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