi->tplist[tile_row][tile_col] = tplist + tplist_count;
6002       tplist = cpi->tplist[tile_row][tile_col];
6003       tplist_count = get_num_vert_units(*tile_info, MI_BLOCK_SIZE_LOG2);
6004     }
6005   }
6006 }
6007
6008 void vp9_encode_sb_row(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, int tile_row,
6009                        int tile_col, int mi_row) {
6010   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
6011   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
6012   TileDataEnc *this_tile = &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
6013   const TileInfo *const tile_info = &this_tile->tile_info;
6014   TOKENEXTRA *tok = NULL;
6015   int tile_sb_row;
6016   int tile_mb_cols = (tile_info->mi_col_end - tile_info->mi_col_start + 1) >> 1;
6017
6018   tile_sb_row = mi_cols_aligned_to_sb(mi_row - tile_info->mi_row_start) >>
6019                 MI_BLOCK_SIZE_LOG2;
6020   get_start_tok(cpi, tile_row, tile_col, mi_row, &tok);
6021   cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].start = tok;
6022
6023   if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
6024     encode_nonrd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
6025 #if !CONFIG_REALTIME_ONLY
6026   else
6027     encode_rd_sb_row(cpi, td, this_tile, mi_row, &tok);
6028 #endif
6029
6030   cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].stop = tok;
6031   cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].count =
6032       (unsigned int)(cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].stop -
6033                      cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].start);
6034   assert(tok - cpi->tplist[tile_row][tile_col][tile_sb_row].start <=
6035          get_token_alloc(MI_BLOCK_SIZE >> 1, tile_mb_cols));
6036
6037   (void)tile_mb_cols;
6038 }
6039
6040 void vp9_encode_tile(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, int tile_row,
6041                      int tile_col) {
6042   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
6043   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
6044   TileDataEnc *this_tile = &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
6045   const TileInfo *const tile_info = &this_tile->tile_info;
6046   const int mi_row_start = tile_info->mi_row_start;
6047   const int mi_row_end = tile_info->mi_row_end;
6048   int mi_row;
6049
6050   for (mi_row = mi_row_start; mi_row < mi_row_end; mi_row += MI_BLOCK_SIZE)
6051     vp9_encode_sb_row(cpi, td, tile_row, tile_col, mi_row);
6052 }
6053
6054 static void encode_tiles(VP9_COMP *cpi) {
6055   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
6056   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
6057   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
6058   int tile_col, tile_row;
6059
6060   vp9_init_tile_data(cpi);
6061
6062   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
6063     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col)
6064       vp9_encode_tile(cpi, &cpi->td, tile_row, tile_col);
6065 }
6066
6067 #if CONFIG_FP_MB_STATS
6068 static int input_fpmb_stats(FIRSTPASS_MB_STATS *firstpass_mb_stats,
6069                             VP9_COMMON *cm, uint8_t **this_frame_mb_stats) {
6070   uint8_t *mb_stats_in = firstpass_mb_stats->mb_stats_start +
6071                          cm->current_video_frame * cm->MBs * sizeof(uint8_t);
6072
6073   if (mb_stats_in > firstpass_mb_stats->mb_stats_end) return EOF;
6074
6075   *this_frame_mb_stats = mb_stats_in;
6076
6077   return 1;
6078 }
6079 #endif
6080
6081 static int compare_kmeans_data(const void *a, const void *b) {
6082   if (((const KMEANS_DATA *)a)->value > ((const KMEANS_DATA *)b)->value) {
6083     return 1;
6084   } else if (((const KMEANS_DATA *)a)->value <
6085              ((const KMEANS_DATA *)b)->value) {
6086     return -1;
6087   } else {
6088     return 0;
6089   }
6090 }
6091
6092 static void compute_boundary_ls(const double *ctr_ls, int k,
6093                                 double *boundary_ls) {
6094   // boundary_ls[j] is the upper bound of data centered at ctr_ls[j]
6095   int j;
6096   for (j = 0; j < k - 1; ++j) {
6097     boundary_ls[j] = (ctr_ls[j] + ctr_ls[j + 1]) / 2.;
6098   }
6099   boundary_ls[k - 1] = DBL_MAX;
6100 }
6101
6102 int vp9_get_group_idx(double value, double *boundary_ls, int k) {
6103   int group_idx = 0;
6104   while (value >= boundary_ls[group_idx]) {
6105     ++group_idx;
6106     if (group_idx == k - 1) {
6107       break;
6108     }
6109   }
6110   return group_idx;
6111 }
6112
6113 void vp9_kmeans(double *ctr_ls, double *boundary_ls, int *count_ls, int k,
6114                 KMEANS_DATA *arr, int size) {
6115   int i, j;
6116   int itr;
6117   int group_idx;
6118   double sum[MAX_KMEANS_GROUPS];
6119   int count[MAX_KMEANS_GROUPS];
6120
6121   vpx_clear_system_state();
6122
6123   assert(k >= 2 && k <= MAX_KMEANS_GROUPS);
6124
6125   qsort(arr, size, sizeof(*arr), compare_kmeans_data);
6126
6127   // initialize the center points
6128   for (j = 0; j < k; ++j) {
6129     ctr_ls[j] = arr[(size * (2 * j + 1)) / (2 * k)].value;
6130   }
6131
6132   for (itr = 0; itr < 10; ++itr) {
6133     compute_boundary_ls(ctr_ls, k, boundary_ls);
6134     for (i = 0; i < MAX_KMEANS_GROUPS; ++i) {
6135       sum[i] = 0;
6136       count[i] = 0;
6137     }
6138
6139     // Both the data and centers are sorted in ascending order.
6140     // As each data point is processed in order, its corresponding group index
6141     // can only increase. So we only need to reset the group index to zero here.
6142     group_idx = 0;
6143     for (i = 0; i < size; ++i) {
6144       while (arr[i].value >= boundary_ls[group_idx]) {
6145         // place samples into clusters
6146         ++group_idx;
6147         if (group_idx == k - 1) {
6148           break;
6149         }
6150       }
6151       sum[group_idx] += arr[i].value;
6152       ++count[group_idx];
6153     }
6154
6155     for (group_idx = 0; group_idx < k; ++group_idx) {
6156       if (count[group_idx] > 0)
6157         ctr_ls[group_idx] = sum[group_idx] / count[group_idx];
6158
6159       sum[group_idx] = 0;
6160       count[group_idx] = 0;
6161     }
6162   }
6163
6164   // compute group_idx, boundary_ls and count_ls
6165   for (j = 0; j < k; ++j) {
6166     count_ls[j] = 0;
6167   }
6168   compute_boundary_ls(ctr_ls, k, boundary_ls);
6169   group_idx = 0;
6170   for (i = 0; i < size; ++i) {
6171     while (arr[i].value >= boundary_ls[group_idx]) {
6172       ++group_idx;
6173       if (group_idx == k - 1) {
6174         break;
6175       }
6176     }
6177     arr[i].group_idx = group_idx;
6178     ++count_ls[group_idx];
6179   }
6180 }
6181
6182 static void encode_frame_internal(VP9_COMP *cpi) {
6183   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
6184   ThreadData *const td = &cpi->td;
6185   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
6186   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
6187   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
6188   const int gf_group_index = cpi->twopass.gf_group.index;
6189
6190   xd->mi = cm->mi_grid_visible;
6191   xd->mi[0] = cm->mi;
6192   vp9_zero(*td->counts);
6193   vp9_zero(cpi->td.rd_counts);
6194
6195   xd->lossless = cm->base_qindex == 0 && cm->y_dc_delta_q == 0 &&
6196                  cm->uv_dc_delta_q == 0 && cm->uv_ac_delta_q == 0;
6197
6198 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
6199   if (cm->use_highbitdepth)
6200     x->fwd_txfm4x4 = xd->lossless ? vp9_highbd_fwht4x4 : vpx_highbd_fdct4x4;
6201   else
6202     x->fwd_txfm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vpx_fdct4x4;
6203   x->highbd_inv_txfm_add =
6204       xd->lossless ? vp9_highbd_iwht4x4_add : vp9_highbd_idct4x4_add;
6205 #else
6206   x->fwd_txfm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vpx_fdct4x4;
6207 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
6208   x->inv_txfm_add = xd->lossless ? vp9_iwht4x4_add : vp9_idct4x4_add;
6209 #if CONFIG_CONSISTENT_RECODE
6210   x->optimize = sf->optimize_coefficients == 1 && cpi->oxcf.pass != 1;
6211 #endif
6212   if (xd->lossless) x->optimize = 0;
6213   x->sharpness = cpi->oxcf.sharpness;
6214   x->adjust_rdmult_by_segment = (cpi->oxcf.aq_mode == VARIANCE_AQ);
6215
6216   cm->tx_mode = select_tx_mode(cpi, xd);
6217
6218   vp9_frame_init_quantizer(cpi);
6219
6220   vp9_initialize_rd_consts(cpi);
6221   vp9_initialize_me_consts(cpi, x, cm->base_qindex);
6222   init_encode_frame_mb_context(cpi);
6223   cm->use_prev_frame_mvs =
6224       !cm->error_resilient_mode && cm->width == cm->last_width &&
6225       cm->height == cm->last_height && !cm->intra_only && cm->last_show_frame;
6226   // Special case: set prev_mi to NULL when the previous mode info
6227   // context cannot be used.
6228   cm->prev_mi =
6229       cm->use_prev_frame_mvs ? cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 : NULL;
6230
6231   x->quant_fp = cpi->sf.use_quant_fp;
6232   vp9_zero(x->skip_txfm);
6233   if (sf->use_nonrd_pick_mode) {
6234     // Initialize internal buffer pointers for rtc coding, where non-RD
6235     // mode decision is used and hence no buffer pointer swap needed.
6236     int i;
6237     struct macroblock_plane *const p = x->plane;
6238     struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
6239     PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &cpi->td.pc_root->none;
6240
6241     for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
6242       p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
6243       p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
6244       pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
6245       p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
6246     }
6247     vp9_zero(x->zcoeff_blk);
6248
6249     if (cm->frame_type != KEY_FRAME && cpi->rc.frames_since_golden == 0 &&
6250         !(cpi->oxcf.lag_in_frames > 0 && cpi->oxcf.rc_mode == VPX_VBR) &&
6251         !cpi->use_svc)
6252       cpi->ref_frame_flags &= (~VP9_GOLD_FLAG);
6253
6254     if (sf->partition_search_type == SOURCE_VAR_BASED_PARTITION)
6255       source_var_based_partition_search_method(cpi);
6256   } else if (gf_group_index && gf_group_index < MAX_ARF_GOP_SIZE &&
6257              cpi->sf.enable_tpl_model) {
6258     TplDepFrame *tpl_frame = &cpi->tpl_stats[cpi->twopass.gf_group.index];
6259     TplDepStats *tpl_stats = tpl_frame->tpl_stats_ptr;
6260
6261     int tpl_stride = tpl_frame->stride;
6262     int64_t intra_cost_base = 0;
6263     int64_t mc_dep_cost_base = 0;
6264     int row, col;
6265
6266     for (row = 0; row < cm->mi_rows && tpl_frame->is_valid; ++row) {
6267       for (col = 0; col < cm->mi_cols; ++col) {
6268         TplDepStats *this_stats = &tpl_stats[row * tpl_stride + col];
6269         intra_cost_base += this_stats->intra_cost;
6270         mc_dep_cost_base += this_stats->mc_dep_cost;
6271       }
6272     }
6273
6274     vpx_clear_system_state();
6275
6276     if (tpl_frame->is_valid)
6277       cpi->rd.r0 = (double)intra_cost_base / mc_dep_cost_base;
6278   }
6279
6280   // Frame segmentation
6281   if (cpi->oxcf.aq_mode == PERCEPTUAL_AQ) build_kmeans_segmentation(cpi);
6282
6283   {
6284     struct vpx_usec_timer emr_timer;
6285     vpx_usec_timer_start(&emr_timer);
6286
6287 #if CONFIG_FP_MB_STATS
6288     if (cpi->use_fp_mb_stats) {
6289       input_fpmb_stats(&cpi->twopass.firstpass_mb_stats, cm,
6290                        &cpi->twopass.this_frame_mb_stats);
6291     }
6292 #endif
6293
6294     if (!cpi->row_mt) {
6295       cpi->row_mt_sync_read_ptr = vp9_row_mt_sync_read_dummy;
6296       cpi->row_mt_sync_write_ptr = vp9_row_mt_sync_write_dummy;
6297       // If allowed, encoding tiles in parallel with one thread handling one
6298       // tile when row based multi-threading is disabled.
6299       if (VPXMIN(cpi->oxcf.max_threads, 1 << cm->log2_tile_cols) > 1)
6300         vp9_encode_tiles_mt(cpi);
6301       else
6302         encode_tiles(cpi);
6303     } else {
6304       cpi->row_mt_sync_read_ptr = vp9_row_mt_sync_read;
6305       cpi->row_mt_sync_write_ptr = vp9_row_mt_sync_write;
6306       vp9_encode_tiles_row_mt(cpi);
6307     }
6308
6309     vpx_usec_timer_mark(&emr_timer);
6310     cpi->time_encode_sb_row += vpx_usec_timer_elapsed(&emr_timer);
6311   }
6312
6313   sf->skip_encode_frame =
6314       sf->skip_encode_sb ? get_skip_encode_frame(cm, td) : 0;
6315
6316 #if 0
6317   // Keep record of the total distortion this time around for future use
6318   cpi->last_frame_distortion = cpi->frame_distortion;
6319 #endif
6320 }
6321
6322 static INTERP_FILTER get_interp_filter(
6323     const int64_t threshes[SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS], int is_alt_ref) {
6324   if (!is_alt_ref && threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP] &&
6325       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP_SHARP] &&
6326       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
6327     return EIGHTTAP_SMOOTH;
6328   } else if (threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[EIGHTTAP] &&
6329              threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
6330     return EIGHTTAP_SHARP;
6331   } else if (threshes[EIGHTTAP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
6332     return EIGHTTAP;
6333   } else {
6334     return SWITCHABLE;
6335   }
6336 }
6337
6338 static int compute_frame_aq_offset(struct VP9_COMP *cpi) {
6339   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
6340   MODE_INFO **mi_8x8_ptr = cm->mi_grid_visible;
6341   struct segmentation *const seg = &cm->seg;
6342
6343   int mi_row, mi_col;
6344   int sum_delta = 0;
6345   int map_index = 0;
6346   int qdelta_index;
6347   int segment_id;
6348
6349   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; mi_row++) {
6350     MODE_INFO **mi_8x8 = mi_8x8_ptr;
6351     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; mi_col++, mi_8x8++) {
6352       segment_id = mi_8x8[0]->segment_id;
6353       qdelta_index = get_segdata(seg, segment_id, SEG_LVL_ALT_Q);
6354       sum_delta += qdelta_index;
6355       map_index++;
6356     }
6357     mi_8x8_ptr += cm->mi_stride;
6358   }
6359
6360   return sum_delta / (cm->mi_rows * cm->mi_cols);
6361 }
6362
6363 #if CONFIG_CONSISTENT_RECODE
6364 static void restore_encode_params(VP9_COMP *cpi) {
6365   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
6366   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
6367   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
6368   int tile_col, tile_row;
6369   int i, j;
6370   RD_OPT *rd_opt = &cpi->rd;
6371   for (i = 0; i < MAX_REF_FRAMES; i++) {
6372     for (j = 0; j < REFERENCE_MODES; j++)
6373       rd_opt->prediction_type_threshes[i][j] =
6374           rd_opt->prediction_type_threshes_prev[i][j];
6375
6376     for (j = 0; j < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; j++)
6377       rd_opt->filter_threshes[i][j] = rd_opt->filter_threshes_prev[i][j];
6378   }
6379
6380   if (cpi->tile_data != NULL) {
6381     for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row)
6382       for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
6383         TileDataEnc *tile_data =
6384             &cpi->tile_data[tile_row * tile_cols + tile_col];
6385         for (i = 0; i < BLOCK_SIZES; ++i) {
6386           for (j = 0; j < MAX_MODES; ++j) {
6387             tile_data->thresh_freq_fact[i][j] =
6388                 tile_data->thresh_freq_fact_prev[i][j];
6389           }
6390         }
6391       }
6392   }
6393
6394   cm->interp_filter = cpi->sf.default_interp_filter;
6395 }
6396 #endif
6397
6398 void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
6399   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
6400
6401 #if CONFIG_CONSISTENT_RECODE
6402   restore_encode_params(cpi);
6403 #endif
6404
6405 #if CONFIG_MISMATCH_DEBUG
6406   mismatch_reset_frame(MAX_MB_PLANE);
6407 #endif
6408
6409   // In the longer term the encoder should be generalized to match the
6410   // decoder such that we allow compound where one of the 3 buffers has a
6411   // different sign bias and that buffer is then the fixed ref. However, this
6412   // requires further work in the rd loop. For now the only supported encoder
6413   // side behavior is where the ALT ref buffer has opposite sign bias to
6414   // the other two.
6415   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
6416     if (vp9_compound_reference_allowed(cm)) {
6417       cpi->allow_comp_inter_inter = 1;
6418       vp9_setup_compound_reference_mode(cm);
6419     } else {
6420       cpi->allow_comp_inter_inter = 0;
6421     }
6422   }
6423
6424   if (cpi->sf.frame_parameter_update) {
6425     int i;
6426     RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
6427     FRAME_COUNTS *counts = cpi->td.counts;
6428     RD_COUNTS *const rdc = &cpi->td.rd_counts;
6429
6430     // This code does a single RD pass over the whole frame assuming
6431     // either compound, single or hybrid prediction as per whatever has
6432     // worked best for that type of frame in the past.
6433     // It also predicts whether another coding mode would have worked
6434     // better than this coding mode. If that is the case, it remembers
6435     // that for subsequent frames.
6436     // It also does the same analysis for transform size selection.
6437     const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
6438     int64_t *const mode_thrs = rd_opt->prediction_type_threshes[frame_type];
6439     int64_t *const filter_thrs = rd_opt->filter_threshes[frame_type];
6440     const int is_alt_ref = frame_type == ALTREF_FRAME;
6441
6442     /* prediction (compound, single or hybrid) mode selection */
6443     if (is_alt_ref || !cpi->allow_comp_inter_inter)
6444       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
6445     else if (mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] &&
6446              mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT] &&
6447              check_dual_ref_flags(cpi) && cpi->static_mb_pct == 100)
6448       cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
6449     else if (mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] > mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT])
6450       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
6451     else
6452       cm->reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
6453
6454     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE)
6455       cm->interp_filter = get_interp_filter(filter_thrs, is_alt_ref);
6456
6457     encode_frame_internal(cpi);
6458
6459     for (i = 0; i < REFERENCE_MODES; ++i)
6460       mode_thrs[i] = (mode_thrs[i] + rdc->comp_pred_diff[i] / cm->MBs) / 2;
6461
6462     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
6463       filter_thrs[i] = (filter_thrs[i] + rdc->filter_diff[i] / cm->MBs) / 2;
6464
6465     if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
6466       int single_count_zero = 0;
6467       int comp_count_zero = 0;
6468
6469       for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++) {
6470         single_count_zero += counts->comp_inter[i][0];
6471         comp_count_zero += counts->comp_inter[i][1];
6472       }
6473
6474       if (comp_count_zero == 0) {
6475         cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
6476         vp9_zero(counts->comp_inter);
6477       } else if (single_count_zero == 0) {
6478         cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
6479         vp9_zero(counts->comp_inter);
6480       }
6481     }
6482
6483     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
6484       int count4x4 = 0;
6485       int count8x8_lp = 0, count8x8_8x8p = 0;
6486       int count16x16_16x16p = 0, count16x16_lp = 0;
6487       int count32x32 = 0;
6488
6489       for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; ++i) {
6490         count4x4 += counts->tx.p32x32[i][TX_4X4];
6491         count4x4 += counts->tx.p16x16[i][TX_4X4];
6492         count4x4 += counts->tx.p8x8[i][TX_4X4];
6493
6494         count8x8_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_8X8];
6495         count8x8_lp += counts->tx.p16x16[i][TX_8X8];
6496         count8x8_8x8p += counts->tx.p8x8[i][TX_8X8];
6497
6498         count16x16_16x16p += counts->tx.p16x16[i][TX_16X16];
6499         count16x16_lp += counts->tx.p32x32[i][TX_16X16];
6500         count32x32 += counts->tx.p32x32[i][TX_32X32];
6501       }
6502       if (count4x4 == 0 && count16x16_lp == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
6503           count32x32 == 0) {
6504         cm->tx_mode = ALLOW_8X8;
6505         reset_skip_tx_size(cm, TX_8X8);
6506       } else if (count8x8_8x8p == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
6507                  count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count32x32 == 0) {
6508         cm->tx_mode = ONLY_4X4;
6509         reset_skip_tx_size(cm, TX_4X4);
6510       } else if (count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count4x4 == 0) {
6511         cm->tx_mode = ALLOW_32X32;
6512       } else if (count32x32 == 0 && count8x8_lp == 0 && count4x4 == 0) {
6513         cm->tx_mode = ALLOW_16X16;
6514         reset_skip_tx_size(cm, TX_16X16);
6515       }
6516     }
6517   } else {
6518     FRAME_COUNTS *counts = cpi->td.counts;
6519     cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
6520     if (cpi->allow_comp_inter_inter && cpi->sf.use_compound_nonrd_pickmode &&
6521         cpi->rc.alt_ref_gf_group && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref &&
6522         cm->frame_type != KEY_FRAME)
6523       cm->reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
6524
6525     encode_frame_internal(cpi);
6526
6527     if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
6528       int single_count_zero = 0;
6529       int comp_count_zero = 0;
6530       int i;
6531       for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++) {
6532         single_count_zero += counts->comp_inter[i][0];
6533         comp_count_zero += counts->comp_inter[i][1];
6534       }
6535       if (comp_count_zero == 0) {
6536         cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
6537         vp9_zero(counts->comp_inter);
6538       } else if (single_count_zero == 0) {
6539         cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
6540         vp9_zero(counts->comp_inter);
6541       }
6542     }
6543   }
6544
6545   // If segmented AQ is enabled compute the average AQ weighting.
6546   if (cm->seg.enabled && (cpi->oxcf.aq_mode != NO_AQ) &&
6547       (cm->seg.update_map || cm->seg.update_data)) {
6548     cm->seg.aq_av_offset = compute_frame_aq_offset(cpi);
6549   }
6550 }
6551
6552 static void sum_intra_stats(FRAME_COUNTS *counts, const MODE_INFO *mi) {
6553   const PREDICTION_MODE y_mode = mi->mode;
6554   const PREDICTION_MODE uv_mode = mi->uv_mode;
6555   const BLOCK_SIZE bsize = mi->sb_type;
6556
6557   if (bsize < BLOCK_8X8) {
6558     int idx, idy;
6559     const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
6560     const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
6561     for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h)
6562       for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w)
6563         ++counts->y_mode[0][mi->bmi[idy * 2 + idx].as_mode];
6564   } else {
6565     ++counts->y_mode[size_group_lookup[bsize]][y_mode];
6566   }
6567
6568   ++counts->uv_mode[y_mode][uv_mode];
6569 }
6570
6571 static void update_zeromv_cnt(VP9_COMP *const cpi, const MODE_INFO *const mi,
6572                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
6573   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
6574   MV mv = mi->mv[0].as_mv;
6575   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
6576   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
6577   const int xmis = VPXMIN(cm->mi_cols - mi_col, bw);
6578   const int ymis = VPXMIN(cm->mi_rows - mi_row, bh);
6579   const int block_index = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
6580   int x, y;
6581   for (y = 0; y < ymis; y++)
6582     for (x = 0; x < xmis; x++) {
6583       int map_offset = block_index + y * cm->mi_cols + x;
6584       if (mi->ref_frame[0] == LAST_FRAME && is_inter_block(mi) &&
6585           mi->segment_id <= CR_SEGMENT_ID_BOOST2) {
6586         if (abs(mv.row) < 8 && abs(mv.col) < 8) {
6587           if (cpi->consec_zero_mv[map_offset] < 255)
6588             cpi->consec_zero_mv[map_offset]++;
6589         } else {
6590           cpi->consec_zero_mv[map_offset] = 0;
6591         }
6592       }
6593     }
6594 }
6595
6596 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, ThreadData *td, TOKENEXTRA **t,
6597                               int output_enabled, int mi_row, int mi_col,
6598                               BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
6599   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
6600   MACROBLOCK *const x = &td->mb;
6601   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
6602   MODE_INFO *mi = xd->mi[0];
6603   const int seg_skip =
6604       segfeature_active(&cm->seg, mi->segment_id, SEG_LVL_SKIP);
6605   x->skip_recode = !x->select_tx_size && mi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
6606                    cpi->oxcf.aq_mode != COMPLEXITY_AQ &&
6607                    cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ &&
6608                    cpi->sf.allow_skip_recode;
6609
6610   if (!x->skip_recode && !cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
6611     memset(x->skip_txfm, 0, sizeof(x->skip_txfm));
6612
6613   x->skip_optimize = ctx->is_coded;
6614   ctx->is_coded = 1;
6615   x->use_lp32x32fdct = cpi->sf.use_lp32x32fdct;
6616   x->skip_encode = (!output_enabled && cpi->sf.skip_encode_frame &&
6617                     x->q_index < QIDX_SKIP_THRESH);
6618
6619   if (x->skip_encode) return;
6620
6621   if (!is_inter_block(mi)) {
6622     int plane;
6623 #if CONFIG_BETTER_HW_COMPATIBILITY && CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
6624     if ((xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) &&
6625         (xd->above_mi == NULL || xd->left_mi == NULL) &&
6626         need_top_left[mi->uv_mode])
6627       assert(0);
6628 #endif  // CONFIG_BETTER_HW_COMPATIBILITY && CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
6629     mi->skip = 1;
6630     for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane)
6631       vp9_encode_intra_block_plane(x, VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8), plane, 1);
6632     if (output_enabled) sum_intra_stats(td->counts, mi);
6633     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, seg_skip,
6634                     VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
6635   } else {
6636     int ref;
6637     const int is_compound = has_second_ref(mi);
6638     set_ref_ptrs(cm, xd, mi->ref_frame[0], mi->ref_frame[1]);
6639     for (ref = 0; ref < 1 + is_compound; ++ref) {
6640       YV12_BUFFER_CONFIG *cfg = get_ref_frame_buffer(cpi, mi->ref_frame[ref]);
6641       assert(cfg != NULL);
6642       vp9_setup_pre_planes(xd, ref, cfg, mi_row, mi_col,
6643                            &xd->block_refs[ref]->sf);
6644     }
6645     if (!(cpi->sf.reuse_inter_pred_sby && ctx->pred_pixel_ready) || seg_skip)
6646       vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col,
6647                                      VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
6648
6649     vp9_build_inter_predictors_sbuv(xd, mi_row, mi_col,
6650                                     VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
6651
6652 #if CONFIG_MISMATCH_DEBUG
6653     if (output_enabled) {
6654       int plane;
6655       for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane) {
6656         const struct macroblockd_plane *pd = &xd->plane[plane];
6657         int pixel_c, pixel_r;
6658         const BLOCK_SIZE plane_bsize =
6659             get_plane_block_size(VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8), &xd->plane[plane]);
6660         const int bw = get_block_width(plane_bsize);
6661         const int bh = get_block_height(plane_bsize);
6662         mi_to_pixel_loc(&pixel_c, &pixel_r, mi_col, mi_row, 0, 0,
6663                         pd->subsampling_x, pd->subsampling_y);
6664
6665         mismatch_record_block_pre(pd->dst.buf, pd->dst.stride, plane, pixel_c,
6666                                   pixel_r, bw, bh,
6667                                   xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH);
6668       }
6669     }
6670 #endif
6671
6672     vp9_encode_sb(x, VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8), mi_row, mi_col, output_enabled);
6673     vp9_tokenize_sb(cpi, td, t, !output_enabled, seg_skip,
6674                     VPXMAX(bsize, BLOCK_8X8));
6675   }
6676
6677   if (seg_skip) {
6678     assert(mi->skip);
6679   }
6680
6681   if (output_enabled) {
6682     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT && mi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
6683         !(is_inter_block(mi) && mi->skip)) {
6684       ++get_tx_counts(max_txsize_lookup[bsize], get_tx_size_context(xd),
6685                       &td->counts->tx)[mi->tx_size];
6686     } else {
6687       // The new intra coding scheme requires no change of transform size
6688       if (is_inter_block(mi)) {
6689         mi->tx_size = VPXMIN(tx_mode_to_biggest_tx_size[cm->tx_mode],
6690                              max_txsize_lookup[bsize]);
6691       } else {
6692         mi->tx_size = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi->tx_size : TX_4X4;
6693       }
6694     }
6695
6696     ++td->counts->tx.tx_totals[mi->tx_size];
6697     ++td->counts->tx.tx_totals[get_uv_tx_size(mi, &xd->plane[1])];
6698     if (cm->seg.enabled && cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
6699       vp9_cyclic_refresh_update_sb_postencode(cpi, mi, mi_row, mi_col, bsize);
6700     if (cpi->oxcf.pass == 0 && cpi->svc.temporal_layer_id == 0 &&
6701         (!cpi->use_svc ||
6702          (cpi->use_svc &&
6703           !cpi->svc.layer_context[cpi->svc.temporal_layer_id].is_key_frame &&
6704           cpi->svc.spatial_layer_id == cpi->svc.number_spatial_layers - 1)))
6705       update_zeromv_cnt(cpi, mi, mi_row, mi_col, bsize);
6706   }
6707 }