src/third_party/libvpx/source/libvpx/vp9/encoder/vp9_encodeframe.c

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2010 The WebM project authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  *  Use of this source code is governed by a BSD-style license
   5  *  that can be found in the LICENSE file in the root of the source
   6  *  tree. An additional intellectual property rights grant can be found
   7  *  in the file PATENTS.  All contributing project authors may
   8  *  be found in the AUTHORS file in the root of the source tree.
   9  */
  10
  11 #include <limits.h>
  12 #include <math.h>
  13 #include <stdio.h>
  14
  15 #include "./vp9_rtcd.h"
  16 #include "./vpx_config.h"
  17
  18 #include "vpx_ports/vpx_timer.h"
  19
  20 #include "vp9/common/vp9_common.h"
  21 #include "vp9/common/vp9_entropy.h"
  22 #include "vp9/common/vp9_entropymode.h"
  23 #include "vp9/common/vp9_idct.h"
  24 #include "vp9/common/vp9_mvref_common.h"
  25 #include "vp9/common/vp9_pred_common.h"
  26 #include "vp9/common/vp9_quant_common.h"
  27 #include "vp9/common/vp9_reconintra.h"
  28 #include "vp9/common/vp9_reconinter.h"
  29 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
  30 #include "vp9/common/vp9_systemdependent.h"
  31 #include "vp9/common/vp9_tile_common.h"
  32
  33 #include "vp9/encoder/vp9_aq_complexity.h"
  34 #include "vp9/encoder/vp9_aq_cyclicrefresh.h"
  35 #include "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
  36 #include "vp9/encoder/vp9_encodeframe.h"
  37 #include "vp9/encoder/vp9_encodemb.h"
  38 #include "vp9/encoder/vp9_encodemv.h"
  39 #include "vp9/encoder/vp9_extend.h"
  40 #include "vp9/encoder/vp9_pickmode.h"
  41 #include "vp9/encoder/vp9_rd.h"
  42 #include "vp9/encoder/vp9_rdopt.h"
  43 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  44 #include "vp9/encoder/vp9_tokenize.h"
  45
  46 #define GF_ZEROMV_ZBIN_BOOST 0
  47 #define LF_ZEROMV_ZBIN_BOOST 0
  48 #define MV_ZBIN_BOOST        0
  49 #define SPLIT_MV_ZBIN_BOOST  0
  50 #define INTRA_ZBIN_BOOST     0
  51
  52 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
  53                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
  54                               PICK_MODE_CONTEXT *ctx);
  55
  56 // Motion vector component magnitude threshold for defining fast motion.
  57 #define FAST_MOTION_MV_THRESH 24
  58
  59 // This is used as a reference when computing the source variance for the
  60 //  purposes of activity masking.
  61 // Eventually this should be replaced by custom no-reference routines,
  62 //  which will be faster.
  63 static const uint8_t VP9_VAR_OFFS[64] = {
  64     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  65     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  66     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  67     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  68     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  69     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  70     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  71     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  72 };
  73
  74 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
  75 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_8[64] = {
  76     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  77     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  78     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  79     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  80     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  81     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  82     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128,
  83     128, 128, 128, 128, 128, 128, 128, 128
  84 };
  85
  86 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_10[64] = {
  87     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  88     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  89     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  90     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  91     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  92     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  93     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4,
  94     128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4, 128*4
  95 };
  96
  97 static const uint16_t VP9_HIGH_VAR_OFFS_12[64] = {
  98     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
  99     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
 100     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
 101     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
 102     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
 103     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
 104     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16,
 105     128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16, 128*16
 106 };
 107 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 108
 109 static unsigned int get_sby_perpixel_variance(VP9_COMP *cpi,
 110                                               const struct buf_2d *ref,
 111                                               BLOCK_SIZE bs) {
 112   unsigned int sse;
 113   const unsigned int var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 114                                               VP9_VAR_OFFS, 0, &sse);
 115   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 116 }
 117
 118 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 119 static unsigned int high_get_sby_perpixel_variance(
 120     VP9_COMP *cpi, const struct buf_2d *ref, BLOCK_SIZE bs, int bd) {
 121   unsigned int var, sse;
 122   switch (bd) {
 123     case 10:
 124       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 125                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10),
 126                                0, &sse);
 127       break;
 128     case 12:
 129       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 130                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12),
 131                                0, &sse);
 132       break;
 133     case 8:
 134     default:
 135       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 136                                CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8),
 137                                0, &sse);
 138       break;
 139   }
 140   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 141 }
 142 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 143
 144 static unsigned int get_sby_perpixel_diff_variance(VP9_COMP *cpi,
 145                                                    const struct buf_2d *ref,
 146                                                    int mi_row, int mi_col,
 147                                                    BLOCK_SIZE bs) {
 148   const YV12_BUFFER_CONFIG *last = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 149   const uint8_t* last_y = &last->y_buffer[mi_row * MI_SIZE * last->y_stride +
 150                                               mi_col * MI_SIZE];
 151   unsigned int sse;
 152   const unsigned int var = cpi->fn_ptr[bs].vf(ref->buf, ref->stride,
 153                                               last_y, last->y_stride, &sse);
 154   return ROUND_POWER_OF_TWO(var, num_pels_log2_lookup[bs]);
 155 }
 156
 157 static BLOCK_SIZE get_rd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi,
 158                                                    int mi_row,
 159                                                    int mi_col) {
 160   unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &cpi->mb.plane[0].src,
 161                                                     mi_row, mi_col,
 162                                                     BLOCK_64X64);
 163   if (var < 8)
 164     return BLOCK_64X64;
 165   else if (var < 128)
 166     return BLOCK_32X32;
 167   else if (var < 2048)
 168     return BLOCK_16X16;
 169   else
 170     return BLOCK_8X8;
 171 }
 172
 173 static BLOCK_SIZE get_nonrd_var_based_fixed_partition(VP9_COMP *cpi,
 174                                                       int mi_row,
 175                                                       int mi_col) {
 176   unsigned int var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &cpi->mb.plane[0].src,
 177                                                     mi_row, mi_col,
 178                                                     BLOCK_64X64);
 179   if (var < 4)
 180     return BLOCK_64X64;
 181   else if (var < 10)
 182     return BLOCK_32X32;
 183   else
 184     return BLOCK_16X16;
 185 }
 186
 187 // Lighter version of set_offsets that only sets the mode info
 188 // pointers.
 189 static INLINE void set_modeinfo_offsets(VP9_COMMON *const cm,
 190                                         MACROBLOCKD *const xd,
 191                                         int mi_row,
 192                                         int mi_col) {
 193   const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
 194   xd->mi = cm->mi + idx_str;
 195   xd->mi[0].src_mi = &xd->mi[0];
 196 }
 197
 198 static void set_offsets(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 199                         int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize) {
 200   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 201   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 202   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 203   MB_MODE_INFO *mbmi;
 204   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 205   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 206   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 207
 208   set_skip_context(xd, mi_row, mi_col);
 209
 210   set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
 211
 212   mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
 213
 214   // Set up destination pointers.
 215   vp9_setup_dst_planes(xd->plane, get_frame_new_buffer(cm), mi_row, mi_col);
 216
 217   // Set up limit values for MV components.
 218   // Mv beyond the range do not produce new/different prediction block.
 219   x->mv_row_min = -(((mi_row + mi_height) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 220   x->mv_col_min = -(((mi_col + mi_width) * MI_SIZE) + VP9_INTERP_EXTEND);
 221   x->mv_row_max = (cm->mi_rows - mi_row) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 222   x->mv_col_max = (cm->mi_cols - mi_col) * MI_SIZE + VP9_INTERP_EXTEND;
 223
 224   // Set up distance of MB to edge of frame in 1/8th pel units.
 225   assert(!(mi_col & (mi_width - 1)) && !(mi_row & (mi_height - 1)));
 226   set_mi_row_col(xd, tile, mi_row, mi_height, mi_col, mi_width,
 227                  cm->mi_rows, cm->mi_cols);
 228
 229   // Set up source buffers.
 230   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
 231
 232   // R/D setup.
 233   x->rddiv = cpi->rd.RDDIV;
 234   x->rdmult = cpi->rd.RDMULT;
 235
 236   // Setup segment ID.
 237   if (seg->enabled) {
 238     if (cpi->oxcf.aq_mode != VARIANCE_AQ) {
 239       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
 240                                                  : cm->last_frame_seg_map;
 241       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 242     }
 243     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 244
 245     x->encode_breakout = cpi->segment_encode_breakout[mbmi->segment_id];
 246   } else {
 247     mbmi->segment_id = 0;
 248     x->encode_breakout = cpi->encode_breakout;
 249   }
 250 }
 251
 252 static void duplicate_mode_info_in_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
 253                                       int mi_row, int mi_col,
 254                                       BLOCK_SIZE bsize) {
 255   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 256   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 257   int i, j;
 258   for (j = 0; j < block_height; ++j)
 259     for (i = 0; i < block_width; ++i) {
 260       if (mi_row + j < cm->mi_rows && mi_col + i < cm->mi_cols)
 261         xd->mi[j * xd->mi_stride + i].src_mi = &xd->mi[0];
 262     }
 263 }
 264
 265 static void set_block_size(VP9_COMP * const cpi,
 266                            int mi_row, int mi_col,
 267                            BLOCK_SIZE bsize) {
 268   if (cpi->common.mi_cols > mi_col && cpi->common.mi_rows > mi_row) {
 269     MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
 270     set_modeinfo_offsets(&cpi->common, xd, mi_row, mi_col);
 271     xd->mi[0].src_mi->mbmi.sb_type = bsize;
 272     duplicate_mode_info_in_sb(&cpi->common, xd, mi_row, mi_col, bsize);
 273   }
 274 }
 275
 276 typedef struct {
 277   int64_t sum_square_error;
 278   int64_t sum_error;
 279   int count;
 280   int variance;
 281 } var;
 282
 283 typedef struct {
 284   var none;
 285   var horz[2];
 286   var vert[2];
 287 } partition_variance;
 288
 289 typedef struct {
 290   partition_variance part_variances;
 291   var split[4];
 292 } v8x8;
 293
 294 typedef struct {
 295   partition_variance part_variances;
 296   v8x8 split[4];
 297 } v16x16;
 298
 299 typedef struct {
 300   partition_variance part_variances;
 301   v16x16 split[4];
 302 } v32x32;
 303
 304 typedef struct {
 305   partition_variance part_variances;
 306   v32x32 split[4];
 307 } v64x64;
 308
 309 typedef struct {
 310   partition_variance *part_variances;
 311   var *split[4];
 312 } variance_node;
 313
 314 typedef enum {
 315   V16X16,
 316   V32X32,
 317   V64X64,
 318 } TREE_LEVEL;
 319
 320 static void tree_to_node(void *data, BLOCK_SIZE bsize, variance_node *node) {
 321   int i;
 322   node->part_variances = NULL;
 323   vpx_memset(node->split, 0, sizeof(node->split));
 324   switch (bsize) {
 325     case BLOCK_64X64: {
 326       v64x64 *vt = (v64x64 *) data;
 327       node->part_variances = &vt->part_variances;
 328       for (i = 0; i < 4; i++)
 329         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 330       break;
 331     }
 332     case BLOCK_32X32: {
 333       v32x32 *vt = (v32x32 *) data;
 334       node->part_variances = &vt->part_variances;
 335       for (i = 0; i < 4; i++)
 336         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 337       break;
 338     }
 339     case BLOCK_16X16: {
 340       v16x16 *vt = (v16x16 *) data;
 341       node->part_variances = &vt->part_variances;
 342       for (i = 0; i < 4; i++)
 343         node->split[i] = &vt->split[i].part_variances.none;
 344       break;
 345     }
 346     case BLOCK_8X8: {
 347       v8x8 *vt = (v8x8 *) data;
 348       node->part_variances = &vt->part_variances;
 349       for (i = 0; i < 4; i++)
 350         node->split[i] = &vt->split[i];
 351       break;
 352     }
 353     default: {
 354       assert(0);
 355       break;
 356     }
 357   }
 358 }
 359
 360 // Set variance values given sum square error, sum error, count.
 361 static void fill_variance(int64_t s2, int64_t s, int c, var *v) {
 362   v->sum_square_error = s2;
 363   v->sum_error = s;
 364   v->count = c;
 365   if (c > 0)
 366     v->variance = (int)(256 *
 367                         (v->sum_square_error - v->sum_error * v->sum_error /
 368                          v->count) / v->count);
 369   else
 370     v->variance = 0;
 371 }
 372
 373 void sum_2_variances(const var *a, const var *b, var *r) {
 374   fill_variance(a->sum_square_error + b->sum_square_error,
 375                 a->sum_error + b->sum_error, a->count + b->count, r);
 376 }
 377
 378 static void fill_variance_tree(void *data, BLOCK_SIZE bsize) {
 379   variance_node node;
 380   tree_to_node(data, bsize, &node);
 381   sum_2_variances(node.split[0], node.split[1], &node.part_variances->horz[0]);
 382   sum_2_variances(node.split[2], node.split[3], &node.part_variances->horz[1]);
 383   sum_2_variances(node.split[0], node.split[2], &node.part_variances->vert[0]);
 384   sum_2_variances(node.split[1], node.split[3], &node.part_variances->vert[1]);
 385   sum_2_variances(&node.part_variances->vert[0], &node.part_variances->vert[1],
 386                   &node.part_variances->none);
 387 }
 388
 389 static int set_vt_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 390                                void *data,
 391                                BLOCK_SIZE bsize,
 392                                int mi_row,
 393                                int mi_col) {
 394   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 395   variance_node vt;
 396   const int block_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 397   const int block_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 398   // TODO(debargha): Choose this more intelligently.
 399   const int threshold_multiplier = cm->frame_type == KEY_FRAME ? 64 : 4;
 400   int64_t threshold =
 401       (int64_t)(threshold_multiplier *
 402                 vp9_convert_qindex_to_q(cm->base_qindex, cm->bit_depth));
 403   assert(block_height == block_width);
 404   tree_to_node(data, bsize, &vt);
 405
 406   // Split none is available only if we have more than half a block size
 407   // in width and height inside the visible image.
 408   if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 409       mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 410       vt.part_variances->none.variance < threshold) {
 411     set_block_size(cpi, mi_row, mi_col, bsize);
 412     return 1;
 413   }
 414
 415   // Only allow split for blocks above 16x16.
 416   if (bsize > BLOCK_16X16) {
 417     // Vertical split is available on all but the bottom border.
 418     if (mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 419         vt.part_variances->vert[0].variance < threshold &&
 420         vt.part_variances->vert[1].variance < threshold) {
 421       BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
 422       set_block_size(cpi, mi_row, mi_col, subsize);
 423       set_block_size(cpi, mi_row, mi_col + block_width / 2, subsize);
 424       return 1;
 425     }
 426
 427     // Horizontal split is available on all but the right border.
 428     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 429         vt.part_variances->horz[0].variance < threshold &&
 430         vt.part_variances->horz[1].variance < threshold) {
 431       BLOCK_SIZE subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
 432       set_block_size(cpi, mi_row, mi_col, subsize);
 433       set_block_size(cpi, mi_row + block_height / 2, mi_col, subsize);
 434       return 1;
 435     }
 436   }
 437
 438   // This will only allow 8x8 if the 16x16 variance is very large.
 439   if (bsize == BLOCK_16X16) {
 440     if (mi_col + block_width / 2 < cm->mi_cols &&
 441         mi_row + block_height / 2 < cm->mi_rows &&
 442         vt.part_variances->none.variance < (threshold << 6)) {
 443       set_block_size(cpi, mi_row, mi_col, bsize);
 444       return 1;
 445     }
 446   }
 447   return 0;
 448 }
 449
 450 // This function chooses partitioning based on the variance
 451 // between source and reconstructed last, where variance is
 452 // computed for 8x8 downsampled inputs. Some things to check:
 453 // using the last source rather than reconstructed last, and
 454 // allowing for small downsampling (4x4 or 2x2) for selection
 455 // of smaller block sizes (i.e., < 16x16).
 456 static void choose_partitioning(VP9_COMP *cpi,
 457                                 const TileInfo *const tile,
 458                                 int mi_row, int mi_col) {
 459   VP9_COMMON * const cm = &cpi->common;
 460   MACROBLOCK *x = &cpi->mb;
 461   MACROBLOCKD *xd = &cpi->mb.e_mbd;
 462
 463   int i, j, k;
 464   v64x64 vt;
 465   uint8_t *s;
 466   const uint8_t *d;
 467   int sp;
 468   int dp;
 469   int pixels_wide = 64, pixels_high = 64;
 470   int_mv nearest_mv, near_mv;
 471   const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, LAST_FRAME);
 472   const struct scale_factors *const sf = &cm->frame_refs[LAST_FRAME - 1].sf;
 473
 474   vp9_clear_system_state();
 475   vp9_zero(vt);
 476   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 477
 478   if (xd->mb_to_right_edge < 0)
 479     pixels_wide += (xd->mb_to_right_edge >> 3);
 480   if (xd->mb_to_bottom_edge < 0)
 481     pixels_high += (xd->mb_to_bottom_edge >> 3);
 482
 483   s = x->plane[0].src.buf;
 484   sp = x->plane[0].src.stride;
 485
 486   if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
 487     vp9_setup_pre_planes(xd, 0, yv12, mi_row, mi_col, sf);
 488
 489     xd->mi[0].src_mi->mbmi.ref_frame[0] = LAST_FRAME;
 490     xd->mi[0].src_mi->mbmi.sb_type = BLOCK_64X64;
 491     vp9_find_best_ref_mvs(xd, cm->allow_high_precision_mv,
 492                           xd->mi[0].src_mi->mbmi.ref_mvs[LAST_FRAME],
 493                           &nearest_mv, &near_mv);
 494
 495     xd->mi[0].src_mi->mbmi.mv[0] = nearest_mv;
 496     vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
 497
 498     d = xd->plane[0].dst.buf;
 499     dp = xd->plane[0].dst.stride;
 500   } else {
 501     d = VP9_VAR_OFFS;
 502     dp = 0;
 503 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 504     if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 505       switch (xd->bd) {
 506         case 10:
 507           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_10);
 508           break;
 509         case 12:
 510           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_12);
 511           break;
 512         case 8:
 513         default:
 514           d = CONVERT_TO_BYTEPTR(VP9_HIGH_VAR_OFFS_8);
 515           break;
 516       }
 517     }
 518 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 519   }
 520
 521   // Fill in the entire tree of 8x8 variances for splits.
 522   for (i = 0; i < 4; i++) {
 523     const int x32_idx = ((i & 1) << 5);
 524     const int y32_idx = ((i >> 1) << 5);
 525     for (j = 0; j < 4; j++) {
 526       const int x16_idx = x32_idx + ((j & 1) << 4);
 527       const int y16_idx = y32_idx + ((j >> 1) << 4);
 528       v16x16 *vst = &vt.split[i].split[j];
 529       for (k = 0; k < 4; k++) {
 530         int x_idx = x16_idx + ((k & 1) << 3);
 531         int y_idx = y16_idx + ((k >> 1) << 3);
 532         unsigned int sse = 0;
 533         int sum = 0;
 534
 535         if (x_idx < pixels_wide && y_idx < pixels_high) {
 536           int s_avg, d_avg;
 537 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 538           if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 539             s_avg = vp9_highbd_avg_8x8(s + y_idx * sp + x_idx, sp);
 540             d_avg = vp9_highbd_avg_8x8(d + y_idx * dp + x_idx, dp);
 541           } else {
 542             s_avg = vp9_avg_8x8(s + y_idx * sp + x_idx, sp);
 543             d_avg = vp9_avg_8x8(d + y_idx * dp + x_idx, dp);
 544           }
 545 #else
 546           s_avg = vp9_avg_8x8(s + y_idx * sp + x_idx, sp);
 547           d_avg = vp9_avg_8x8(d + y_idx * dp + x_idx, dp);
 548 #endif
 549           sum = s_avg - d_avg;
 550           sse = sum * sum;
 551         }
 552         // For an 8x8 block we have just one value the average of all 64
 553         // pixels,  so use 1.   This means of course that there is no variance
 554         // in an 8x8 block.
 555         fill_variance(sse, sum, 1, &vst->split[k].part_variances.none);
 556       }
 557     }
 558   }
 559   // Fill the rest of the variance tree by summing split partition values.
 560   for (i = 0; i < 4; i++) {
 561     for (j = 0; j < 4; j++) {
 562       fill_variance_tree(&vt.split[i].split[j], BLOCK_16X16);
 563     }
 564     fill_variance_tree(&vt.split[i], BLOCK_32X32);
 565   }
 566   fill_variance_tree(&vt, BLOCK_64X64);
 567
 568   // Now go through the entire structure,  splitting every block size until
 569   // we get to one that's got a variance lower than our threshold,  or we
 570   // hit 8x8.
 571   if ( mi_col + 8 > cm->mi_cols || mi_row + 8 > cm->mi_rows ||
 572       !set_vt_partitioning(cpi, &vt, BLOCK_64X64, mi_row, mi_col)) {
 573     for (i = 0; i < 4; ++i) {
 574       const int x32_idx = ((i & 1) << 2);
 575       const int y32_idx = ((i >> 1) << 2);
 576       if (!set_vt_partitioning(cpi, &vt.split[i], BLOCK_32X32,
 577                                (mi_row + y32_idx), (mi_col + x32_idx))) {
 578         for (j = 0; j < 4; ++j) {
 579           const int x16_idx = ((j & 1) << 1);
 580           const int y16_idx = ((j >> 1) << 1);
 581           // NOTE: Since this uses 8x8 downsampling for variance calculation
 582           // we cannot really select block size 8x8 (or even 8x16/16x8),
 583           // since we do not sufficient samples for variance.
 584           // For now, 8x8 partition is only set if the variance of the 16x16
 585           // block is very high. This is controlled in set_vt_partitioning.
 586           if (!set_vt_partitioning(cpi, &vt.split[i].split[j],
 587                                    BLOCK_16X16,
 588                                    mi_row + y32_idx + y16_idx,
 589                                    mi_col + x32_idx + x16_idx)) {
 590             for (k = 0; k < 4; ++k) {
 591               const int x8_idx = (k & 1);
 592               const int y8_idx = (k >> 1);
 593               set_block_size(cpi,
 594                              (mi_row + y32_idx + y16_idx + y8_idx),
 595                              (mi_col + x32_idx + x16_idx + x8_idx),
 596                              BLOCK_8X8);
 597             }
 598           }
 599         }
 600       }
 601     }
 602   }
 603 }
 604
 605 static void update_state(VP9_COMP *cpi, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
 606                          int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
 607                          int output_enabled) {
 608   int i, x_idx, y;
 609   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 610   RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
 611   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 612   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 613   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
 614   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
 615   MODE_INFO *mi = &ctx->mic;
 616   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
 617   MODE_INFO *mi_addr = &xd->mi[0];
 618   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
 619
 620   const int mis = cm->mi_stride;
 621   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 622   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 623   int max_plane;
 624
 625   assert(mi->mbmi.sb_type == bsize);
 626
 627   *mi_addr = *mi;
 628   mi_addr->src_mi = mi_addr;
 629
 630   // If segmentation in use
 631   if (seg->enabled && output_enabled) {
 632     // For in frame complexity AQ copy the segment id from the segment map.
 633     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
 634       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
 635                                                  : cm->last_frame_seg_map;
 636       mi_addr->mbmi.segment_id =
 637         vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 638     }
 639     // Else for cyclic refresh mode update the segment map, set the segment id
 640     // and then update the quantizer.
 641     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
 642       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, &xd->mi[0].src_mi->mbmi,
 643                                         mi_row, mi_col, bsize, 1);
 644     }
 645   }
 646
 647   max_plane = is_inter_block(mbmi) ? MAX_MB_PLANE : 1;
 648   for (i = 0; i < max_plane; ++i) {
 649     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][1];
 650     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][1];
 651     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][1];
 652     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][1];
 653   }
 654
 655   for (i = max_plane; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
 656     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][2];
 657     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][2];
 658     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][2];
 659     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][2];
 660   }
 661
 662   // Restore the coding context of the MB to that that was in place
 663   // when the mode was picked for it
 664   for (y = 0; y < mi_height; y++)
 665     for (x_idx = 0; x_idx < mi_width; x_idx++)
 666       if ((xd->mb_to_right_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_width > x_idx
 667         && (xd->mb_to_bottom_edge >> (3 + MI_SIZE_LOG2)) + mi_height > y) {
 668         xd->mi[x_idx + y * mis].src_mi = mi_addr;
 669       }
 670
 671   if (cpi->oxcf.aq_mode)
 672     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 673
 674   // FIXME(rbultje) I'm pretty sure this should go to the end of this block
 675   // (i.e. after the output_enabled)
 676   if (bsize < BLOCK_32X32) {
 677     if (bsize < BLOCK_16X16)
 678       ctx->tx_rd_diff[ALLOW_16X16] = ctx->tx_rd_diff[ALLOW_8X8];
 679     ctx->tx_rd_diff[ALLOW_32X32] = ctx->tx_rd_diff[ALLOW_16X16];
 680   }
 681
 682   if (is_inter_block(mbmi) && mbmi->sb_type < BLOCK_8X8) {
 683     mbmi->mv[0].as_int = mi->bmi[3].as_mv[0].as_int;
 684     mbmi->mv[1].as_int = mi->bmi[3].as_mv[1].as_int;
 685   }
 686
 687   x->skip = ctx->skip;
 688   vpx_memcpy(x->zcoeff_blk[mbmi->tx_size], ctx->zcoeff_blk,
 689              sizeof(uint8_t) * ctx->num_4x4_blk);
 690
 691   if (!output_enabled)
 692     return;
 693
 694   if (!vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP)) {
 695     for (i = 0; i < TX_MODES; i++)
 696       rd_opt->tx_select_diff[i] += ctx->tx_rd_diff[i];
 697   }
 698
 699 #if CONFIG_INTERNAL_STATS
 700   if (frame_is_intra_only(cm)) {
 701     static const int kf_mode_index[] = {
 702       THR_DC        /*DC_PRED*/,
 703       THR_V_PRED    /*V_PRED*/,
 704       THR_H_PRED    /*H_PRED*/,
 705       THR_D45_PRED  /*D45_PRED*/,
 706       THR_D135_PRED /*D135_PRED*/,
 707       THR_D117_PRED /*D117_PRED*/,
 708       THR_D153_PRED /*D153_PRED*/,
 709       THR_D207_PRED /*D207_PRED*/,
 710       THR_D63_PRED  /*D63_PRED*/,
 711       THR_TM        /*TM_PRED*/,
 712     };
 713     ++cpi->mode_chosen_counts[kf_mode_index[mbmi->mode]];
 714   } else {
 715     // Note how often each mode chosen as best
 716     ++cpi->mode_chosen_counts[ctx->best_mode_index];
 717   }
 718 #endif
 719   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
 720     if (is_inter_block(mbmi)) {
 721       vp9_update_mv_count(cm, xd);
 722
 723       if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
 724         const int ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
 725         ++cm->counts.switchable_interp[ctx][mbmi->interp_filter];
 726       }
 727     }
 728
 729     rd_opt->comp_pred_diff[SINGLE_REFERENCE] += ctx->single_pred_diff;
 730     rd_opt->comp_pred_diff[COMPOUND_REFERENCE] += ctx->comp_pred_diff;
 731     rd_opt->comp_pred_diff[REFERENCE_MODE_SELECT] += ctx->hybrid_pred_diff;
 732
 733     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
 734       rd_opt->filter_diff[i] += ctx->best_filter_diff[i];
 735   }
 736 }
 737
 738 void vp9_setup_src_planes(MACROBLOCK *x, const YV12_BUFFER_CONFIG *src,
 739                           int mi_row, int mi_col) {
 740   uint8_t *const buffers[3] = {src->y_buffer, src->u_buffer, src->v_buffer };
 741   const int strides[3] = {src->y_stride, src->uv_stride, src->uv_stride };
 742   int i;
 743
 744   // Set current frame pointer.
 745   x->e_mbd.cur_buf = src;
 746
 747   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; i++)
 748     setup_pred_plane(&x->plane[i].src, buffers[i], strides[i], mi_row, mi_col,
 749                      NULL, x->e_mbd.plane[i].subsampling_x,
 750                      x->e_mbd.plane[i].subsampling_y);
 751 }
 752
 753 static void set_mode_info_seg_skip(MACROBLOCK *x, TX_MODE tx_mode, int *rate,
 754                                    int64_t *dist, BLOCK_SIZE bsize) {
 755   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 756   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
 757   INTERP_FILTER filter_ref;
 758
 759   if (xd->up_available)
 760     filter_ref = xd->mi[-xd->mi_stride].src_mi->mbmi.interp_filter;
 761   else if (xd->left_available)
 762     filter_ref = xd->mi[-1].src_mi->mbmi.interp_filter;
 763   else
 764     filter_ref = EIGHTTAP;
 765
 766   mbmi->sb_type = bsize;
 767   mbmi->mode = ZEROMV;
 768   mbmi->tx_size = MIN(max_txsize_lookup[bsize],
 769                       tx_mode_to_biggest_tx_size[tx_mode]);
 770   mbmi->skip = 1;
 771   mbmi->uv_mode = DC_PRED;
 772   mbmi->ref_frame[0] = LAST_FRAME;
 773   mbmi->ref_frame[1] = NONE;
 774   mbmi->mv[0].as_int = 0;
 775   mbmi->interp_filter = filter_ref;
 776
 777   xd->mi[0].src_mi->bmi[0].as_mv[0].as_int = 0;
 778   x->skip = 1;
 779
 780   *rate = 0;
 781   *dist = 0;
 782 }
 783
 784 static void rd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
 785                              int mi_row, int mi_col, RD_COST *rd_cost,
 786                              BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
 787                              int64_t best_rd) {
 788   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 789   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 790   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 791   MB_MODE_INFO *mbmi;
 792   struct macroblock_plane *const p = x->plane;
 793   struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
 794   const AQ_MODE aq_mode = cpi->oxcf.aq_mode;
 795   int i, orig_rdmult;
 796   double rdmult_ratio;
 797
 798   vp9_clear_system_state();
 799   rdmult_ratio = 1.0;  // avoid uninitialized warnings
 800
 801   // Use the lower precision, but faster, 32x32 fdct for mode selection.
 802   x->use_lp32x32fdct = 1;
 803
 804   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
 805   mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
 806   mbmi->sb_type = bsize;
 807
 808   for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
 809     p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
 810     p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
 811     pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
 812     p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
 813   }
 814   ctx->is_coded = 0;
 815   ctx->skippable = 0;
 816   x->skip_recode = 0;
 817
 818   // Set to zero to make sure we do not use the previous encoded frame stats
 819   mbmi->skip = 0;
 820
 821 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 822   if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 823     x->source_variance =
 824         high_get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize, xd->bd);
 825   } else {
 826     x->source_variance =
 827         get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
 828   }
 829 #else
 830   x->source_variance = get_sby_perpixel_variance(cpi, &x->plane[0].src, bsize);
 831 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 832
 833   // Save rdmult before it might be changed, so it can be restored later.
 834   orig_rdmult = x->rdmult;
 835
 836   if (aq_mode == VARIANCE_AQ) {
 837     const int energy = bsize <= BLOCK_16X16 ? x->mb_energy
 838                                             : vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
 839     if (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
 840         cpi->refresh_alt_ref_frame ||
 841         (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
 842       mbmi->segment_id = vp9_vaq_segment_id(energy);
 843     } else {
 844       const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
 845                                                     : cm->last_frame_seg_map;
 846       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
 847     }
 848
 849     rdmult_ratio = vp9_vaq_rdmult_ratio(energy);
 850     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
 851     vp9_clear_system_state();
 852     x->rdmult = (int)round(x->rdmult * rdmult_ratio);
 853   } else if (aq_mode == COMPLEXITY_AQ) {
 854     const int mi_offset = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
 855     unsigned char complexity = cpi->complexity_map[mi_offset];
 856     const int is_edge = (mi_row <= 1) || (mi_row >= (cm->mi_rows - 2)) ||
 857                         (mi_col <= 1) || (mi_col >= (cm->mi_cols - 2));
 858     if (!is_edge && (complexity > 128))
 859       x->rdmult += ((x->rdmult * (complexity - 128)) / 256);
 860   } else if (aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ) {
 861     const uint8_t *const map = cm->seg.update_map ? cpi->segmentation_map
 862                                                   : cm->last_frame_seg_map;
 863     // If segment 1, use rdmult for that segment.
 864     if (vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col))
 865       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
 866   }
 867
 868   // Find best coding mode & reconstruct the MB so it is available
 869   // as a predictor for MBs that follow in the SB
 870   if (frame_is_intra_only(cm)) {
 871     vp9_rd_pick_intra_mode_sb(cpi, x, rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
 872   } else {
 873     if (bsize >= BLOCK_8X8) {
 874       if (vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
 875         vp9_rd_pick_inter_mode_sb_seg_skip(cpi, x, rd_cost, bsize,
 876                                            ctx, best_rd);
 877       else
 878         vp9_rd_pick_inter_mode_sb(cpi, x, tile, mi_row, mi_col,
 879                                   rd_cost, bsize, ctx, best_rd);
 880     } else {
 881       vp9_rd_pick_inter_mode_sub8x8(cpi, x, tile, mi_row, mi_col, rd_cost,
 882                                     bsize, ctx, best_rd);
 883     }
 884   }
 885
 886   if (aq_mode == VARIANCE_AQ && rd_cost->rate != INT_MAX) {
 887     vp9_clear_system_state();
 888     rd_cost->rate = (int)round(rd_cost->rate * rdmult_ratio);
 889     rd_cost->rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, rd_cost->rate, rd_cost->dist);
 890   }
 891
 892   x->rdmult = orig_rdmult;
 893
 894   // TODO(jingning) The rate-distortion optimization flow needs to be
 895   // refactored to provide proper exit/return handle.
 896   if (rd_cost->rate == INT_MAX)
 897     rd_cost->rdcost = INT64_MAX;
 898 }
 899
 900 static void update_stats(VP9_COMMON *cm, const MACROBLOCK *x) {
 901   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 902   const MODE_INFO *const mi = xd->mi[0].src_mi;
 903   const MB_MODE_INFO *const mbmi = &mi->mbmi;
 904
 905   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
 906     const int seg_ref_active = vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id,
 907                                                      SEG_LVL_REF_FRAME);
 908     if (!seg_ref_active) {
 909       FRAME_COUNTS *const counts = &cm->counts;
 910       const int inter_block = is_inter_block(mbmi);
 911
 912       counts->intra_inter[vp9_get_intra_inter_context(xd)][inter_block]++;
 913
 914       // If the segment reference feature is enabled we have only a single
 915       // reference frame allowed for the segment so exclude it from
 916       // the reference frame counts used to work out probabilities.
 917       if (inter_block) {
 918         const MV_REFERENCE_FRAME ref0 = mbmi->ref_frame[0];
 919
 920         if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT)
 921           counts->comp_inter[vp9_get_reference_mode_context(cm, xd)]
 922                             [has_second_ref(mbmi)]++;
 923
 924         if (has_second_ref(mbmi)) {
 925           counts->comp_ref[vp9_get_pred_context_comp_ref_p(cm, xd)]
 926                           [ref0 == GOLDEN_FRAME]++;
 927         } else {
 928           counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p1(xd)][0]
 929                             [ref0 != LAST_FRAME]++;
 930           if (ref0 != LAST_FRAME)
 931             counts->single_ref[vp9_get_pred_context_single_ref_p2(xd)][1]
 932                               [ref0 != GOLDEN_FRAME]++;
 933         }
 934       }
 935     }
 936   }
 937 }
 938
 939 static void restore_context(VP9_COMP *cpi, int mi_row, int mi_col,
 940                             ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
 941                             ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
 942                             PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
 943                             BLOCK_SIZE bsize) {
 944   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 945   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 946   int p;
 947   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
 948   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
 949   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 950   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 951   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; p++) {
 952     vpx_memcpy(
 953         xd->above_context[p] + ((mi_col * 2) >> xd->plane[p].subsampling_x),
 954         a + num_4x4_blocks_wide * p,
 955         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
 956         xd->plane[p].subsampling_x);
 957     vpx_memcpy(
 958         xd->left_context[p]
 959             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
 960         l + num_4x4_blocks_high * p,
 961         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
 962         xd->plane[p].subsampling_y);
 963   }
 964   vpx_memcpy(xd->above_seg_context + mi_col, sa,
 965              sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
 966   vpx_memcpy(xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK), sl,
 967              sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
 968 }
 969
 970 static void save_context(VP9_COMP *cpi, int mi_row, int mi_col,
 971                          ENTROPY_CONTEXT a[16 * MAX_MB_PLANE],
 972                          ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE],
 973                          PARTITION_CONTEXT sa[8], PARTITION_CONTEXT sl[8],
 974                          BLOCK_SIZE bsize) {
 975   const MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
 976   const MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 977   int p;
 978   const int num_4x4_blocks_wide = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
 979   const int num_4x4_blocks_high = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
 980   int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
 981   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
 982
 983   // buffer the above/left context information of the block in search.
 984   for (p = 0; p < MAX_MB_PLANE; ++p) {
 985     vpx_memcpy(
 986         a + num_4x4_blocks_wide * p,
 987         xd->above_context[p] + (mi_col * 2 >> xd->plane[p].subsampling_x),
 988         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_wide) >>
 989         xd->plane[p].subsampling_x);
 990     vpx_memcpy(
 991         l + num_4x4_blocks_high * p,
 992         xd->left_context[p]
 993             + ((mi_row & MI_MASK) * 2 >> xd->plane[p].subsampling_y),
 994         (sizeof(ENTROPY_CONTEXT) * num_4x4_blocks_high) >>
 995         xd->plane[p].subsampling_y);
 996   }
 997   vpx_memcpy(sa, xd->above_seg_context + mi_col,
 998              sizeof(*xd->above_seg_context) * mi_width);
 999   vpx_memcpy(sl, xd->left_seg_context + (mi_row & MI_MASK),
1000              sizeof(xd->left_seg_context[0]) * mi_height);
1001 }
1002
1003 static void encode_b(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1004                      TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1005                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1006                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1007   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
1008   update_state(cpi, ctx, mi_row, mi_col, bsize, output_enabled);
1009   encode_superblock(cpi, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
1010
1011   if (output_enabled) {
1012     update_stats(&cpi->common, &cpi->mb);
1013
1014     (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1015     (*tp)++;
1016   }
1017 }
1018
1019 static void encode_sb(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1020                       TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1021                       int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1022                       PC_TREE *pc_tree) {
1023   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1024   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1025   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1026
1027   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
1028   int ctx;
1029   PARTITION_TYPE partition;
1030   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
1031
1032   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1033     return;
1034
1035   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1036     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1037     subsize = get_subsize(bsize, pc_tree->partitioning);
1038   } else {
1039     ctx = 0;
1040     subsize = BLOCK_4X4;
1041   }
1042
1043   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1044   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
1045     cm->counts.partition[ctx][partition]++;
1046
1047   switch (partition) {
1048     case PARTITION_NONE:
1049       encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1050                &pc_tree->none);
1051       break;
1052     case PARTITION_VERT:
1053       encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1054                &pc_tree->vertical[0]);
1055       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
1056         encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled, subsize,
1057                  &pc_tree->vertical[1]);
1058       }
1059       break;
1060     case PARTITION_HORZ:
1061       encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1062                &pc_tree->horizontal[0]);
1063       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
1064         encode_b(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled, subsize,
1065                  &pc_tree->horizontal[1]);
1066       }
1067       break;
1068     case PARTITION_SPLIT:
1069       if (bsize == BLOCK_8X8) {
1070         encode_b(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1071                  pc_tree->leaf_split[0]);
1072       } else {
1073         encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1074                   pc_tree->split[0]);
1075         encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled, subsize,
1076                   pc_tree->split[1]);
1077         encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled, subsize,
1078                   pc_tree->split[2]);
1079         encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
1080                   subsize, pc_tree->split[3]);
1081       }
1082       break;
1083     default:
1084       assert("Invalid partition type.");
1085       break;
1086   }
1087
1088   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1089     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1090 }
1091
1092 // Check to see if the given partition size is allowed for a specified number
1093 // of 8x8 block rows and columns remaining in the image.
1094 // If not then return the largest allowed partition size
1095 static BLOCK_SIZE find_partition_size(BLOCK_SIZE bsize,
1096                                       int rows_left, int cols_left,
1097                                       int *bh, int *bw) {
1098   if (rows_left <= 0 || cols_left <= 0) {
1099     return MIN(bsize, BLOCK_8X8);
1100   } else {
1101     for (; bsize > 0; bsize -= 3) {
1102       *bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1103       *bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1104       if ((*bh <= rows_left) && (*bw <= cols_left)) {
1105         break;
1106       }
1107     }
1108   }
1109   return bsize;
1110 }
1111
1112 static void set_partial_b64x64_partition(MODE_INFO *mi, int mis,
1113     int bh_in, int bw_in, int row8x8_remaining, int col8x8_remaining,
1114     BLOCK_SIZE bsize, MODE_INFO *mi_8x8) {
1115   int bh = bh_in;
1116   int r, c;
1117   for (r = 0; r < MI_BLOCK_SIZE; r += bh) {
1118     int bw = bw_in;
1119     for (c = 0; c < MI_BLOCK_SIZE; c += bw) {
1120       const int index = r * mis + c;
1121       mi_8x8[index].src_mi = mi + index;
1122       mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = find_partition_size(bsize,
1123           row8x8_remaining - r, col8x8_remaining - c, &bh, &bw);
1124     }
1125   }
1126 }
1127
1128 // This function attempts to set all mode info entries in a given SB64
1129 // to the same block partition size.
1130 // However, at the bottom and right borders of the image the requested size
1131 // may not be allowed in which case this code attempts to choose the largest
1132 // allowable partition.
1133 static void set_fixed_partitioning(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1134                                    MODE_INFO *mi_8x8, int mi_row, int mi_col,
1135                                    BLOCK_SIZE bsize) {
1136   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1137   const int mis = cm->mi_stride;
1138   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1139   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1140   int block_row, block_col;
1141   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1142   int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1143   int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1144
1145   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1146
1147   // Apply the requested partition size to the SB64 if it is all "in image"
1148   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1149       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1150     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
1151       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
1152         int index = block_row * mis + block_col;
1153         mi_8x8[index].src_mi = mi_upper_left + index;
1154         mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = bsize;
1155       }
1156     }
1157   } else {
1158     // Else this is a partial SB64.
1159     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw, row8x8_remaining,
1160         col8x8_remaining, bsize, mi_8x8);
1161   }
1162 }
1163
1164 static void copy_partitioning(VP9_COMMON *cm, MODE_INFO *mi_8x8,
1165   MODE_INFO *prev_mi_8x8) {
1166   const int mis = cm->mi_stride;
1167   int block_row, block_col;
1168
1169   for (block_row = 0; block_row < 8; ++block_row) {
1170     for (block_col = 0; block_col < 8; ++block_col) {
1171       MODE_INFO *const prev_mi =
1172           prev_mi_8x8[block_row * mis + block_col].src_mi;
1173       const BLOCK_SIZE sb_type = prev_mi ? prev_mi->mbmi.sb_type : 0;
1174
1175       if (prev_mi) {
1176         const ptrdiff_t offset = prev_mi - cm->prev_mi;
1177         mi_8x8[block_row * mis + block_col].src_mi = cm->mi + offset;
1178         mi_8x8[block_row * mis + block_col].src_mi->mbmi.sb_type = sb_type;
1179       }
1180     }
1181   }
1182 }
1183
1184 static void constrain_copy_partitioning(VP9_COMP *const cpi,
1185                                         const TileInfo *const tile,
1186                                         MODE_INFO *mi_8x8,
1187                                         MODE_INFO *prev_mi_8x8,
1188                                         int mi_row, int mi_col,
1189                                         BLOCK_SIZE bsize) {
1190   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1191   const int mis = cm->mi_stride;
1192   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1193   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1194   MODE_INFO *const mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1195   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
1196   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
1197   int block_row, block_col;
1198
1199   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1200
1201   // If the SB64 if it is all "in image".
1202   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1203       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1204     for (block_row = 0; block_row < MI_BLOCK_SIZE; block_row += bh) {
1205       for (block_col = 0; block_col < MI_BLOCK_SIZE; block_col += bw) {
1206         const int index = block_row * mis + block_col;
1207         MODE_INFO *prev_mi = prev_mi_8x8[index].src_mi;
1208         const BLOCK_SIZE sb_type = prev_mi ? prev_mi->mbmi.sb_type : 0;
1209         // Use previous partition if block size is not larger than bsize.
1210         if (prev_mi && sb_type <= bsize) {
1211           int block_row2, block_col2;
1212           for (block_row2 = 0; block_row2 < bh; ++block_row2) {
1213             for (block_col2 = 0; block_col2 < bw; ++block_col2) {
1214               const int index2 = (block_row + block_row2) * mis +
1215                   block_col + block_col2;
1216               prev_mi = prev_mi_8x8[index2].src_mi;
1217               if (prev_mi) {
1218                 const ptrdiff_t offset = prev_mi - cm->prev_mi;
1219                 mi_8x8[index2].src_mi = cm->mi + offset;
1220                 mi_8x8[index2].src_mi->mbmi.sb_type = prev_mi->mbmi.sb_type;
1221               }
1222             }
1223           }
1224         } else {
1225           // Otherwise, use fixed partition of size bsize.
1226           mi_8x8[index].src_mi = mi_upper_left + index;
1227           mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = bsize;
1228         }
1229       }
1230     }
1231   } else {
1232     // Else this is a partial SB64, copy previous partition.
1233     copy_partitioning(cm, mi_8x8, prev_mi_8x8);
1234   }
1235 }
1236
1237 const struct {
1238   int row;
1239   int col;
1240 } coord_lookup[16] = {
1241     // 32x32 index = 0
1242     {0, 0}, {0, 2}, {2, 0}, {2, 2},
1243     // 32x32 index = 1
1244     {0, 4}, {0, 6}, {2, 4}, {2, 6},
1245     // 32x32 index = 2
1246     {4, 0}, {4, 2}, {6, 0}, {6, 2},
1247     // 32x32 index = 3
1248     {4, 4}, {4, 6}, {6, 4}, {6, 6},
1249 };
1250
1251 static void set_source_var_based_partition(VP9_COMP *cpi,
1252                                            const TileInfo *const tile,
1253                                            MODE_INFO *mi_8x8,
1254                                            int mi_row, int mi_col) {
1255   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1256   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1257   const int mis = cm->mi_stride;
1258   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1259   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1260   MODE_INFO *mi_upper_left = cm->mi + mi_row * mis + mi_col;
1261
1262   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, mi_row, mi_col);
1263
1264   assert((row8x8_remaining > 0) && (col8x8_remaining > 0));
1265
1266   // In-image SB64
1267   if ((col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) &&
1268       (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE)) {
1269     int i, j;
1270     int index;
1271     diff d32[4];
1272     const int offset = (mi_row >> 1) * cm->mb_cols + (mi_col >> 1);
1273     int is_larger_better = 0;
1274     int use32x32 = 0;
1275     unsigned int thr = cpi->source_var_thresh;
1276
1277     vpx_memset(d32, 0, 4 * sizeof(diff));
1278
1279     for (i = 0; i < 4; i++) {
1280       diff *d16[4];
1281
1282       for (j = 0; j < 4; j++) {
1283         int b_mi_row = coord_lookup[i * 4 + j].row;
1284         int b_mi_col = coord_lookup[i * 4 + j].col;
1285         int boffset = b_mi_row / 2 * cm->mb_cols +
1286                       b_mi_col / 2;
1287
1288         d16[j] = cpi->source_diff_var + offset + boffset;
1289
1290         index = b_mi_row * mis + b_mi_col;
1291         mi_8x8[index].src_mi = mi_upper_left + index;
1292         mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = BLOCK_16X16;
1293
1294         // TODO(yunqingwang): If d16[j].var is very large, use 8x8 partition
1295         // size to further improve quality.
1296       }
1297
1298       is_larger_better = (d16[0]->var < thr) && (d16[1]->var < thr) &&
1299           (d16[2]->var < thr) && (d16[3]->var < thr);
1300
1301       // Use 32x32 partition
1302       if (is_larger_better) {
1303         use32x32 += 1;
1304
1305         for (j = 0; j < 4; j++) {
1306           d32[i].sse += d16[j]->sse;
1307           d32[i].sum += d16[j]->sum;
1308         }
1309
1310         d32[i].var = d32[i].sse - (((int64_t)d32[i].sum * d32[i].sum) >> 10);
1311
1312         index = coord_lookup[i*4].row * mis + coord_lookup[i*4].col;
1313         mi_8x8[index].src_mi = mi_upper_left + index;
1314         mi_8x8[index].src_mi->mbmi.sb_type = BLOCK_32X32;
1315       }
1316     }
1317
1318     if (use32x32 == 4) {
1319       thr <<= 1;
1320       is_larger_better = (d32[0].var < thr) && (d32[1].var < thr) &&
1321           (d32[2].var < thr) && (d32[3].var < thr);
1322
1323       // Use 64x64 partition
1324       if (is_larger_better) {
1325         mi_8x8[0].src_mi = mi_upper_left;
1326         mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type = BLOCK_64X64;
1327       }
1328     }
1329   } else {   // partial in-image SB64
1330     int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_16X16];
1331     int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_16X16];
1332     set_partial_b64x64_partition(mi_upper_left, mis, bh, bw,
1333         row8x8_remaining, col8x8_remaining, BLOCK_16X16, mi_8x8);
1334   }
1335 }
1336
1337 static int is_background(const VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1338                          int mi_row, int mi_col) {
1339   // This assumes the input source frames are of the same dimension.
1340   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1341   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1342   const int x = mi_col * MI_SIZE;
1343   const int y = mi_row * MI_SIZE;
1344   const int src_stride = cpi->Source->y_stride;
1345   const uint8_t *const src = &cpi->Source->y_buffer[y * src_stride + x];
1346   const int pre_stride = cpi->Last_Source->y_stride;
1347   const uint8_t *const pre = &cpi->Last_Source->y_buffer[y * pre_stride + x];
1348   int this_sad = 0;
1349   int threshold = 0;
1350
1351   if (row8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE &&
1352       col8x8_remaining >= MI_BLOCK_SIZE) {
1353     this_sad = cpi->fn_ptr[BLOCK_64X64].sdf(src, src_stride, pre, pre_stride);
1354     threshold = (1 << 12);
1355   } else {
1356     int r, c;
1357     for (r = 0; r < row8x8_remaining; r += 2)
1358       for (c = 0; c < col8x8_remaining; c += 2)
1359         this_sad += cpi->fn_ptr[BLOCK_16X16].sdf(src, src_stride,
1360                                                  pre, pre_stride);
1361     threshold = (row8x8_remaining * col8x8_remaining) << 6;
1362   }
1363
1364   return this_sad < 2 * threshold;
1365 }
1366
1367 static int sb_has_motion(const VP9_COMMON *cm, MODE_INFO *prev_mi_8x8,
1368                          const int motion_thresh) {
1369   const int mis = cm->mi_stride;
1370   int block_row, block_col;
1371
1372   if (cm->prev_mi) {
1373     for (block_row = 0; block_row < 8; ++block_row) {
1374       for (block_col = 0; block_col < 8; ++block_col) {
1375         const MODE_INFO *prev_mi =
1376             prev_mi_8x8[block_row * mis + block_col].src_mi;
1377         if (prev_mi) {
1378           if (abs(prev_mi->mbmi.mv[0].as_mv.row) > motion_thresh ||
1379               abs(prev_mi->mbmi.mv[0].as_mv.col) > motion_thresh)
1380             return 1;
1381         }
1382       }
1383     }
1384   }
1385   return 0;
1386 }
1387
1388 static void update_state_rt(VP9_COMP *cpi, PICK_MODE_CONTEXT *ctx,
1389                             int mi_row, int mi_col, int bsize) {
1390   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1391   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1392   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1393   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
1394   const struct segmentation *const seg = &cm->seg;
1395
1396   *(xd->mi[0].src_mi) = ctx->mic;
1397   xd->mi[0].src_mi = &xd->mi[0];
1398
1399   if (seg->enabled && cpi->oxcf.aq_mode) {
1400     // For in frame complexity AQ or variance AQ, copy segment_id from
1401     // segmentation_map.
1402     if (cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ ||
1403         cpi->oxcf.aq_mode == VARIANCE_AQ ) {
1404       const uint8_t *const map = seg->update_map ? cpi->segmentation_map
1405                                                  : cm->last_frame_seg_map;
1406       mbmi->segment_id = vp9_get_segment_id(cm, map, bsize, mi_row, mi_col);
1407     } else {
1408     // Setting segmentation map for cyclic_refresh
1409       vp9_cyclic_refresh_update_segment(cpi, mbmi, mi_row, mi_col, bsize, 1);
1410     }
1411     vp9_init_plane_quantizers(cpi, x);
1412   }
1413
1414   if (is_inter_block(mbmi)) {
1415     vp9_update_mv_count(cm, xd);
1416
1417     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE) {
1418       const int pred_ctx = vp9_get_pred_context_switchable_interp(xd);
1419       ++cm->counts.switchable_interp[pred_ctx][mbmi->interp_filter];
1420     }
1421   }
1422
1423   x->skip = ctx->skip;
1424   x->skip_txfm[0] = mbmi->segment_id ? 0 : ctx->skip_txfm[0];
1425 }
1426
1427 static void encode_b_rt(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1428                         TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1429                      int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1430                      PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
1431   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
1432   update_state_rt(cpi, ctx, mi_row, mi_col, bsize);
1433
1434 #if CONFIG_VP9_TEMPORAL_DENOISING
1435   if (cpi->oxcf.noise_sensitivity > 0 && output_enabled) {
1436     vp9_denoiser_denoise(&cpi->denoiser, &cpi->mb, mi_row, mi_col,
1437                          MAX(BLOCK_8X8, bsize), ctx);
1438   }
1439 #endif
1440
1441   encode_superblock(cpi, tp, output_enabled, mi_row, mi_col, bsize, ctx);
1442   update_stats(&cpi->common, &cpi->mb);
1443
1444   (*tp)->token = EOSB_TOKEN;
1445   (*tp)++;
1446 }
1447
1448 static void encode_sb_rt(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1449                          TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
1450                          int output_enabled, BLOCK_SIZE bsize,
1451                          PC_TREE *pc_tree) {
1452   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1453   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1454   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1455
1456   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
1457   int ctx;
1458   PARTITION_TYPE partition;
1459   BLOCK_SIZE subsize;
1460
1461   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1462     return;
1463
1464   if (bsize >= BLOCK_8X8) {
1465     const int idx_str = xd->mi_stride * mi_row + mi_col;
1466     MODE_INFO *mi_8x8 = cm->mi[idx_str].src_mi;
1467     ctx = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1468     subsize = mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type;
1469   } else {
1470     ctx = 0;
1471     subsize = BLOCK_4X4;
1472   }
1473
1474   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
1475   if (output_enabled && bsize != BLOCK_4X4)
1476     cm->counts.partition[ctx][partition]++;
1477
1478   switch (partition) {
1479     case PARTITION_NONE:
1480       encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1481                   &pc_tree->none);
1482       break;
1483     case PARTITION_VERT:
1484       encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1485                   &pc_tree->vertical[0]);
1486       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols && bsize > BLOCK_8X8) {
1487         encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1488                     subsize, &pc_tree->vertical[1]);
1489       }
1490       break;
1491     case PARTITION_HORZ:
1492       encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1493                   &pc_tree->horizontal[0]);
1494       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows && bsize > BLOCK_8X8) {
1495         encode_b_rt(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1496                     subsize, &pc_tree->horizontal[1]);
1497       }
1498       break;
1499     case PARTITION_SPLIT:
1500       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1501       encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, subsize,
1502                    pc_tree->split[0]);
1503       encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col + hbs, output_enabled,
1504                    subsize, pc_tree->split[1]);
1505       encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col, output_enabled,
1506                    subsize, pc_tree->split[2]);
1507       encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row + hbs, mi_col + hbs, output_enabled,
1508                    subsize, pc_tree->split[3]);
1509       break;
1510     default:
1511       assert("Invalid partition type.");
1512       break;
1513   }
1514
1515   if (partition != PARTITION_SPLIT || bsize == BLOCK_8X8)
1516     update_partition_context(xd, mi_row, mi_col, subsize, bsize);
1517 }
1518
1519 static void rd_use_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1520                              MODE_INFO *mi_8x8, TOKENEXTRA **tp,
1521                              int mi_row, int mi_col,
1522                              BLOCK_SIZE bsize, int *rate, int64_t *dist,
1523                              int do_recon, PC_TREE *pc_tree) {
1524   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1525   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
1526   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
1527   const int mis = cm->mi_stride;
1528   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize];
1529   const int mi_step = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
1530   const int bss = (1 << bsl) / 4;
1531   int i, pl;
1532   PARTITION_TYPE partition = PARTITION_NONE;
1533   BLOCK_SIZE subsize;
1534   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
1535   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
1536   RD_COST last_part_rdc, none_rdc, chosen_rdc;
1537   BLOCK_SIZE sub_subsize = BLOCK_4X4;
1538   int splits_below = 0;
1539   BLOCK_SIZE bs_type = mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type;
1540   int do_partition_search = 1;
1541   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
1542
1543   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
1544     return;
1545
1546   assert(num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] ==
1547          num_4x4_blocks_high_lookup[bsize]);
1548
1549   vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1550   vp9_rd_cost_reset(&none_rdc);
1551   vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
1552
1553   partition = partition_lookup[bsl][bs_type];
1554   subsize = get_subsize(bsize, partition);
1555
1556   pc_tree->partitioning = partition;
1557   save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1558
1559   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode) {
1560     set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
1561     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
1562   }
1563
1564   if (do_partition_search &&
1565       cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
1566       cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame) {
1567     // Check if any of the sub blocks are further split.
1568     if (partition == PARTITION_SPLIT && subsize > BLOCK_8X8) {
1569       sub_subsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
1570       splits_below = 1;
1571       for (i = 0; i < 4; i++) {
1572         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1573         MODE_INFO *this_mi = mi_8x8[jj * bss * mis + ii * bss].src_mi;
1574         if (this_mi && this_mi->mbmi.sb_type >= sub_subsize) {
1575           splits_below = 0;
1576         }
1577       }
1578     }
1579
1580     // If partition is not none try none unless each of the 4 splits are split
1581     // even further..
1582     if (partition != PARTITION_NONE && !splits_below &&
1583         mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows &&
1584         mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1585       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
1586       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &none_rdc, bsize,
1587                        ctx, INT64_MAX);
1588
1589       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1590
1591       if (none_rdc.rate < INT_MAX) {
1592         none_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
1593         none_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, none_rdc.rate,
1594                                  none_rdc.dist);
1595       }
1596
1597       restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1598       mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type = bs_type;
1599       pc_tree->partitioning = partition;
1600     }
1601   }
1602
1603   switch (partition) {
1604     case PARTITION_NONE:
1605       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1606                        bsize, ctx, INT64_MAX);
1607       break;
1608     case PARTITION_HORZ:
1609       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1610                        subsize, &pc_tree->horizontal[0],
1611                        INT64_MAX);
1612       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX &&
1613           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_row + (mi_step >> 1) < cm->mi_rows) {
1614         RD_COST tmp_rdc;
1615         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
1616         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
1617         update_state(cpi, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
1618         encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
1619         rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + (mi_step >> 1), mi_col, &tmp_rdc,
1620                          subsize, &pc_tree->horizontal[1], INT64_MAX);
1621         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1622           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1623           break;
1624         }
1625         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1626         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1627         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
1628       }
1629       break;
1630     case PARTITION_VERT:
1631       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1632                        subsize, &pc_tree->vertical[0], INT64_MAX);
1633       if (last_part_rdc.rate != INT_MAX &&
1634           bsize >= BLOCK_8X8 && mi_col + (mi_step >> 1) < cm->mi_cols) {
1635         RD_COST tmp_rdc;
1636         PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->vertical[0];
1637         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
1638         update_state(cpi, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
1639         encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
1640         rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + (mi_step >> 1), &tmp_rdc,
1641                          subsize, &pc_tree->vertical[bsize > BLOCK_8X8],
1642                          INT64_MAX);
1643         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1644           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1645           break;
1646         }
1647         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1648         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1649         last_part_rdc.rdcost += tmp_rdc.rdcost;
1650       }
1651       break;
1652     case PARTITION_SPLIT:
1653       if (bsize == BLOCK_8X8) {
1654         rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &last_part_rdc,
1655                          subsize, pc_tree->leaf_split[0], INT64_MAX);
1656         break;
1657       }
1658       last_part_rdc.rate = 0;
1659       last_part_rdc.dist = 0;
1660       last_part_rdc.rdcost = 0;
1661       for (i = 0; i < 4; i++) {
1662         int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
1663         int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
1664         int jj = i >> 1, ii = i & 0x01;
1665         RD_COST tmp_rdc;
1666         if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
1667           continue;
1668
1669         vp9_rd_cost_init(&tmp_rdc);
1670         rd_use_partition(cpi, tile, mi_8x8 + jj * bss * mis + ii * bss, tp,
1671                          mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, subsize,
1672                          &tmp_rdc.rate, &tmp_rdc.dist,
1673                          i != 3, pc_tree->split[i]);
1674         if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1675           vp9_rd_cost_reset(&last_part_rdc);
1676           break;
1677         }
1678         last_part_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1679         last_part_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1680       }
1681       break;
1682     default:
1683       assert(0);
1684       break;
1685   }
1686
1687   pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1688   if (last_part_rdc.rate < INT_MAX) {
1689     last_part_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][partition];
1690     last_part_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
1691                                   last_part_rdc.rate, last_part_rdc.dist);
1692   }
1693
1694   if (do_partition_search
1695       && cpi->sf.adjust_partitioning_from_last_frame
1696       && cpi->sf.partition_search_type == SEARCH_PARTITION
1697       && partition != PARTITION_SPLIT && bsize > BLOCK_8X8
1698       && (mi_row + mi_step < cm->mi_rows ||
1699           mi_row + (mi_step >> 1) == cm->mi_rows)
1700       && (mi_col + mi_step < cm->mi_cols ||
1701           mi_col + (mi_step >> 1) == cm->mi_cols)) {
1702     BLOCK_SIZE split_subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
1703     chosen_rdc.rate = 0;
1704     chosen_rdc.dist = 0;
1705     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1706     pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
1707
1708     // Split partition.
1709     for (i = 0; i < 4; i++) {
1710       int x_idx = (i & 1) * (mi_step >> 1);
1711       int y_idx = (i >> 1) * (mi_step >> 1);
1712       RD_COST tmp_rdc;
1713       ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
1714       PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
1715
1716       if ((mi_row + y_idx >= cm->mi_rows) || (mi_col + x_idx >= cm->mi_cols))
1717         continue;
1718
1719       save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1720       pc_tree->split[i]->partitioning = PARTITION_NONE;
1721       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, &tmp_rdc,
1722                        split_subsize, &pc_tree->split[i]->none, INT64_MAX);
1723
1724       restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1725
1726       if (tmp_rdc.rate == INT_MAX || tmp_rdc.dist == INT64_MAX) {
1727         vp9_rd_cost_reset(&chosen_rdc);
1728         break;
1729       }
1730
1731       chosen_rdc.rate += tmp_rdc.rate;
1732       chosen_rdc.dist += tmp_rdc.dist;
1733
1734       if (i != 3)
1735         encode_sb(cpi, tile, tp,  mi_row + y_idx, mi_col + x_idx, 0,
1736                   split_subsize, pc_tree->split[i]);
1737
1738       pl = partition_plane_context(xd, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
1739                                    split_subsize);
1740       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
1741     }
1742     pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
1743     if (chosen_rdc.rate < INT_MAX) {
1744       chosen_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
1745       chosen_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
1746                                  chosen_rdc.rate, chosen_rdc.dist);
1747     }
1748   }
1749
1750   // If last_part is better set the partitioning to that.
1751   if (last_part_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
1752     mi_8x8[0].src_mi->mbmi.sb_type = bsize;
1753     if (bsize >= BLOCK_8X8)
1754       pc_tree->partitioning = partition;
1755     chosen_rdc = last_part_rdc;
1756   }
1757   // If none was better set the partitioning to that.
1758   if (none_rdc.rdcost < chosen_rdc.rdcost) {
1759     if (bsize >= BLOCK_8X8)
1760       pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
1761     chosen_rdc = none_rdc;
1762   }
1763
1764   restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
1765
1766   // We must have chosen a partitioning and encoding or we'll fail later on.
1767   // No other opportunities for success.
1768   if (bsize == BLOCK_64X64)
1769     assert(chosen_rdc.rate < INT_MAX && chosen_rdc.dist < INT64_MAX);
1770
1771   if (do_recon) {
1772     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
1773
1774     // Check the projected output rate for this SB against it's target
1775     // and and if necessary apply a Q delta using segmentation to get
1776     // closer to the target.
1777     if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map) {
1778       vp9_select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col,
1779                                     output_enabled, chosen_rdc.rate);
1780     }
1781
1782     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
1783       vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
1784                                               chosen_rdc.rate, chosen_rdc.dist);
1785     encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize,
1786               pc_tree);
1787   }
1788
1789   *rate = chosen_rdc.rate;
1790   *dist = chosen_rdc.dist;
1791 }
1792
1793 static const BLOCK_SIZE min_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
1794   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
1795   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,   BLOCK_4X4,
1796   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,   BLOCK_8X8,
1797   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
1798   BLOCK_16X16
1799 };
1800
1801 static const BLOCK_SIZE max_partition_size[BLOCK_SIZES] = {
1802   BLOCK_8X8,   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
1803   BLOCK_16X16, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
1804   BLOCK_32X32, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
1805   BLOCK_64X64, BLOCK_64X64, BLOCK_64X64,
1806   BLOCK_64X64
1807 };
1808
1809 // Look at all the mode_info entries for blocks that are part of this
1810 // partition and find the min and max values for sb_type.
1811 // At the moment this is designed to work on a 64x64 SB but could be
1812 // adjusted to use a size parameter.
1813 //
1814 // The min and max are assumed to have been initialized prior to calling this
1815 // function so repeat calls can accumulate a min and max of more than one sb64.
1816 static void get_sb_partition_size_range(MACROBLOCKD *xd, MODE_INFO *mi_8x8,
1817                                         BLOCK_SIZE *min_block_size,
1818                                         BLOCK_SIZE *max_block_size,
1819                                         int bs_hist[BLOCK_SIZES]) {
1820   int sb_width_in_blocks = MI_BLOCK_SIZE;
1821   int sb_height_in_blocks  = MI_BLOCK_SIZE;
1822   int i, j;
1823   int index = 0;
1824
1825   // Check the sb_type for each block that belongs to this region.
1826   for (i = 0; i < sb_height_in_blocks; ++i) {
1827     for (j = 0; j < sb_width_in_blocks; ++j) {
1828       MODE_INFO *mi = mi_8x8[index+j].src_mi;
1829       BLOCK_SIZE sb_type = mi ? mi->mbmi.sb_type : 0;
1830       bs_hist[sb_type]++;
1831       *min_block_size = MIN(*min_block_size, sb_type);
1832       *max_block_size = MAX(*max_block_size, sb_type);
1833     }
1834     index += xd->mi_stride;
1835   }
1836 }
1837
1838 // Next square block size less or equal than current block size.
1839 static const BLOCK_SIZE next_square_size[BLOCK_SIZES] = {
1840   BLOCK_4X4, BLOCK_4X4, BLOCK_4X4,
1841   BLOCK_8X8, BLOCK_8X8, BLOCK_8X8,
1842   BLOCK_16X16, BLOCK_16X16, BLOCK_16X16,
1843   BLOCK_32X32, BLOCK_32X32, BLOCK_32X32,
1844   BLOCK_64X64
1845 };
1846
1847 // Look at neighboring blocks and set a min and max partition size based on
1848 // what they chose.
1849 static void rd_auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1850                                     int mi_row, int mi_col,
1851                                     BLOCK_SIZE *min_block_size,
1852                                     BLOCK_SIZE *max_block_size) {
1853   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1854   MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
1855   MODE_INFO *mi = xd->mi[0].src_mi;
1856   const int left_in_image = xd->left_available && mi[-1].src_mi;
1857   const int above_in_image = xd->up_available && mi[-xd->mi_stride].src_mi;
1858   const int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1859   const int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1860   int bh, bw;
1861   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_4X4;
1862   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_64X64;
1863   int i = 0;
1864   int bs_hist[BLOCK_SIZES] = {0};
1865
1866   // Trap case where we do not have a prediction.
1867   if (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME) {
1868     // Default "min to max" and "max to min"
1869     min_size = BLOCK_64X64;
1870     max_size = BLOCK_4X4;
1871
1872     // NOTE: each call to get_sb_partition_size_range() uses the previous
1873     // passed in values for min and max as a starting point.
1874     // Find the min and max partition used in previous frame at this location
1875     if (cm->frame_type != KEY_FRAME) {
1876       MODE_INFO *prev_mi =
1877           cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 + mi_row * xd->mi_stride + mi_col;
1878
1879       get_sb_partition_size_range(xd, prev_mi, &min_size, &max_size, bs_hist);
1880     }
1881     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64
1882     if (left_in_image) {
1883       MODE_INFO *left_sb64_mi = mi[-MI_BLOCK_SIZE].src_mi;
1884       get_sb_partition_size_range(xd, left_sb64_mi, &min_size, &max_size,
1885                                   bs_hist);
1886     }
1887     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
1888     if (above_in_image) {
1889       MODE_INFO *above_sb64_mi = mi[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE].src_mi;
1890       get_sb_partition_size_range(xd, above_sb64_mi, &min_size, &max_size,
1891                                   bs_hist);
1892     }
1893
1894     // adjust observed min and max
1895     if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size == RELAXED_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
1896       min_size = min_partition_size[min_size];
1897       max_size = max_partition_size[max_size];
1898     } else if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size ==
1899                CONSTRAIN_NEIGHBORING_MIN_MAX) {
1900       // adjust the search range based on the histogram of the observed
1901       // partition sizes from left, above the previous co-located blocks
1902       int sum = 0;
1903       int first_moment = 0;
1904       int second_moment = 0;
1905       int var_unnormalized = 0;
1906
1907       for (i = 0; i < BLOCK_SIZES; i++) {
1908         sum += bs_hist[i];
1909         first_moment += bs_hist[i] * i;
1910         second_moment += bs_hist[i] * i * i;
1911       }
1912
1913       // if variance is small enough,
1914       // adjust the range around its mean size, which gives a tighter range
1915       var_unnormalized = second_moment - first_moment * first_moment / sum;
1916       if (var_unnormalized <= 4 * sum) {
1917         int mean = first_moment / sum;
1918         min_size = min_partition_size[mean];
1919         max_size = max_partition_size[mean];
1920       } else {
1921         min_size = min_partition_size[min_size];
1922         max_size = max_partition_size[max_size];
1923       }
1924     }
1925   }
1926
1927   // Check border cases where max and min from neighbors may not be legal.
1928   max_size = find_partition_size(max_size,
1929                                  row8x8_remaining, col8x8_remaining,
1930                                  &bh, &bw);
1931   min_size = MIN(min_size, max_size);
1932
1933   // When use_square_partition_only is true, make sure at least one square
1934   // partition is allowed by selecting the next smaller square size as
1935   // *min_block_size.
1936   if (cpi->sf.use_square_partition_only &&
1937       next_square_size[max_size] < min_size) {
1938      min_size = next_square_size[max_size];
1939   }
1940
1941   *min_block_size = min_size;
1942   *max_block_size = max_size;
1943 }
1944
1945 static void auto_partition_range(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
1946                                  int mi_row, int mi_col,
1947                                  BLOCK_SIZE *min_block_size,
1948                                  BLOCK_SIZE *max_block_size) {
1949   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
1950   MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
1951   MODE_INFO *mi_8x8 = xd->mi;
1952   const int left_in_image = xd->left_available && mi_8x8[-1].src_mi;
1953   const int above_in_image = xd->up_available &&
1954                              mi_8x8[-xd->mi_stride].src_mi;
1955   int row8x8_remaining = tile->mi_row_end - mi_row;
1956   int col8x8_remaining = tile->mi_col_end - mi_col;
1957   int bh, bw;
1958   BLOCK_SIZE min_size = BLOCK_32X32;
1959   BLOCK_SIZE max_size = BLOCK_8X8;
1960   int bsl = mi_width_log2_lookup[BLOCK_64X64];
1961   const int search_range_ctrl = (((mi_row + mi_col) >> bsl) +
1962                        get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) & 0x1;
1963   // Trap case where we do not have a prediction.
1964   if (search_range_ctrl &&
1965       (left_in_image || above_in_image || cm->frame_type != KEY_FRAME)) {
1966     int block;
1967     MODE_INFO *mi;
1968     BLOCK_SIZE sb_type;
1969
1970     // Find the min and max partition sizes used in the left SB64.
1971     if (left_in_image) {
1972       MODE_INFO *cur_mi;
1973       mi = mi_8x8[-1].src_mi;
1974       for (block = 0; block < MI_BLOCK_SIZE; ++block) {
1975         cur_mi = mi[block * xd->mi_stride].src_mi;
1976         sb_type = cur_mi ? cur_mi->mbmi.sb_type : 0;
1977         min_size = MIN(min_size, sb_type);
1978         max_size = MAX(max_size, sb_type);
1979       }
1980     }
1981     // Find the min and max partition sizes used in the above SB64.
1982     if (above_in_image) {
1983       mi = mi_8x8[-xd->mi_stride * MI_BLOCK_SIZE].src_mi;
1984       for (block = 0; block < MI_BLOCK_SIZE; ++block) {
1985         sb_type = mi[block].src_mi ? mi[block].src_mi->mbmi.sb_type : 0;
1986         min_size = MIN(min_size, sb_type);
1987         max_size = MAX(max_size, sb_type);
1988       }
1989     }
1990
1991     min_size = min_partition_size[min_size];
1992     max_size = find_partition_size(max_size, row8x8_remaining, col8x8_remaining,
1993                                    &bh, &bw);
1994     min_size = MIN(min_size, max_size);
1995     min_size = MAX(min_size, BLOCK_8X8);
1996     max_size = MIN(max_size, BLOCK_32X32);
1997   } else {
1998     min_size = BLOCK_8X8;
1999     max_size = BLOCK_32X32;
2000   }
2001
2002   *min_block_size = min_size;
2003   *max_block_size = max_size;
2004 }
2005
2006 // TODO(jingning) refactor functions setting partition search range
2007 static void set_partition_range(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCKD *xd,
2008                                 int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
2009                                 BLOCK_SIZE *min_bs, BLOCK_SIZE *max_bs) {
2010   int mi_width  = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
2011   int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
2012   int idx, idy;
2013
2014   MODE_INFO *mi;
2015   const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
2016   MODE_INFO *prev_mi = (cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 + idx_str)->src_mi;
2017
2018
2019   BLOCK_SIZE bs, min_size, max_size;
2020
2021   min_size = BLOCK_64X64;
2022   max_size = BLOCK_4X4;
2023
2024   if (prev_mi) {
2025     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2026       for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2027         mi = prev_mi[idy * cm->mi_stride + idx].src_mi;
2028         bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
2029         min_size = MIN(min_size, bs);
2030         max_size = MAX(max_size, bs);
2031       }
2032     }
2033   }
2034
2035   if (xd->left_available) {
2036     for (idy = 0; idy < mi_height; ++idy) {
2037       mi = xd->mi[idy * cm->mi_stride - 1].src_mi;
2038       bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
2039       min_size = MIN(min_size, bs);
2040       max_size = MAX(max_size, bs);
2041     }
2042   }
2043
2044   if (xd->up_available) {
2045     for (idx = 0; idx < mi_width; ++idx) {
2046       mi = xd->mi[idx - cm->mi_stride].src_mi;
2047       bs = mi ? mi->mbmi.sb_type : bsize;
2048       min_size = MIN(min_size, bs);
2049       max_size = MAX(max_size, bs);
2050     }
2051   }
2052
2053   if (min_size == max_size) {
2054     min_size = min_partition_size[min_size];
2055     max_size = max_partition_size[max_size];
2056   }
2057
2058   *min_bs = min_size;
2059   *max_bs = max_size;
2060 }
2061
2062 static INLINE void store_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2063   vpx_memcpy(ctx->pred_mv, x->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2064 }
2065
2066 static INLINE void load_pred_mv(MACROBLOCK *x, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2067   vpx_memcpy(x->pred_mv, ctx->pred_mv, sizeof(x->pred_mv));
2068 }
2069
2070 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2071 const int num_16x16_blocks_wide_lookup[BLOCK_SIZES] =
2072   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 4, 4};
2073 const int num_16x16_blocks_high_lookup[BLOCK_SIZES] =
2074   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 2, 4, 2, 4};
2075 const int qindex_skip_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] =
2076   {0, 10, 10, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 90, 100, 100, 120};
2077 const int qindex_split_threshold_lookup[BLOCK_SIZES] =
2078   {0, 3, 3, 7, 15, 15, 30, 40, 40, 60, 80, 80, 120};
2079 const int complexity_16x16_blocks_threshold[BLOCK_SIZES] =
2080   {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 4, 4, 6};
2081
2082 typedef enum {
2083   MV_ZERO = 0,
2084   MV_LEFT = 1,
2085   MV_UP = 2,
2086   MV_RIGHT = 3,
2087   MV_DOWN = 4,
2088   MV_INVALID
2089 } MOTION_DIRECTION;
2090
2091 static INLINE MOTION_DIRECTION get_motion_direction_fp(uint8_t fp_byte) {
2092   if (fp_byte & FPMB_MOTION_ZERO_MASK) {
2093     return MV_ZERO;
2094   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_LEFT_MASK) {
2095     return MV_LEFT;
2096   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_RIGHT_MASK) {
2097     return MV_RIGHT;
2098   } else if (fp_byte & FPMB_MOTION_UP_MASK) {
2099     return MV_UP;
2100   } else {
2101     return MV_DOWN;
2102   }
2103 }
2104
2105 static INLINE int get_motion_inconsistency(MOTION_DIRECTION this_mv,
2106                                            MOTION_DIRECTION that_mv) {
2107   if (this_mv == that_mv) {
2108     return 0;
2109   } else {
2110     return abs(this_mv - that_mv) == 2 ? 2 : 1;
2111   }
2112 }
2113 #endif
2114
2115 // TODO(jingning,jimbankoski,rbultje): properly skip partition types that are
2116 // unlikely to be selected depending on previous rate-distortion optimization
2117 // results, for encoding speed-up.
2118 static void rd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2119                               TOKENEXTRA **tp, int mi_row, int mi_col,
2120                               BLOCK_SIZE bsize, RD_COST *rd_cost,
2121                               int64_t best_rd, PC_TREE *pc_tree) {
2122   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2123   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2124   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2125   const int mi_step = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2126   ENTROPY_CONTEXT l[16 * MAX_MB_PLANE], a[16 * MAX_MB_PLANE];
2127   PARTITION_CONTEXT sl[8], sa[8];
2128   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
2129   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
2130   int i, pl;
2131   BLOCK_SIZE subsize;
2132   RD_COST this_rdc, sum_rdc, best_rdc;
2133   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
2134   int do_rect = 1;
2135
2136   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
2137   const int force_horz_split = (mi_row + mi_step >= cm->mi_rows);
2138   const int force_vert_split = (mi_col + mi_step >= cm->mi_cols);
2139   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
2140   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
2141
2142   BLOCK_SIZE min_size = cpi->sf.min_partition_size;
2143   BLOCK_SIZE max_size = cpi->sf.max_partition_size;
2144
2145 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2146   unsigned int src_diff_var = UINT_MAX;
2147   int none_complexity = 0;
2148 #endif
2149
2150   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
2151   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
2152                                bsize >= BLOCK_8X8;
2153   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
2154                                bsize >= BLOCK_8X8;
2155   (void) *tp_orig;
2156
2157   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2158              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
2159
2160   vp9_rd_cost_init(&this_rdc);
2161   vp9_rd_cost_init(&sum_rdc);
2162   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
2163   best_rdc.rdcost = best_rd;
2164
2165   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
2166
2167   if (bsize == BLOCK_16X16 && cpi->oxcf.aq_mode)
2168     x->mb_energy = vp9_block_energy(cpi, x, bsize);
2169
2170   if (cpi->sf.cb_partition_search && bsize == BLOCK_16X16) {
2171     int cb_partition_search_ctrl = ((pc_tree->index == 0 || pc_tree->index == 3)
2172         + get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) & 0x1;
2173
2174     if (cb_partition_search_ctrl && bsize > min_size && bsize < max_size)
2175       set_partition_range(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize, &min_size, &max_size);
2176   }
2177
2178   // Determine partition types in search according to the speed features.
2179   // The threshold set here has to be of square block size.
2180   if (cpi->sf.auto_min_max_partition_size) {
2181     partition_none_allowed &= (bsize <= max_size && bsize >= min_size);
2182     partition_horz_allowed &= ((bsize <= max_size && bsize > min_size) ||
2183                                 force_horz_split);
2184     partition_vert_allowed &= ((bsize <= max_size && bsize > min_size) ||
2185                                 force_vert_split);
2186     do_split &= bsize > min_size;
2187   }
2188   if (cpi->sf.use_square_partition_only) {
2189     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2190     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2191   }
2192
2193   save_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2194
2195 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2196   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
2197     set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
2198     src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(cpi, &cpi->mb.plane[0].src,
2199                                                   mi_row, mi_col, bsize);
2200   }
2201 #endif
2202
2203 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2204   // Decide whether we shall split directly and skip searching NONE by using
2205   // the first pass block statistics
2206   if (cpi->use_fp_mb_stats && bsize >= BLOCK_32X32 && do_split &&
2207       partition_none_allowed && src_diff_var > 4 &&
2208       cm->base_qindex < qindex_split_threshold_lookup[bsize]) {
2209     int mb_row = mi_row >> 1;
2210     int mb_col = mi_col >> 1;
2211     int mb_row_end =
2212         MIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
2213     int mb_col_end =
2214         MIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
2215     int r, c;
2216
2217     // compute a complexity measure, basically measure inconsistency of motion
2218     // vectors obtained from the first pass in the current block
2219     for (r = mb_row; r < mb_row_end ; r++) {
2220       for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
2221         const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
2222
2223         MOTION_DIRECTION this_mv;
2224         MOTION_DIRECTION right_mv;
2225         MOTION_DIRECTION bottom_mv;
2226
2227         this_mv =
2228             get_motion_direction_fp(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index]);
2229
2230         // to its right
2231         if (c != mb_col_end - 1) {
2232           right_mv = get_motion_direction_fp(
2233               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + 1]);
2234           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, right_mv);
2235         }
2236
2237         // to its bottom
2238         if (r != mb_row_end - 1) {
2239           bottom_mv = get_motion_direction_fp(
2240               cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index + cm->mb_cols]);
2241           none_complexity += get_motion_inconsistency(this_mv, bottom_mv);
2242         }
2243
2244         // do not count its left and top neighbors to avoid double counting
2245       }
2246     }
2247
2248     if (none_complexity > complexity_16x16_blocks_threshold[bsize]) {
2249       partition_none_allowed = 0;
2250     }
2251   }
2252 #endif
2253
2254   // PARTITION_NONE
2255   if (partition_none_allowed) {
2256     rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &this_rdc, bsize, ctx,
2257                      best_rdc.rdcost);
2258     if (this_rdc.rate != INT_MAX) {
2259       if (bsize >= BLOCK_8X8) {
2260         pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2261         this_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2262         this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2263                                  this_rdc.rate, this_rdc.dist);
2264       }
2265
2266       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2267         int64_t dist_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_dist_thr;
2268         int rate_breakout_thr = cpi->sf.partition_search_breakout_rate_thr;
2269
2270         best_rdc = this_rdc;
2271         if (bsize >= BLOCK_8X8)
2272           pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2273
2274         // Adjust dist breakout threshold according to the partition size.
2275         dist_breakout_thr >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
2276             b_height_log2_lookup[bsize]);
2277
2278         rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
2279
2280         // If all y, u, v transform blocks in this partition are skippable, and
2281         // the dist & rate are within the thresholds, the partition search is
2282         // terminated for current branch of the partition search tree.
2283         // The dist & rate thresholds are set to 0 at speed 0 to disable the
2284         // early termination at that speed.
2285         if (!x->e_mbd.lossless &&
2286             (ctx->skippable && best_rdc.dist < dist_breakout_thr &&
2287             best_rdc.rate < rate_breakout_thr)) {
2288           do_split = 0;
2289           do_rect = 0;
2290         }
2291
2292 #if CONFIG_FP_MB_STATS
2293         // Check if every 16x16 first pass block statistics has zero
2294         // motion and the corresponding first pass residue is small enough.
2295         // If that is the case, check the difference variance between the
2296         // current frame and the last frame. If the variance is small enough,
2297         // stop further splitting in RD optimization
2298         if (cpi->use_fp_mb_stats && do_split != 0 &&
2299             cm->base_qindex > qindex_skip_threshold_lookup[bsize]) {
2300           int mb_row = mi_row >> 1;
2301           int mb_col = mi_col >> 1;
2302           int mb_row_end =
2303               MIN(mb_row + num_16x16_blocks_high_lookup[bsize], cm->mb_rows);
2304           int mb_col_end =
2305               MIN(mb_col + num_16x16_blocks_wide_lookup[bsize], cm->mb_cols);
2306           int r, c;
2307
2308           int skip = 1;
2309           for (r = mb_row; r < mb_row_end; r++) {
2310             for (c = mb_col; c < mb_col_end; c++) {
2311               const int mb_index = r * cm->mb_cols + c;
2312               if (!(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
2313                     FPMB_MOTION_ZERO_MASK) ||
2314                   !(cpi->twopass.this_frame_mb_stats[mb_index] &
2315                     FPMB_ERROR_SMALL_MASK)) {
2316                 skip = 0;
2317                 break;
2318               }
2319             }
2320             if (skip == 0) {
2321               break;
2322             }
2323           }
2324           if (skip) {
2325             if (src_diff_var == UINT_MAX) {
2326               set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
2327               src_diff_var = get_sby_perpixel_diff_variance(
2328                   cpi, &cpi->mb.plane[0].src, mi_row, mi_col, bsize);
2329             }
2330             if (src_diff_var < 8) {
2331               do_split = 0;
2332               do_rect = 0;
2333             }
2334           }
2335         }
2336 #endif
2337       }
2338     }
2339     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2340   }
2341
2342   // store estimated motion vector
2343   if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2344     store_pred_mv(x, ctx);
2345
2346   // PARTITION_SPLIT
2347   // TODO(jingning): use the motion vectors given by the above search as
2348   // the starting point of motion search in the following partition type check.
2349   if (do_split) {
2350     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2351     if (bsize == BLOCK_8X8) {
2352       i = 4;
2353       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && partition_none_allowed)
2354         pc_tree->leaf_split[0]->pred_interp_filter =
2355             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2356       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2357                        pc_tree->leaf_split[0], best_rdc.rdcost);
2358       if (sum_rdc.rate == INT_MAX)
2359         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2360     } else {
2361       for (i = 0; i < 4 && sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost; ++i) {
2362       const int x_idx = (i & 1) * mi_step;
2363       const int y_idx = (i >> 1) * mi_step;
2364
2365         if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
2366           continue;
2367
2368         if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2369           load_pred_mv(x, ctx);
2370
2371         pc_tree->split[i]->index = i;
2372         rd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2373                           subsize, &this_rdc,
2374                           best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost, pc_tree->split[i]);
2375
2376         if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2377           sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2378           break;
2379         } else {
2380           sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2381           sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2382           sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2383         }
2384       }
2385     }
2386
2387     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && i == 4) {
2388       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2389       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2390       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2391                               sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2392
2393       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2394         best_rdc = sum_rdc;
2395         pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
2396       }
2397     } else {
2398       // skip rectangular partition test when larger block size
2399       // gives better rd cost
2400       if (cpi->sf.less_rectangular_check)
2401         do_rect &= !partition_none_allowed;
2402     }
2403     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2404   }
2405
2406   // PARTITION_HORZ
2407   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
2408     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
2409     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2410       load_pred_mv(x, ctx);
2411     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2412         partition_none_allowed)
2413       pc_tree->horizontal[0].pred_interp_filter =
2414           ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2415     rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2416                      &pc_tree->horizontal[0], best_rdc.rdcost);
2417
2418     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_row + mi_step < cm->mi_rows &&
2419         bsize > BLOCK_8X8) {
2420       PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->horizontal[0];
2421       update_state(cpi, ctx, mi_row, mi_col, subsize, 0);
2422       encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize, ctx);
2423
2424       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2425         load_pred_mv(x, ctx);
2426       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2427           partition_none_allowed)
2428         pc_tree->horizontal[1].pred_interp_filter =
2429             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2430       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + mi_step, mi_col, &this_rdc,
2431                        subsize, &pc_tree->horizontal[1],
2432                        best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
2433       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2434         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2435       } else {
2436         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2437         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2438         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2439       }
2440     }
2441
2442     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2443       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2444       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
2445       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2446       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2447         best_rdc = sum_rdc;
2448         pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
2449       }
2450     }
2451     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2452   }
2453   // PARTITION_VERT
2454   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
2455     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
2456
2457     if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2458       load_pred_mv(x, ctx);
2459     if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2460         partition_none_allowed)
2461       pc_tree->vertical[0].pred_interp_filter =
2462           ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2463     rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, &sum_rdc, subsize,
2464                      &pc_tree->vertical[0], best_rdc.rdcost);
2465     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost && mi_col + mi_step < cm->mi_cols &&
2466         bsize > BLOCK_8X8) {
2467       update_state(cpi, &pc_tree->vertical[0], mi_row, mi_col, subsize, 0);
2468       encode_superblock(cpi, tp, 0, mi_row, mi_col, subsize,
2469                         &pc_tree->vertical[0]);
2470
2471       if (cpi->sf.adaptive_motion_search)
2472         load_pred_mv(x, ctx);
2473       if (cpi->sf.adaptive_pred_interp_filter && bsize == BLOCK_8X8 &&
2474           partition_none_allowed)
2475         pc_tree->vertical[1].pred_interp_filter =
2476             ctx->mic.mbmi.interp_filter;
2477       rd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + mi_step, &this_rdc, subsize,
2478                        &pc_tree->vertical[1], best_rdc.rdcost - sum_rdc.rdcost);
2479       if (this_rdc.rate == INT_MAX) {
2480         sum_rdc.rdcost = INT64_MAX;
2481       } else {
2482         sum_rdc.rate += this_rdc.rate;
2483         sum_rdc.dist += this_rdc.dist;
2484         sum_rdc.rdcost += this_rdc.rdcost;
2485       }
2486     }
2487
2488     if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2489       pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2490       sum_rdc.rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
2491       sum_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
2492                               sum_rdc.rate, sum_rdc.dist);
2493       if (sum_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
2494         best_rdc = sum_rdc;
2495         pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
2496       }
2497     }
2498     restore_context(cpi, mi_row, mi_col, a, l, sa, sl, bsize);
2499   }
2500
2501   // TODO(jbb): This code added so that we avoid static analysis
2502   // warning related to the fact that best_rd isn't used after this
2503   // point.  This code should be refactored so that the duplicate
2504   // checks occur in some sub function and thus are used...
2505   (void) best_rd;
2506   *rd_cost = best_rdc;
2507
2508
2509   if (best_rdc.rate < INT_MAX && best_rdc.dist < INT64_MAX &&
2510       pc_tree->index != 3) {
2511     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
2512
2513     // Check the projected output rate for this SB against it's target
2514     // and and if necessary apply a Q delta using segmentation to get
2515     // closer to the target.
2516     if ((cpi->oxcf.aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map)
2517       vp9_select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col, output_enabled,
2518                                     best_rdc.rate);
2519     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
2520       vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
2521                                               best_rdc.rate, best_rdc.dist);
2522
2523     encode_sb(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize, pc_tree);
2524   }
2525
2526   if (bsize == BLOCK_64X64) {
2527     assert(tp_orig < *tp);
2528     assert(best_rdc.rate < INT_MAX);
2529     assert(best_rdc.dist < INT64_MAX);
2530   } else {
2531     assert(tp_orig == *tp);
2532   }
2533 }
2534
2535 static void encode_rd_sb_row(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2536                              int mi_row, TOKENEXTRA **tp) {
2537   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2538   MACROBLOCKD *const xd = &cpi->mb.e_mbd;
2539   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
2540   int mi_col;
2541
2542   // Initialize the left context for the new SB row
2543   vpx_memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
2544   vpx_memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
2545
2546   // Code each SB in the row
2547   for (mi_col = tile->mi_col_start; mi_col < tile->mi_col_end;
2548        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
2549     int dummy_rate;
2550     int64_t dummy_dist;
2551     RD_COST dummy_rdc;
2552     int i;
2553
2554     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
2555     MODE_INFO *mi = cm->mi + idx_str;
2556     MODE_INFO *prev_mi = NULL;
2557
2558     if (cm->frame_type != KEY_FRAME)
2559       prev_mi = (cm->prev_mip + cm->mi_stride + 1 + idx_str)->src_mi;
2560
2561     if (sf->adaptive_pred_interp_filter) {
2562       for (i = 0; i < 64; ++i)
2563         cpi->leaf_tree[i].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2564
2565       for (i = 0; i < 64; ++i) {
2566         cpi->pc_tree[i].vertical[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2567         cpi->pc_tree[i].vertical[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2568         cpi->pc_tree[i].horizontal[0].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2569         cpi->pc_tree[i].horizontal[1].pred_interp_filter = SWITCHABLE;
2570       }
2571     }
2572
2573     vp9_zero(cpi->mb.pred_mv);
2574     cpi->pc_root->index = 0;
2575
2576     // TODO(yunqingwang): use_lastframe_partitioning is no longer used in good-
2577     // quality encoding. Need to evaluate it in real-time encoding later to
2578     // decide if it can be removed too. And then, do the code cleanup.
2579     cpi->mb.source_variance = UINT_MAX;
2580     if (sf->partition_search_type == FIXED_PARTITION) {
2581       set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2582       set_fixed_partitioning(cpi, tile, mi, mi_row, mi_col,
2583                              sf->always_this_block_size);
2584       rd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2585                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, cpi->pc_root);
2586     } else if (cpi->partition_search_skippable_frame) {
2587       BLOCK_SIZE bsize;
2588       set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2589       bsize = get_rd_var_based_fixed_partition(cpi, mi_row, mi_col);
2590       set_fixed_partitioning(cpi, tile, mi, mi_row, mi_col, bsize);
2591       rd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2592                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, cpi->pc_root);
2593     } else if (sf->partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION &&
2594                cm->frame_type != KEY_FRAME ) {
2595       choose_partitioning(cpi, tile, mi_row, mi_col);
2596       rd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2597                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, cpi->pc_root);
2598     } else if (sf->partition_search_type == SEARCH_PARTITION &&
2599                sf->use_lastframe_partitioning &&
2600                (cpi->rc.frames_since_key %
2601                    sf->last_partitioning_redo_frequency) &&
2602                cm->prev_mi &&
2603                cm->show_frame &&
2604                cm->frame_type != KEY_FRAME &&
2605                !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref &&
2606                ((sf->use_lastframe_partitioning !=
2607                    LAST_FRAME_PARTITION_LOW_MOTION) ||
2608                    !sb_has_motion(cm, prev_mi, sf->lf_motion_threshold))) {
2609       if (sf->constrain_copy_partition &&
2610           sb_has_motion(cm, prev_mi, sf->lf_motion_threshold))
2611         constrain_copy_partitioning(cpi, tile, mi, prev_mi,
2612                                     mi_row, mi_col, BLOCK_16X16);
2613       else
2614         copy_partitioning(cm, mi, prev_mi);
2615       rd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2616                        &dummy_rate, &dummy_dist, 1, cpi->pc_root);
2617     } else {
2618       // If required set upper and lower partition size limits
2619       if (sf->auto_min_max_partition_size) {
2620         set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64);
2621         rd_auto_partition_range(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2622                                 &sf->min_partition_size,
2623                                 &sf->max_partition_size);
2624       }
2625       rd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
2626                         &dummy_rdc, INT64_MAX, cpi->pc_root);
2627     }
2628   }
2629 }
2630
2631 static void init_encode_frame_mb_context(VP9_COMP *cpi) {
2632   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2633   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2634   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2635   const int aligned_mi_cols = mi_cols_aligned_to_sb(cm->mi_cols);
2636
2637   // Copy data over into macro block data structures.
2638   vp9_setup_src_planes(x, cpi->Source, 0, 0);
2639
2640   vp9_setup_block_planes(&x->e_mbd, cm->subsampling_x, cm->subsampling_y);
2641
2642   // Note: this memset assumes above_context[0], [1] and [2]
2643   // are allocated as part of the same buffer.
2644   vpx_memset(xd->above_context[0], 0,
2645              sizeof(*xd->above_context[0]) *
2646              2 * aligned_mi_cols * MAX_MB_PLANE);
2647   vpx_memset(xd->above_seg_context, 0,
2648              sizeof(*xd->above_seg_context) * aligned_mi_cols);
2649 }
2650
2651 static int check_dual_ref_flags(VP9_COMP *cpi) {
2652   const int ref_flags = cpi->ref_frame_flags;
2653
2654   if (vp9_segfeature_active(&cpi->common.seg, 1, SEG_LVL_REF_FRAME)) {
2655     return 0;
2656   } else {
2657     return (!!(ref_flags & VP9_GOLD_FLAG) + !!(ref_flags & VP9_LAST_FLAG)
2658         + !!(ref_flags & VP9_ALT_FLAG)) >= 2;
2659   }
2660 }
2661
2662 static void reset_skip_tx_size(VP9_COMMON *cm, TX_SIZE max_tx_size) {
2663   int mi_row, mi_col;
2664   const int mis = cm->mi_stride;
2665   MODE_INFO *mi_ptr = cm->mi;
2666
2667   for (mi_row = 0; mi_row < cm->mi_rows; ++mi_row, mi_ptr += mis) {
2668     for (mi_col = 0; mi_col < cm->mi_cols; ++mi_col) {
2669       if (mi_ptr[mi_col].src_mi->mbmi.tx_size > max_tx_size)
2670         mi_ptr[mi_col].src_mi->mbmi.tx_size = max_tx_size;
2671     }
2672   }
2673 }
2674
2675 static MV_REFERENCE_FRAME get_frame_type(const VP9_COMP *cpi) {
2676   if (frame_is_intra_only(&cpi->common))
2677     return INTRA_FRAME;
2678   else if (cpi->rc.is_src_frame_alt_ref && cpi->refresh_golden_frame)
2679     return ALTREF_FRAME;
2680   else if (cpi->refresh_golden_frame || cpi->refresh_alt_ref_frame)
2681     return GOLDEN_FRAME;
2682   else
2683     return LAST_FRAME;
2684 }
2685
2686 static TX_MODE select_tx_mode(const VP9_COMP *cpi) {
2687   if (cpi->mb.e_mbd.lossless)
2688     return ONLY_4X4;
2689   if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_LARGESTALL)
2690     return ALLOW_32X32;
2691   else if (cpi->sf.tx_size_search_method == USE_FULL_RD||
2692            cpi->sf.tx_size_search_method == USE_TX_8X8)
2693     return TX_MODE_SELECT;
2694   else
2695     return cpi->common.tx_mode;
2696 }
2697
2698 static void nonrd_pick_sb_modes(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2699                                 int mi_row, int mi_col,
2700                                 int *rate, int64_t *dist,
2701                                 BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
2702   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2703   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2704   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2705   MB_MODE_INFO *mbmi;
2706   set_offsets(cpi, tile, mi_row, mi_col, bsize);
2707   mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
2708   mbmi->sb_type = bsize;
2709
2710   if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ && cm->seg.enabled)
2711     if (mbmi->segment_id && x->in_static_area)
2712       x->rdmult = vp9_cyclic_refresh_get_rdmult(cpi->cyclic_refresh);
2713
2714   if (vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id, SEG_LVL_SKIP))
2715     set_mode_info_seg_skip(x, cm->tx_mode, rate, dist, bsize);
2716   else
2717     vp9_pick_inter_mode(cpi, x, tile, mi_row, mi_col, rate, dist, bsize, ctx);
2718
2719   duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2720 }
2721
2722 static void fill_mode_info_sb(VP9_COMMON *cm, MACROBLOCK *x,
2723                               int mi_row, int mi_col,
2724                               BLOCK_SIZE bsize, BLOCK_SIZE subsize,
2725                               PC_TREE *pc_tree) {
2726   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
2727   int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
2728   PARTITION_TYPE partition = pc_tree->partitioning;
2729
2730   assert(bsize >= BLOCK_8X8);
2731
2732   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
2733     return;
2734
2735   switch (partition) {
2736     case PARTITION_NONE:
2737       set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
2738       *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->none.mic;
2739       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2740       break;
2741     case PARTITION_VERT:
2742       set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
2743       *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->vertical[0].mic;
2744       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2745
2746       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
2747         set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs);
2748         *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->vertical[1].mic;
2749         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col + hbs, bsize);
2750       }
2751       break;
2752     case PARTITION_HORZ:
2753       set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
2754       *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->horizontal[0].mic;
2755       duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row, mi_col, bsize);
2756       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
2757         set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col);
2758         *(xd->mi[0].src_mi) = pc_tree->horizontal[1].mic;
2759         duplicate_mode_info_in_sb(cm, xd, mi_row + hbs, mi_col, bsize);
2760       }
2761       break;
2762     case PARTITION_SPLIT: {
2763       BLOCK_SIZE subsubsize = get_subsize(subsize, PARTITION_SPLIT);
2764       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, subsize,
2765                         subsubsize, pc_tree->split[0]);
2766       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col + hbs, subsize,
2767                         subsubsize, pc_tree->split[1]);
2768       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col, subsize,
2769                         subsubsize, pc_tree->split[2]);
2770       fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize,
2771                         subsubsize, pc_tree->split[3]);
2772       break;
2773     }
2774     default:
2775       break;
2776   }
2777 }
2778
2779 static void nonrd_pick_partition(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
2780                                  TOKENEXTRA **tp, int mi_row,
2781                                  int mi_col, BLOCK_SIZE bsize, int *rate,
2782                                  int64_t *dist, int do_recon, int64_t best_rd,
2783                                  PC_TREE *pc_tree) {
2784   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
2785   const VP9EncoderConfig *const oxcf = &cpi->oxcf;
2786   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
2787   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
2788   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
2789   const int ms = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] / 2;
2790   TOKENEXTRA *tp_orig = *tp;
2791   PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &pc_tree->none;
2792   int i;
2793   BLOCK_SIZE subsize = bsize;
2794   int this_rate, sum_rate = 0, best_rate = INT_MAX;
2795   int64_t this_dist, sum_dist = 0, best_dist = INT64_MAX;
2796   int64_t sum_rd = 0;
2797   int do_split = bsize >= BLOCK_8X8;
2798   int do_rect = 1;
2799   // Override skipping rectangular partition operations for edge blocks
2800   const int force_horz_split = (mi_row + ms >= cm->mi_rows);
2801   const int force_vert_split = (mi_col + ms >= cm->mi_cols);
2802   const int xss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_x;
2803   const int yss = x->e_mbd.plane[1].subsampling_y;
2804
2805   int partition_none_allowed = !force_horz_split && !force_vert_split;
2806   int partition_horz_allowed = !force_vert_split && yss <= xss &&
2807                                bsize >= BLOCK_8X8;
2808   int partition_vert_allowed = !force_horz_split && xss <= yss &&
2809                                bsize >= BLOCK_8X8;
2810   (void) *tp_orig;
2811
2812   assert(num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize] ==
2813              num_8x8_blocks_high_lookup[bsize]);
2814
2815   // Determine partition types in search according to the speed features.
2816   // The threshold set here has to be of square block size.
2817   if (sf->auto_min_max_partition_size) {
2818     partition_none_allowed &= (bsize <= sf->max_partition_size &&
2819                                bsize >= sf->min_partition_size);
2820     partition_horz_allowed &= ((bsize <= sf->max_partition_size &&
2821                                 bsize > sf->min_partition_size) ||
2822                                 force_horz_split);
2823     partition_vert_allowed &= ((bsize <= sf->max_partition_size &&
2824                                 bsize > sf->min_partition_size) ||
2825                                 force_vert_split);
2826     do_split &= bsize > sf->min_partition_size;
2827   }
2828   if (sf->use_square_partition_only) {
2829     partition_horz_allowed &= force_horz_split;
2830     partition_vert_allowed &= force_vert_split;
2831   }
2832
2833   // PARTITION_NONE
2834   if (partition_none_allowed) {
2835     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2836                         &this_rate, &this_dist, bsize, ctx);
2837     ctx->mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
2838     ctx->skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
2839     ctx->skip = x->skip;
2840
2841     if (this_rate != INT_MAX) {
2842       int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2843       this_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_NONE];
2844       sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, this_rate, this_dist);
2845       if (sum_rd < best_rd) {
2846         int dist_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_dist_thr;
2847         int64_t rate_breakout_thr = sf->partition_search_breakout_rate_thr;
2848
2849         dist_breakout_thr >>= 8 - (b_width_log2_lookup[bsize] +
2850             b_height_log2_lookup[bsize]);
2851
2852         rate_breakout_thr *= num_pels_log2_lookup[bsize];
2853
2854         best_rate = this_rate;
2855         best_dist = this_dist;
2856         best_rd = sum_rd;
2857         if (bsize >= BLOCK_8X8)
2858           pc_tree->partitioning = PARTITION_NONE;
2859
2860         if (!x->e_mbd.lossless &&
2861             this_rate < rate_breakout_thr &&
2862             this_dist < dist_breakout_thr) {
2863           do_split = 0;
2864           do_rect = 0;
2865         }
2866       }
2867     }
2868   }
2869
2870   // store estimated motion vector
2871   store_pred_mv(x, ctx);
2872
2873   // PARTITION_SPLIT
2874   sum_rd = 0;
2875   if (do_split) {
2876     int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2877     sum_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_SPLIT];
2878     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
2879     for (i = 0; i < 4 && sum_rd < best_rd; ++i) {
2880       const int x_idx = (i & 1) * ms;
2881       const int y_idx = (i >> 1) * ms;
2882
2883       if (mi_row + y_idx >= cm->mi_rows || mi_col + x_idx >= cm->mi_cols)
2884         continue;
2885       load_pred_mv(x, ctx);
2886       nonrd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row + y_idx, mi_col + x_idx,
2887                            subsize, &this_rate, &this_dist, 0,
2888                            best_rd - sum_rd, pc_tree->split[i]);
2889
2890       if (this_rate == INT_MAX) {
2891         sum_rd = INT64_MAX;
2892       } else {
2893         sum_rate += this_rate;
2894         sum_dist += this_dist;
2895         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2896       }
2897     }
2898
2899     if (sum_rd < best_rd) {
2900       best_rate = sum_rate;
2901       best_dist = sum_dist;
2902       best_rd = sum_rd;
2903       pc_tree->partitioning = PARTITION_SPLIT;
2904     } else {
2905       // skip rectangular partition test when larger block size
2906       // gives better rd cost
2907       if (sf->less_rectangular_check)
2908         do_rect &= !partition_none_allowed;
2909     }
2910   }
2911
2912   // PARTITION_HORZ
2913   if (partition_horz_allowed && do_rect) {
2914     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_HORZ);
2915     if (sf->adaptive_motion_search)
2916       load_pred_mv(x, ctx);
2917
2918     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2919                         &this_rate, &this_dist, subsize,
2920                         &pc_tree->horizontal[0]);
2921
2922     pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
2923     pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
2924     pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
2925
2926     sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2927
2928     if (sum_rd < best_rd && mi_row + ms < cm->mi_rows) {
2929       load_pred_mv(x, ctx);
2930       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + ms, mi_col,
2931                           &this_rate, &this_dist, subsize,
2932                           &pc_tree->horizontal[1]);
2933
2934       pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
2935       pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
2936       pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
2937
2938       if (this_rate == INT_MAX) {
2939         sum_rd = INT64_MAX;
2940       } else {
2941         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2942         this_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_HORZ];
2943         sum_rate += this_rate;
2944         sum_dist += this_dist;
2945         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2946       }
2947     }
2948     if (sum_rd < best_rd) {
2949       best_rd = sum_rd;
2950       best_rate = sum_rate;
2951       best_dist = sum_dist;
2952       pc_tree->partitioning = PARTITION_HORZ;
2953     }
2954   }
2955
2956   // PARTITION_VERT
2957   if (partition_vert_allowed && do_rect) {
2958     subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_VERT);
2959
2960     if (sf->adaptive_motion_search)
2961       load_pred_mv(x, ctx);
2962
2963     nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col,
2964                         &this_rate, &this_dist, subsize,
2965                         &pc_tree->vertical[0]);
2966     pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
2967     pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
2968     pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
2969     sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2970     if (sum_rd < best_rd && mi_col + ms < cm->mi_cols) {
2971       load_pred_mv(x, ctx);
2972       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + ms,
2973                           &this_rate, &this_dist, subsize,
2974                           &pc_tree->vertical[1]);
2975       pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
2976       pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
2977       pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
2978       if (this_rate == INT_MAX) {
2979         sum_rd = INT64_MAX;
2980       } else {
2981         int pl = partition_plane_context(xd, mi_row, mi_col, bsize);
2982         this_rate += cpi->partition_cost[pl][PARTITION_VERT];
2983         sum_rate += this_rate;
2984         sum_dist += this_dist;
2985         sum_rd = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, sum_rate, sum_dist);
2986       }
2987     }
2988     if (sum_rd < best_rd) {
2989       best_rate = sum_rate;
2990       best_dist = sum_dist;
2991       best_rd = sum_rd;
2992       pc_tree->partitioning = PARTITION_VERT;
2993     }
2994   }
2995   // TODO(JBB): The following line is here just to avoid a static warning
2996   // that occurs because at this point we never again reuse best_rd
2997   // despite setting it here.  The code should be refactored to avoid this.
2998   (void) best_rd;
2999
3000   *rate = best_rate;
3001   *dist = best_dist;
3002
3003   if (best_rate == INT_MAX)
3004     return;
3005
3006   // update mode info array
3007   subsize = get_subsize(bsize, pc_tree->partitioning);
3008   fill_mode_info_sb(cm, x, mi_row, mi_col, bsize, subsize,
3009                     pc_tree);
3010
3011   if (best_rate < INT_MAX && best_dist < INT64_MAX && do_recon) {
3012     int output_enabled = (bsize == BLOCK_64X64);
3013
3014     // Check the projected output rate for this SB against it's target
3015     // and and if necessary apply a Q delta using segmentation to get
3016     // closer to the target.
3017     if ((oxcf->aq_mode == COMPLEXITY_AQ) && cm->seg.update_map) {
3018       vp9_select_in_frame_q_segment(cpi, mi_row, mi_col, output_enabled,
3019                                     best_rate);
3020     }
3021
3022     if (oxcf->aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
3023       vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
3024                                               best_rate, best_dist);
3025
3026     encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, output_enabled, bsize, pc_tree);
3027   }
3028
3029   if (bsize == BLOCK_64X64) {
3030     assert(tp_orig < *tp);
3031     assert(best_rate < INT_MAX);
3032     assert(best_dist < INT64_MAX);
3033   } else {
3034     assert(tp_orig == *tp);
3035   }
3036 }
3037
3038 static void nonrd_use_partition(VP9_COMP *cpi,
3039                                 const TileInfo *const tile,
3040                                 MODE_INFO *mi,
3041                                 TOKENEXTRA **tp,
3042                                 int mi_row, int mi_col,
3043                                 BLOCK_SIZE bsize, int output_enabled,
3044                                 int *totrate, int64_t *totdist,
3045                                 PC_TREE *pc_tree) {
3046   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3047   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
3048   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3049   const int bsl = b_width_log2_lookup[bsize], hbs = (1 << bsl) / 4;
3050   const int mis = cm->mi_stride;
3051   PARTITION_TYPE partition;
3052   BLOCK_SIZE subsize;
3053   int rate = INT_MAX;
3054   int64_t dist = INT64_MAX;
3055
3056   if (mi_row >= cm->mi_rows || mi_col >= cm->mi_cols)
3057     return;
3058
3059   subsize = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mi[0].src_mi->mbmi.sb_type : BLOCK_4X4;
3060   partition = partition_lookup[bsl][subsize];
3061
3062   switch (partition) {
3063     case PARTITION_NONE:
3064       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, totrate, totdist,
3065                           subsize, &pc_tree->none);
3066       pc_tree->none.mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3067       pc_tree->none.skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3068       pc_tree->none.skip = x->skip;
3069       break;
3070     case PARTITION_VERT:
3071       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, totrate, totdist,
3072                           subsize, &pc_tree->vertical[0]);
3073       pc_tree->vertical[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3074       pc_tree->vertical[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3075       pc_tree->vertical[0].skip = x->skip;
3076       if (mi_col + hbs < cm->mi_cols) {
3077         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col + hbs,
3078                             &rate, &dist, subsize, &pc_tree->vertical[1]);
3079         pc_tree->vertical[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3080         pc_tree->vertical[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3081         pc_tree->vertical[1].skip = x->skip;
3082         if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
3083             *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
3084           *totrate += rate;
3085           *totdist += dist;
3086         }
3087       }
3088       break;
3089     case PARTITION_HORZ:
3090       nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row, mi_col, totrate, totdist,
3091                           subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3092       pc_tree->horizontal[0].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3093       pc_tree->horizontal[0].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3094       pc_tree->horizontal[0].skip = x->skip;
3095       if (mi_row + hbs < cm->mi_rows) {
3096         nonrd_pick_sb_modes(cpi, tile, mi_row + hbs, mi_col,
3097                             &rate, &dist, subsize, &pc_tree->horizontal[0]);
3098         pc_tree->horizontal[1].mic.mbmi = xd->mi[0].src_mi->mbmi;
3099         pc_tree->horizontal[1].skip_txfm[0] = x->skip_txfm[0];
3100         pc_tree->horizontal[1].skip = x->skip;
3101         if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
3102             *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
3103           *totrate += rate;
3104           *totdist += dist;
3105         }
3106       }
3107       break;
3108     case PARTITION_SPLIT:
3109       subsize = get_subsize(bsize, PARTITION_SPLIT);
3110       nonrd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col,
3111                           subsize, output_enabled, totrate, totdist,
3112                           pc_tree->split[0]);
3113       nonrd_use_partition(cpi, tile, mi + hbs, tp,
3114                           mi_row, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3115                           &rate, &dist, pc_tree->split[1]);
3116       if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
3117           *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
3118         *totrate += rate;
3119         *totdist += dist;
3120       }
3121       nonrd_use_partition(cpi, tile, mi + hbs * mis, tp,
3122                           mi_row + hbs, mi_col, subsize, output_enabled,
3123                           &rate, &dist, pc_tree->split[2]);
3124       if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
3125           *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
3126         *totrate += rate;
3127         *totdist += dist;
3128       }
3129       nonrd_use_partition(cpi, tile, mi + hbs * mis + hbs, tp,
3130                           mi_row + hbs, mi_col + hbs, subsize, output_enabled,
3131                           &rate, &dist, pc_tree->split[3]);
3132       if (rate != INT_MAX && dist != INT64_MAX &&
3133           *totrate != INT_MAX && *totdist != INT64_MAX) {
3134         *totrate += rate;
3135         *totdist += dist;
3136       }
3137       break;
3138     default:
3139       assert("Invalid partition type.");
3140       break;
3141   }
3142
3143   if (bsize == BLOCK_64X64 && output_enabled) {
3144     if (cpi->oxcf.aq_mode == CYCLIC_REFRESH_AQ)
3145       vp9_cyclic_refresh_set_rate_and_dist_sb(cpi->cyclic_refresh,
3146                                               *totrate, *totdist);
3147     encode_sb_rt(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, 1, bsize, pc_tree);
3148   }
3149 }
3150
3151 static void encode_nonrd_sb_row(VP9_COMP *cpi, const TileInfo *const tile,
3152                                 int mi_row, TOKENEXTRA **tp) {
3153   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3154   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3155   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
3156   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3157   int mi_col;
3158
3159   // Initialize the left context for the new SB row
3160   vpx_memset(&xd->left_context, 0, sizeof(xd->left_context));
3161   vpx_memset(xd->left_seg_context, 0, sizeof(xd->left_seg_context));
3162
3163   // Code each SB in the row
3164   for (mi_col = tile->mi_col_start; mi_col < tile->mi_col_end;
3165        mi_col += MI_BLOCK_SIZE) {
3166     int dummy_rate = 0;
3167     int64_t dummy_dist = 0;
3168     const int idx_str = cm->mi_stride * mi_row + mi_col;
3169     MODE_INFO *mi = cm->mi + idx_str;
3170     BLOCK_SIZE bsize;
3171     x->in_static_area = 0;
3172     x->source_variance = UINT_MAX;
3173     vp9_zero(x->pred_mv);
3174
3175     // Set the partition type of the 64X64 block
3176     switch (sf->partition_search_type) {
3177       case VAR_BASED_PARTITION:
3178         choose_partitioning(cpi, tile, mi_row, mi_col);
3179         nonrd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3180                             1, &dummy_rate, &dummy_dist, cpi->pc_root);
3181         break;
3182       case SOURCE_VAR_BASED_PARTITION:
3183         set_source_var_based_partition(cpi, tile, mi, mi_row, mi_col);
3184         nonrd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3185                             1, &dummy_rate, &dummy_dist, cpi->pc_root);
3186         break;
3187       case FIXED_PARTITION:
3188         bsize = sf->partition_search_type == FIXED_PARTITION ?
3189                 sf->always_this_block_size :
3190                 get_nonrd_var_based_fixed_partition(cpi, mi_row, mi_col);
3191         set_fixed_partitioning(cpi, tile, mi, mi_row, mi_col, bsize);
3192         nonrd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3193                             1, &dummy_rate, &dummy_dist, cpi->pc_root);
3194         break;
3195       case REFERENCE_PARTITION:
3196         if (sf->partition_check ||
3197             !(x->in_static_area = is_background(cpi, tile, mi_row, mi_col))) {
3198           set_modeinfo_offsets(cm, xd, mi_row, mi_col);
3199           auto_partition_range(cpi, tile, mi_row, mi_col,
3200                                &sf->min_partition_size,
3201                                &sf->max_partition_size);
3202           nonrd_pick_partition(cpi, tile, tp, mi_row, mi_col, BLOCK_64X64,
3203                                &dummy_rate, &dummy_dist, 1, INT64_MAX,
3204                                cpi->pc_root);
3205         } else {
3206           choose_partitioning(cpi, tile, mi_row, mi_col);
3207           nonrd_use_partition(cpi, tile, mi, tp, mi_row, mi_col,
3208                               BLOCK_64X64, 1, &dummy_rate, &dummy_dist,
3209                               cpi->pc_root);
3210         }
3211         break;
3212       default:
3213         assert(0);
3214         break;
3215     }
3216   }
3217 }
3218 // end RTC play code
3219
3220 static int set_var_thresh_from_histogram(VP9_COMP *cpi) {
3221   const SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3222   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3223
3224   const uint8_t *src = cpi->Source->y_buffer;
3225   const uint8_t *last_src = cpi->Last_Source->y_buffer;
3226   const int src_stride = cpi->Source->y_stride;
3227   const int last_stride = cpi->Last_Source->y_stride;
3228
3229   // Pick cutoff threshold
3230   const int cutoff = (MIN(cm->width, cm->height) >= 720) ?
3231       (cm->MBs * VAR_HIST_LARGE_CUT_OFF / 100) :
3232       (cm->MBs * VAR_HIST_SMALL_CUT_OFF / 100);
3233   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int, hist, VAR_HIST_BINS);
3234   diff *var16 = cpi->source_diff_var;
3235
3236   int sum = 0;
3237   int i, j;
3238
3239   vpx_memset(hist, 0, VAR_HIST_BINS * sizeof(hist[0]));
3240
3241   for (i = 0; i < cm->mb_rows; i++) {
3242     for (j = 0; j < cm->mb_cols; j++) {
3243 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3244       if (cm->use_highbitdepth) {
3245         switch (cm->bit_depth) {
3246           case VPX_BITS_8:
3247             vp9_highbd_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3248                                    &var16->sse, &var16->sum);
3249             break;
3250           case VPX_BITS_10:
3251             vp9_highbd_10_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3252                                     &var16->sse, &var16->sum);
3253             break;
3254           case VPX_BITS_12:
3255             vp9_highbd_12_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3256                                       &var16->sse, &var16->sum);
3257             break;
3258           default:
3259             assert(0 && "cm->bit_depth should be VPX_BITS_8, VPX_BITS_10"
3260                    " or VPX_BITS_12");
3261             return -1;
3262         }
3263       } else {
3264         vp9_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3265                         &var16->sse, &var16->sum);
3266       }
3267 #else
3268       vp9_get16x16var(src, src_stride, last_src, last_stride,
3269                       &var16->sse, &var16->sum);
3270 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3271       var16->var = var16->sse -
3272           (((uint32_t)var16->sum * var16->sum) >> 8);
3273
3274       if (var16->var >= VAR_HIST_MAX_BG_VAR)
3275         hist[VAR_HIST_BINS - 1]++;
3276       else
3277         hist[var16->var / VAR_HIST_FACTOR]++;
3278
3279       src += 16;
3280       last_src += 16;
3281       var16++;
3282     }
3283
3284     src = src - cm->mb_cols * 16 + 16 * src_stride;
3285     last_src = last_src - cm->mb_cols * 16 + 16 * last_stride;
3286   }
3287
3288   cpi->source_var_thresh = 0;
3289
3290   if (hist[VAR_HIST_BINS - 1] < cutoff) {
3291     for (i = 0; i < VAR_HIST_BINS - 1; i++) {
3292       sum += hist[i];
3293
3294       if (sum > cutoff) {
3295         cpi->source_var_thresh = (i + 1) * VAR_HIST_FACTOR;
3296         return 0;
3297       }
3298     }
3299   }
3300
3301   return sf->search_type_check_frequency;
3302 }
3303
3304 static void source_var_based_partition_search_method(VP9_COMP *cpi) {
3305   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3306   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3307
3308   if (cm->frame_type == KEY_FRAME) {
3309     // For key frame, use SEARCH_PARTITION.
3310     sf->partition_search_type = SEARCH_PARTITION;
3311   } else if (cm->intra_only) {
3312     sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3313   } else {
3314     if (cm->last_width != cm->width || cm->last_height != cm->height) {
3315       if (cpi->source_diff_var)
3316         vpx_free(cpi->source_diff_var);
3317
3318         CHECK_MEM_ERROR(cm, cpi->source_diff_var,
3319                         vpx_calloc(cm->MBs, sizeof(diff)));
3320       }
3321
3322     if (!cpi->frames_till_next_var_check)
3323       cpi->frames_till_next_var_check = set_var_thresh_from_histogram(cpi);
3324
3325     if (cpi->frames_till_next_var_check > 0) {
3326       sf->partition_search_type = FIXED_PARTITION;
3327       cpi->frames_till_next_var_check--;
3328     }
3329   }
3330 }
3331
3332 static int get_skip_encode_frame(const VP9_COMMON *cm) {
3333   unsigned int intra_count = 0, inter_count = 0;
3334   int j;
3335
3336   for (j = 0; j < INTRA_INTER_CONTEXTS; ++j) {
3337     intra_count += cm->counts.intra_inter[j][0];
3338     inter_count += cm->counts.intra_inter[j][1];
3339   }
3340
3341   return (intra_count << 2) < inter_count &&
3342          cm->frame_type != KEY_FRAME &&
3343          cm->show_frame;
3344 }
3345
3346 static void encode_tiles(VP9_COMP *cpi) {
3347   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3348   const int tile_cols = 1 << cm->log2_tile_cols;
3349   const int tile_rows = 1 << cm->log2_tile_rows;
3350
3351   int tile_col, tile_row;
3352   TileInfo tile[4][1 << 6];
3353   TOKENEXTRA *tok[4][1 << 6];
3354   TOKENEXTRA *pre_tok = cpi->tok;
3355   int tile_tok = 0;
3356
3357   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row) {
3358     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
3359       vp9_tile_init(&tile[tile_row][tile_col], cm, tile_row, tile_col);
3360
3361       tok[tile_row][tile_col] = pre_tok + tile_tok;
3362       pre_tok = tok[tile_row][tile_col];
3363       tile_tok = allocated_tokens(tile[tile_row][tile_col]);
3364     }
3365   }
3366
3367   for (tile_row = 0; tile_row < tile_rows; ++tile_row) {
3368     for (tile_col = 0; tile_col < tile_cols; ++tile_col) {
3369       const TileInfo * const ptile = &tile[tile_row][tile_col];
3370       TOKENEXTRA * const old_tok = tok[tile_row][tile_col];
3371       int mi_row;
3372
3373       for (mi_row = ptile->mi_row_start; mi_row < ptile->mi_row_end;
3374            mi_row += MI_BLOCK_SIZE) {
3375         if (cpi->sf.use_nonrd_pick_mode && !frame_is_intra_only(cm))
3376           encode_nonrd_sb_row(cpi, ptile, mi_row, &tok[tile_row][tile_col]);
3377         else
3378           encode_rd_sb_row(cpi, ptile, mi_row, &tok[tile_row][tile_col]);
3379       }
3380       cpi->tok_count[tile_row][tile_col] =
3381           (unsigned int)(tok[tile_row][tile_col] - old_tok);
3382       assert(tok[tile_row][tile_col] - old_tok <= allocated_tokens(*ptile));
3383     }
3384   }
3385 }
3386
3387 #if CONFIG_FP_MB_STATS
3388 static int input_fpmb_stats(FIRSTPASS_MB_STATS *firstpass_mb_stats,
3389                             VP9_COMMON *cm, uint8_t **this_frame_mb_stats) {
3390   uint8_t *mb_stats_in = firstpass_mb_stats->mb_stats_start +
3391       cm->current_video_frame * cm->MBs * sizeof(uint8_t);
3392
3393   if (mb_stats_in > firstpass_mb_stats->mb_stats_end)
3394     return EOF;
3395
3396   *this_frame_mb_stats = mb_stats_in;
3397
3398   return 1;
3399 }
3400 #endif
3401
3402 static void encode_frame_internal(VP9_COMP *cpi) {
3403   SPEED_FEATURES *const sf = &cpi->sf;
3404   RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
3405   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
3406   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3407   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3408
3409   xd->mi = cm->mi;
3410   xd->mi[0].src_mi = &xd->mi[0];
3411
3412   vp9_zero(cm->counts);
3413   vp9_zero(cpi->coef_counts);
3414   vp9_zero(rd_opt->comp_pred_diff);
3415   vp9_zero(rd_opt->filter_diff);
3416   vp9_zero(rd_opt->tx_select_diff);
3417   vp9_zero(rd_opt->tx_select_threshes);
3418
3419   xd->lossless = cm->base_qindex == 0 &&
3420                  cm->y_dc_delta_q == 0 &&
3421                  cm->uv_dc_delta_q == 0 &&
3422                  cm->uv_ac_delta_q == 0;
3423
3424   cm->tx_mode = select_tx_mode(cpi);
3425
3426 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3427   if (cm->use_highbitdepth)
3428     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vp9_fdct4x4;
3429   else
3430     x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_highbd_fwht4x4 : vp9_highbd_fdct4x4;
3431   x->highbd_itxm_add = xd->lossless ? vp9_highbd_iwht4x4_add :
3432                                       vp9_highbd_idct4x4_add;
3433 #else
3434   x->fwd_txm4x4 = xd->lossless ? vp9_fwht4x4 : vp9_fdct4x4;
3435 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
3436   x->itxm_add = xd->lossless ? vp9_iwht4x4_add : vp9_idct4x4_add;
3437
3438   if (xd->lossless) {
3439     x->optimize = 0;
3440     cm->lf.filter_level = 0;
3441     cpi->zbin_mode_boost_enabled = 0;
3442   }
3443
3444   vp9_frame_init_quantizer(cpi);
3445
3446   vp9_initialize_rd_consts(cpi);
3447   vp9_initialize_me_consts(cpi, cm->base_qindex);
3448   init_encode_frame_mb_context(cpi);
3449   set_prev_mi(cm);
3450
3451   x->quant_fp = cpi->sf.use_quant_fp;
3452   vp9_zero(x->skip_txfm);
3453   if (sf->use_nonrd_pick_mode) {
3454     // Initialize internal buffer pointers for rtc coding, where non-RD
3455     // mode decision is used and hence no buffer pointer swap needed.
3456     int i;
3457     struct macroblock_plane *const p = x->plane;
3458     struct macroblockd_plane *const pd = xd->plane;
3459     PICK_MODE_CONTEXT *ctx = &cpi->pc_root->none;
3460
3461     for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; ++i) {
3462       p[i].coeff = ctx->coeff_pbuf[i][0];
3463       p[i].qcoeff = ctx->qcoeff_pbuf[i][0];
3464       pd[i].dqcoeff = ctx->dqcoeff_pbuf[i][0];
3465       p[i].eobs = ctx->eobs_pbuf[i][0];
3466     }
3467     vp9_zero(x->zcoeff_blk);
3468
3469     if (sf->partition_search_type == SOURCE_VAR_BASED_PARTITION)
3470       source_var_based_partition_search_method(cpi);
3471   }
3472
3473   {
3474     struct vpx_usec_timer emr_timer;
3475     vpx_usec_timer_start(&emr_timer);
3476
3477 #if CONFIG_FP_MB_STATS
3478   if (cpi->use_fp_mb_stats) {
3479     input_fpmb_stats(&cpi->twopass.firstpass_mb_stats, cm,
3480                      &cpi->twopass.this_frame_mb_stats);
3481   }
3482 #endif
3483
3484     encode_tiles(cpi);
3485
3486     vpx_usec_timer_mark(&emr_timer);
3487     cpi->time_encode_sb_row += vpx_usec_timer_elapsed(&emr_timer);
3488   }
3489
3490   sf->skip_encode_frame = sf->skip_encode_sb ? get_skip_encode_frame(cm) : 0;
3491
3492 #if 0
3493   // Keep record of the total distortion this time around for future use
3494   cpi->last_frame_distortion = cpi->frame_distortion;
3495 #endif
3496 }
3497
3498 static INTERP_FILTER get_interp_filter(
3499     const int64_t threshes[SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS], int is_alt_ref) {
3500   if (!is_alt_ref &&
3501       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP] &&
3502       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[EIGHTTAP_SHARP] &&
3503       threshes[EIGHTTAP_SMOOTH] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
3504     return EIGHTTAP_SMOOTH;
3505   } else if (threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[EIGHTTAP] &&
3506              threshes[EIGHTTAP_SHARP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
3507     return EIGHTTAP_SHARP;
3508   } else if (threshes[EIGHTTAP] > threshes[SWITCHABLE - 1]) {
3509     return EIGHTTAP;
3510   } else {
3511     return SWITCHABLE;
3512   }
3513 }
3514
3515 void vp9_encode_frame(VP9_COMP *cpi) {
3516   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3517   RD_OPT *const rd_opt = &cpi->rd;
3518
3519   // In the longer term the encoder should be generalized to match the
3520   // decoder such that we allow compound where one of the 3 buffers has a
3521   // different sign bias and that buffer is then the fixed ref. However, this
3522   // requires further work in the rd loop. For now the only supported encoder
3523   // side behavior is where the ALT ref buffer has opposite sign bias to
3524   // the other two.
3525   if (!frame_is_intra_only(cm)) {
3526     if ((cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
3527              cm->ref_frame_sign_bias[GOLDEN_FRAME]) ||
3528         (cm->ref_frame_sign_bias[ALTREF_FRAME] ==
3529              cm->ref_frame_sign_bias[LAST_FRAME])) {
3530       cm->allow_comp_inter_inter = 0;
3531     } else {
3532       cm->allow_comp_inter_inter = 1;
3533       cm->comp_fixed_ref = ALTREF_FRAME;
3534       cm->comp_var_ref[0] = LAST_FRAME;
3535       cm->comp_var_ref[1] = GOLDEN_FRAME;
3536     }
3537   }
3538
3539   if (cpi->sf.frame_parameter_update) {
3540     int i;
3541
3542     // This code does a single RD pass over the whole frame assuming
3543     // either compound, single or hybrid prediction as per whatever has
3544     // worked best for that type of frame in the past.
3545     // It also predicts whether another coding mode would have worked
3546     // better that this coding mode. If that is the case, it remembers
3547     // that for subsequent frames.
3548     // It does the same analysis for transform size selection also.
3549     const MV_REFERENCE_FRAME frame_type = get_frame_type(cpi);
3550     int64_t *const mode_thrs = rd_opt->prediction_type_threshes[frame_type];
3551     int64_t *const filter_thrs = rd_opt->filter_threshes[frame_type];
3552     int *const tx_thrs = rd_opt->tx_select_threshes[frame_type];
3553     const int is_alt_ref = frame_type == ALTREF_FRAME;
3554
3555     /* prediction (compound, single or hybrid) mode selection */
3556     if (is_alt_ref || !cm->allow_comp_inter_inter)
3557       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3558     else if (mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] > mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] &&
3559              mode_thrs[COMPOUND_REFERENCE] >
3560                  mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT] &&
3561              check_dual_ref_flags(cpi) &&
3562              cpi->static_mb_pct == 100)
3563       cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
3564     else if (mode_thrs[SINGLE_REFERENCE] > mode_thrs[REFERENCE_MODE_SELECT])
3565       cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3566     else
3567       cm->reference_mode = REFERENCE_MODE_SELECT;
3568
3569     if (cm->interp_filter == SWITCHABLE)
3570       cm->interp_filter = get_interp_filter(filter_thrs, is_alt_ref);
3571
3572     encode_frame_internal(cpi);
3573
3574     for (i = 0; i < REFERENCE_MODES; ++i)
3575       mode_thrs[i] = (mode_thrs[i] + rd_opt->comp_pred_diff[i] / cm->MBs) / 2;
3576
3577     for (i = 0; i < SWITCHABLE_FILTER_CONTEXTS; ++i)
3578       filter_thrs[i] = (filter_thrs[i] + rd_opt->filter_diff[i] / cm->MBs) / 2;
3579
3580     for (i = 0; i < TX_MODES; ++i) {
3581       int64_t pd = rd_opt->tx_select_diff[i];
3582       if (i == TX_MODE_SELECT)
3583         pd -= RDCOST(cpi->mb.rdmult, cpi->mb.rddiv, 2048 * (TX_SIZES - 1), 0);
3584       tx_thrs[i] = (tx_thrs[i] + (int)(pd / cm->MBs)) / 2;
3585     }
3586
3587     if (cm->reference_mode == REFERENCE_MODE_SELECT) {
3588       int single_count_zero = 0;
3589       int comp_count_zero = 0;
3590
3591       for (i = 0; i < COMP_INTER_CONTEXTS; i++) {
3592         single_count_zero += cm->counts.comp_inter[i][0];
3593         comp_count_zero += cm->counts.comp_inter[i][1];
3594       }
3595
3596       if (comp_count_zero == 0) {
3597         cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3598         vp9_zero(cm->counts.comp_inter);
3599       } else if (single_count_zero == 0) {
3600         cm->reference_mode = COMPOUND_REFERENCE;
3601         vp9_zero(cm->counts.comp_inter);
3602       }
3603     }
3604
3605     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
3606       int count4x4 = 0;
3607       int count8x8_lp = 0, count8x8_8x8p = 0;
3608       int count16x16_16x16p = 0, count16x16_lp = 0;
3609       int count32x32 = 0;
3610
3611       for (i = 0; i < TX_SIZE_CONTEXTS; ++i) {
3612         count4x4 += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_4X4];
3613         count4x4 += cm->counts.tx.p16x16[i][TX_4X4];
3614         count4x4 += cm->counts.tx.p8x8[i][TX_4X4];
3615
3616         count8x8_lp += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_8X8];
3617         count8x8_lp += cm->counts.tx.p16x16[i][TX_8X8];
3618         count8x8_8x8p += cm->counts.tx.p8x8[i][TX_8X8];
3619
3620         count16x16_16x16p += cm->counts.tx.p16x16[i][TX_16X16];
3621         count16x16_lp += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_16X16];
3622         count32x32 += cm->counts.tx.p32x32[i][TX_32X32];
3623       }
3624
3625       if (count4x4 == 0 && count16x16_lp == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
3626           count32x32 == 0) {
3627         cm->tx_mode = ALLOW_8X8;
3628         reset_skip_tx_size(cm, TX_8X8);
3629       } else if (count8x8_8x8p == 0 && count16x16_16x16p == 0 &&
3630                  count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count32x32 == 0) {
3631         cm->tx_mode = ONLY_4X4;
3632         reset_skip_tx_size(cm, TX_4X4);
3633       } else if (count8x8_lp == 0 && count16x16_lp == 0 && count4x4 == 0) {
3634         cm->tx_mode = ALLOW_32X32;
3635       } else if (count32x32 == 0 && count8x8_lp == 0 && count4x4 == 0) {
3636         cm->tx_mode = ALLOW_16X16;
3637         reset_skip_tx_size(cm, TX_16X16);
3638       }
3639     }
3640   } else {
3641     cm->reference_mode = SINGLE_REFERENCE;
3642     encode_frame_internal(cpi);
3643   }
3644 }
3645
3646 static void sum_intra_stats(FRAME_COUNTS *counts, const MODE_INFO *mi) {
3647   const PREDICTION_MODE y_mode = mi->mbmi.mode;
3648   const PREDICTION_MODE uv_mode = mi->mbmi.uv_mode;
3649   const BLOCK_SIZE bsize = mi->mbmi.sb_type;
3650
3651   if (bsize < BLOCK_8X8) {
3652     int idx, idy;
3653     const int num_4x4_w = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize];
3654     const int num_4x4_h = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize];
3655     for (idy = 0; idy < 2; idy += num_4x4_h)
3656       for (idx = 0; idx < 2; idx += num_4x4_w)
3657         ++counts->y_mode[0][mi->bmi[idy * 2 + idx].as_mode];
3658   } else {
3659     ++counts->y_mode[size_group_lookup[bsize]][y_mode];
3660   }
3661
3662   ++counts->uv_mode[y_mode][uv_mode];
3663 }
3664
3665 static int get_zbin_mode_boost(const MB_MODE_INFO *mbmi, int enabled) {
3666   if (enabled) {
3667     if (is_inter_block(mbmi)) {
3668       if (mbmi->mode == ZEROMV) {
3669         return mbmi->ref_frame[0] != LAST_FRAME ? GF_ZEROMV_ZBIN_BOOST
3670                                                 : LF_ZEROMV_ZBIN_BOOST;
3671       } else {
3672         return mbmi->sb_type < BLOCK_8X8 ? SPLIT_MV_ZBIN_BOOST
3673                                          : MV_ZBIN_BOOST;
3674       }
3675     } else {
3676       return INTRA_ZBIN_BOOST;
3677     }
3678   } else {
3679     return 0;
3680   }
3681 }
3682
3683 static void encode_superblock(VP9_COMP *cpi, TOKENEXTRA **t, int output_enabled,
3684                               int mi_row, int mi_col, BLOCK_SIZE bsize,
3685                               PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
3686   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
3687   MACROBLOCK *const x = &cpi->mb;
3688   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
3689   MODE_INFO *mi_8x8 = xd->mi;
3690   MODE_INFO *mi = mi_8x8;
3691   MB_MODE_INFO *mbmi = &mi->mbmi;
3692   const int seg_skip = vp9_segfeature_active(&cm->seg, mbmi->segment_id,
3693                                              SEG_LVL_SKIP);
3694   const int mis = cm->mi_stride;
3695   const int mi_width = num_8x8_blocks_wide_lookup[bsize];
3696   const int mi_height = num_8x8_blocks_high_lookup[bsize];
3697
3698   x->skip_recode = !x->select_tx_size && mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8 &&
3699                    cpi->oxcf.aq_mode != COMPLEXITY_AQ &&
3700                    cpi->oxcf.aq_mode != CYCLIC_REFRESH_AQ &&
3701                    cpi->sf.allow_skip_recode;
3702
3703   if (!x->skip_recode && !cpi->sf.use_nonrd_pick_mode)
3704     vpx_memset(x->skip_txfm, 0, sizeof(x->skip_txfm));
3705
3706   x->skip_optimize = ctx->is_coded;
3707   ctx->is_coded = 1;
3708   x->use_lp32x32fdct = cpi->sf.use_lp32x32fdct;
3709   x->skip_encode = (!output_enabled && cpi->sf.skip_encode_frame &&
3710                     x->q_index < QIDX_SKIP_THRESH);
3711
3712   if (x->skip_encode)
3713     return;
3714
3715   set_ref_ptrs(cm, xd, mbmi->ref_frame[0], mbmi->ref_frame[1]);
3716
3717   // Experimental code. Special case for gf and arf zeromv modes.
3718   // Increase zbin size to suppress noise
3719   cpi->zbin_mode_boost = get_zbin_mode_boost(mbmi,
3720                                              cpi->zbin_mode_boost_enabled);
3721   vp9_update_zbin_extra(cpi, x);
3722
3723   if (!is_inter_block(mbmi)) {
3724     int plane;
3725     mbmi->skip = 1;
3726     for (plane = 0; plane < MAX_MB_PLANE; ++plane)
3727       vp9_encode_intra_block_plane(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8), plane);
3728     if (output_enabled)
3729       sum_intra_stats(&cm->counts, mi);
3730     vp9_tokenize_sb(cpi, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3731   } else {
3732     int ref;
3733     const int is_compound = has_second_ref(mbmi);
3734     for (ref = 0; ref < 1 + is_compound; ++ref) {
3735       YV12_BUFFER_CONFIG *cfg = get_ref_frame_buffer(cpi,
3736                                                      mbmi->ref_frame[ref]);
3737       vp9_setup_pre_planes(xd, ref, cfg, mi_row, mi_col,
3738                            &xd->block_refs[ref]->sf);
3739     }
3740     if (!cpi->sf.reuse_inter_pred_sby || seg_skip)
3741       vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3742
3743     vp9_build_inter_predictors_sbuv(xd, mi_row, mi_col, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3744
3745     vp9_encode_sb(x, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3746     vp9_tokenize_sb(cpi, t, !output_enabled, MAX(bsize, BLOCK_8X8));
3747   }
3748
3749   if (output_enabled) {
3750     if (cm->tx_mode == TX_MODE_SELECT &&
3751         mbmi->sb_type >= BLOCK_8X8  &&
3752         !(is_inter_block(mbmi) && (mbmi->skip || seg_skip))) {
3753       ++get_tx_counts(max_txsize_lookup[bsize], vp9_get_tx_size_context(xd),
3754                       &cm->counts.tx)[mbmi->tx_size];
3755     } else {
3756       int x, y;
3757       TX_SIZE tx_size;
3758       // The new intra coding scheme requires no change of transform size
3759       if (is_inter_block(&mi->mbmi)) {
3760         tx_size = MIN(tx_mode_to_biggest_tx_size[cm->tx_mode],
3761                       max_txsize_lookup[bsize]);
3762       } else {
3763         tx_size = (bsize >= BLOCK_8X8) ? mbmi->tx_size : TX_4X4;
3764       }
3765
3766       for (y = 0; y < mi_height; y++)
3767         for (x = 0; x < mi_width; x++)
3768           if (mi_col + x < cm->mi_cols && mi_row + y < cm->mi_rows)
3769             mi_8x8[mis * y + x].src_mi->mbmi.tx_size = tx_size;
3770     }
3771   }
3772 }