git.sesse.net Git - x264/blob - encoder/cavlc.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * cavlc.c: cavlc bitstream writing
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003-2015 x264 project
   5  *
   6  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   7  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
   8  *          Fiona Glaser <fiona@x264.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
  23  *
  24  * This program is also available under a commercial proprietary license.
  25  * For more information, contact us at licensing@x264.com.
  26  *****************************************************************************/
  27
  28 #include "common/common.h"
  29 #include "macroblock.h"
  30
  31 #ifndef RDO_SKIP_BS
  32 #define RDO_SKIP_BS 0
  33 #endif
  34
  35 /* [400,420][inter,intra] */
  36 static const uint8_t cbp_to_golomb[2][2][48] =
  37 {
  38     {{ 0,  1,  2,  5,  3,  6, 14, 10,  4, 15,  7, 11,  8, 12, 13,  9 },
  39      { 1, 10, 11,  6, 12,  7, 14,  2, 13, 15,  8,  3,  9,  4,  5,  0 }},
  40     {{ 0,  2,  3,  7,  4,  8, 17, 13,  5, 18,  9, 14, 10, 15, 16, 11,
  41        1, 32, 33, 36, 34, 37, 44, 40, 35, 45, 38, 41, 39, 42, 43, 19,
  42        6, 24, 25, 20, 26, 21, 46, 28, 27, 47, 22, 29, 23, 30, 31, 12 },
  43      { 3, 29, 30, 17, 31, 18, 37,  8, 32, 38, 19,  9, 20, 10, 11,  2,
  44       16, 33, 34, 21, 35, 22, 39,  4, 36, 40, 23,  5, 24,  6,  7,  1,
  45       41, 42, 43, 25, 44, 26, 46, 12, 45, 47, 27, 13, 28, 14, 15,  0 }}
  46 };
  47
  48 static const uint8_t mb_type_b_to_golomb[3][9]=
  49 {
  50     { 4,  8, 12, 10,  6, 14, 16, 18, 20 }, /* D_16x8 */
  51     { 5,  9, 13, 11,  7, 15, 17, 19, 21 }, /* D_8x16 */
  52     { 1, -1, -1, -1,  2, -1, -1, -1,  3 }  /* D_16x16 */
  53 };
  54
  55 static const uint8_t subpartition_p_to_golomb[4]=
  56 {
  57     3, 1, 2, 0
  58 };
  59
  60 static const uint8_t subpartition_b_to_golomb[13]=
  61 {
  62     10,  4,  5,  1, 11,  6,  7,  2, 12,  8,  9,  3,  0
  63 };
  64
  65 #define bs_write_vlc(s,v) bs_write( s, (v).i_size, (v).i_bits )
  66
  67 /****************************************************************************
  68  * x264_cavlc_block_residual:
  69  ****************************************************************************/
  70 static inline int x264_cavlc_block_residual_escape( x264_t *h, int i_suffix_length, int level )
  71 {
  72     bs_t *s = &h->out.bs;
  73     static const uint16_t next_suffix[7] = { 0, 3, 6, 12, 24, 48, 0xffff };
  74     int i_level_prefix = 15;
  75     int mask = level >> 31;
  76     int abs_level = (level^mask)-mask;
  77     int i_level_code = abs_level*2-mask-2;
  78     if( ( i_level_code >> i_suffix_length ) < 15 )
  79     {
  80         bs_write( s, (i_level_code >> i_suffix_length) + 1 + i_suffix_length,
  81                  (1<<i_suffix_length) + (i_level_code & ((1<<i_suffix_length)-1)) );
  82     }
  83     else
  84     {
  85         i_level_code -= 15 << i_suffix_length;
  86         if( i_suffix_length == 0 )
  87             i_level_code -= 15;
  88
  89         /* If the prefix size exceeds 15, High Profile is required. */
  90         if( i_level_code >= 1<<12 )
  91         {
  92             if( h->sps->i_profile_idc >= PROFILE_HIGH )
  93             {
  94                 while( i_level_code > 1<<(i_level_prefix-3) )
  95                 {
  96                     i_level_code -= 1<<(i_level_prefix-3);
  97                     i_level_prefix++;
  98                 }
  99             }
 100             else
 101             {
 102 #if RDO_SKIP_BS
 103                 /* Weight highly against overflows. */
 104                 s->i_bits_encoded += 2000;
 105 #else
 106                 /* We've had an overflow; note it down and re-encode the MB later. */
 107                 h->mb.b_overflow = 1;
 108 #endif
 109             }
 110         }
 111         bs_write( s, i_level_prefix + 1, 1 );
 112         bs_write( s, i_level_prefix - 3, i_level_code & ((1<<(i_level_prefix-3))-1) );
 113     }
 114     if( i_suffix_length == 0 )
 115         i_suffix_length++;
 116     if( abs_level > next_suffix[i_suffix_length] )
 117         i_suffix_length++;
 118     return i_suffix_length;
 119 }
 120
 121 static int x264_cavlc_block_residual_internal( x264_t *h, int ctx_block_cat, dctcoef *l, int nC )
 122 {
 123     bs_t *s = &h->out.bs;
 124     static const uint8_t ctz_index[8] = {3,0,1,0,2,0,1,0};
 125     static const uint8_t count_cat[14] = {16, 15, 16, 0, 15, 64, 16, 15, 16, 64, 16, 15, 16, 64};
 126     x264_run_level_t runlevel;
 127     int i_total, i_trailing, i_total_zero, i_suffix_length;
 128     unsigned int i_sign;
 129
 130     /* level and run and total */
 131     i_total = h->quantf.coeff_level_run[ctx_block_cat]( l, &runlevel );
 132     x264_prefetch( &x264_run_before[runlevel.mask] );
 133     i_total_zero = runlevel.last + 1 - i_total;
 134
 135     /* branchless i_trailing calculation */
 136     runlevel.level[i_total+0] = 2;
 137     runlevel.level[i_total+1] = 2;
 138     i_trailing = ((((runlevel.level[0]+1) | (1-runlevel.level[0])) >> 31) & 1) // abs(runlevel.level[0])>1
 139                | ((((runlevel.level[1]+1) | (1-runlevel.level[1])) >> 31) & 2)
 140                | ((((runlevel.level[2]+1) | (1-runlevel.level[2])) >> 31) & 4);
 141     i_trailing = ctz_index[i_trailing];
 142     i_sign = ((runlevel.level[2] >> 31) & 1)
 143            | ((runlevel.level[1] >> 31) & 2)
 144            | ((runlevel.level[0] >> 31) & 4);
 145     i_sign >>= 3-i_trailing;
 146
 147     /* total/trailing */
 148     bs_write_vlc( s, x264_coeff_token[nC][i_total-1][i_trailing] );
 149
 150     i_suffix_length = i_total > 10 && i_trailing < 3;
 151     bs_write( s, i_trailing, i_sign );
 152
 153     if( i_trailing < i_total )
 154     {
 155         int val = runlevel.level[i_trailing];
 156         int val_original = runlevel.level[i_trailing]+LEVEL_TABLE_SIZE/2;
 157         val -= ((val>>31)|1) & -(i_trailing < 3); /* as runlevel.level[i] can't be 1 for the first one if i_trailing < 3 */
 158         val += LEVEL_TABLE_SIZE/2;
 159
 160         if( (unsigned)val_original < LEVEL_TABLE_SIZE )
 161         {
 162             bs_write_vlc( s, x264_level_token[i_suffix_length][val] );
 163             i_suffix_length = x264_level_token[i_suffix_length][val_original].i_next;
 164         }
 165         else
 166             i_suffix_length = x264_cavlc_block_residual_escape( h, i_suffix_length, val-LEVEL_TABLE_SIZE/2 );
 167         for( int i = i_trailing+1; i < i_total; i++ )
 168         {
 169             val = runlevel.level[i] + LEVEL_TABLE_SIZE/2;
 170             if( (unsigned)val < LEVEL_TABLE_SIZE )
 171             {
 172                 bs_write_vlc( s, x264_level_token[i_suffix_length][val] );
 173                 i_suffix_length = x264_level_token[i_suffix_length][val].i_next;
 174             }
 175             else
 176                 i_suffix_length = x264_cavlc_block_residual_escape( h, i_suffix_length, val-LEVEL_TABLE_SIZE/2 );
 177         }
 178     }
 179
 180     if( ctx_block_cat == DCT_CHROMA_DC )
 181     {
 182         if( i_total < 8>>CHROMA_V_SHIFT )
 183         {
 184             vlc_t total_zeros = CHROMA_FORMAT == CHROMA_420 ? x264_total_zeros_2x2_dc[i_total-1][i_total_zero]
 185                                                             : x264_total_zeros_2x4_dc[i_total-1][i_total_zero];
 186             bs_write_vlc( s, total_zeros );
 187         }
 188     }
 189     else if( (uint8_t)i_total < count_cat[ctx_block_cat] )
 190         bs_write_vlc( s, x264_total_zeros[i_total-1][i_total_zero] );
 191
 192     int zero_run_code = x264_run_before[runlevel.mask];
 193     bs_write( s, zero_run_code&0x1f, zero_run_code>>5 );
 194
 195     return i_total;
 196 }
 197
 198 static const uint8_t ct_index[17] = {0,0,1,1,2,2,2,2,3,3,3,3,3,3,3,3,3};
 199
 200 #define x264_cavlc_block_residual(h,cat,idx,l)\
 201 {\
 202     int nC = cat == DCT_CHROMA_DC ? 5 - CHROMA_V_SHIFT\
 203                                   : ct_index[x264_mb_predict_non_zero_code( h, cat == DCT_LUMA_DC ? (idx - LUMA_DC)*16 : idx )];\
 204     uint8_t *nnz = &h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[idx]];\
 205     if( !*nnz )\
 206         bs_write_vlc( &h->out.bs, x264_coeff0_token[nC] );\
 207     else\
 208         *nnz = x264_cavlc_block_residual_internal(h,cat,l,nC);\
 209 }
 210
 211 static void x264_cavlc_qp_delta( x264_t *h )
 212 {
 213     bs_t *s = &h->out.bs;
 214     int i_dqp = h->mb.i_qp - h->mb.i_last_qp;
 215
 216     /* Avoid writing a delta quant if we have an empty i16x16 block, e.g. in a completely
 217      * flat background area. Don't do this if it would raise the quantizer, since that could
 218      * cause unexpected deblocking artifacts. */
 219     if( h->mb.i_type == I_16x16 && !(h->mb.i_cbp_luma | h->mb.i_cbp_chroma)
 220         && !h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[LUMA_DC]]
 221         && !h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[CHROMA_DC+0]]
 222         && !h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[CHROMA_DC+1]]
 223         && h->mb.i_qp > h->mb.i_last_qp )
 224     {
 225 #if !RDO_SKIP_BS
 226         h->mb.i_qp = h->mb.i_last_qp;
 227 #endif
 228         i_dqp = 0;
 229     }
 230
 231     if( i_dqp )
 232     {
 233         if( i_dqp < -(QP_MAX_SPEC+1)/2 )
 234             i_dqp += QP_MAX_SPEC+1;
 235         else if( i_dqp > QP_MAX_SPEC/2 )
 236             i_dqp -= QP_MAX_SPEC+1;
 237     }
 238     bs_write_se( s, i_dqp );
 239 }
 240
 241 static void x264_cavlc_mvd( x264_t *h, int i_list, int idx, int width )
 242 {
 243     bs_t *s = &h->out.bs;
 244     ALIGNED_4( int16_t mvp[2] );
 245     x264_mb_predict_mv( h, i_list, idx, width, mvp );
 246     bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[idx]][0] - mvp[0] );
 247     bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[idx]][1] - mvp[1] );
 248 }
 249
 250 static inline void x264_cavlc_8x8_mvd( x264_t *h, int i )
 251 {
 252     switch( h->mb.i_sub_partition[i] )
 253     {
 254         case D_L0_8x8:
 255             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i, 2 );
 256             break;
 257         case D_L0_8x4:
 258             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+0, 2 );
 259             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+2, 2 );
 260             break;
 261         case D_L0_4x8:
 262             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+0, 1 );
 263             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+1, 1 );
 264             break;
 265         case D_L0_4x4:
 266             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+0, 1 );
 267             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+1, 1 );
 268             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+2, 1 );
 269             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+3, 1 );
 270             break;
 271     }
 272 }
 273
 274 static ALWAYS_INLINE void x264_cavlc_macroblock_luma_residual( x264_t *h, int plane_count )
 275 {
 276     if( h->mb.b_transform_8x8 )
 277     {
 278         /* shuffle 8x8 dct coeffs into 4x4 lists */
 279         for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
 280             for( int i8 = 0; i8 < 4; i8++ )
 281                 if( h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[p*16+i8*4]] )
 282                     h->zigzagf.interleave_8x8_cavlc( h->dct.luma4x4[p*16+i8*4], h->dct.luma8x8[p*4+i8],
 283                                                      &h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[p*16+i8*4]] );
 284     }
 285
 286     for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
 287         FOREACH_BIT( i8, 0, h->mb.i_cbp_luma )
 288             for( int i4 = 0; i4 < 4; i4++ )
 289                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_4x4, i4+i8*4+p*16, h->dct.luma4x4[i4+i8*4+p*16] );
 290 }
 291
 292 #if RDO_SKIP_BS
 293 static ALWAYS_INLINE void x264_cavlc_partition_luma_residual( x264_t *h, int i8, int p )
 294 {
 295     if( h->mb.b_transform_8x8 && h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[i8*4]] )
 296         h->zigzagf.interleave_8x8_cavlc( h->dct.luma4x4[i8*4+p*16], h->dct.luma8x8[i8+p*4],
 297                                          &h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[i8*4+p*16]] );
 298
 299     if( h->mb.i_cbp_luma & (1 << i8) )
 300         for( int i4 = 0; i4 < 4; i4++ )
 301             x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_4x4, i4+i8*4+p*16, h->dct.luma4x4[i4+i8*4+p*16] );
 302 }
 303 #endif
 304
 305 static void x264_cavlc_mb_header_i( x264_t *h, int i_mb_type, int i_mb_i_offset, int chroma )
 306 {
 307     bs_t *s = &h->out.bs;
 308     if( i_mb_type == I_16x16 )
 309     {
 310         bs_write_ue( s, i_mb_i_offset + 1 + x264_mb_pred_mode16x16_fix[h->mb.i_intra16x16_pred_mode] +
 311                         h->mb.i_cbp_chroma * 4 + ( h->mb.i_cbp_luma == 0 ? 0 : 12 ) );
 312     }
 313     else //if( i_mb_type == I_4x4 || i_mb_type == I_8x8 )
 314     {
 315         int di = i_mb_type == I_8x8 ? 4 : 1;
 316         bs_write_ue( s, i_mb_i_offset + 0 );
 317         if( h->pps->b_transform_8x8_mode )
 318             bs_write1( s, h->mb.b_transform_8x8 );
 319
 320         /* Prediction: Luma */
 321         for( int i = 0; i < 16; i += di )
 322         {
 323             int i_pred = x264_mb_predict_intra4x4_mode( h, i );
 324             int i_mode = x264_mb_pred_mode4x4_fix( h->mb.cache.intra4x4_pred_mode[x264_scan8[i]] );
 325
 326             if( i_pred == i_mode )
 327                 bs_write1( s, 1 );  /* b_prev_intra4x4_pred_mode */
 328             else
 329                 bs_write( s, 4, i_mode - (i_mode > i_pred) );
 330         }
 331
 332     }
 333     if( chroma )
 334         bs_write_ue( s, x264_mb_chroma_pred_mode_fix[h->mb.i_chroma_pred_mode] );
 335 }
 336
 337 static ALWAYS_INLINE void x264_cavlc_mb_header_p( x264_t *h, int i_mb_type, int chroma )
 338 {
 339     bs_t *s = &h->out.bs;
 340     if( i_mb_type == P_L0 )
 341     {
 342         if( h->mb.i_partition == D_16x16 )
 343         {
 344             bs_write1( s, 1 );
 345
 346             if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
 347                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
 348             x264_cavlc_mvd( h, 0, 0, 4 );
 349         }
 350         else if( h->mb.i_partition == D_16x8 )
 351         {
 352             bs_write_ue( s, 1 );
 353             if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
 354             {
 355                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
 356                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[8]] );
 357             }
 358             x264_cavlc_mvd( h, 0, 0, 4 );
 359             x264_cavlc_mvd( h, 0, 8, 4 );
 360         }
 361         else if( h->mb.i_partition == D_8x16 )
 362         {
 363             bs_write_ue( s, 2 );
 364             if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
 365             {
 366                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
 367                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[4]] );
 368             }
 369             x264_cavlc_mvd( h, 0, 0, 2 );
 370             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4, 2 );
 371         }
 372     }
 373     else if( i_mb_type == P_8x8 )
 374     {
 375         int b_sub_ref;
 376         if( (h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] | h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[ 4]] |
 377              h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[8]] | h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[12]]) == 0 )
 378         {
 379             bs_write_ue( s, 4 );
 380             b_sub_ref = 0;
 381         }
 382         else
 383         {
 384             bs_write_ue( s, 3 );
 385             b_sub_ref = 1;
 386         }
 387
 388         /* sub mb type */
 389         if( h->param.analyse.inter & X264_ANALYSE_PSUB8x8 )
 390             for( int i = 0; i < 4; i++ )
 391                 bs_write_ue( s, subpartition_p_to_golomb[ h->mb.i_sub_partition[i] ] );
 392         else
 393             bs_write( s, 4, 0xf );
 394
 395         /* ref0 */
 396         if( b_sub_ref )
 397         {
 398             bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
 399             bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[4]] );
 400             bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[8]] );
 401             bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[12]] );
 402         }
 403
 404         for( int i = 0; i < 4; i++ )
 405             x264_cavlc_8x8_mvd( h, i );
 406     }
 407     else //if( IS_INTRA( i_mb_type ) )
 408         x264_cavlc_mb_header_i( h, i_mb_type, 5, chroma );
 409 }
 410
 411 static ALWAYS_INLINE void x264_cavlc_mb_header_b( x264_t *h, int i_mb_type, int chroma )
 412 {
 413     bs_t *s = &h->out.bs;
 414     if( i_mb_type == B_8x8 )
 415     {
 416         bs_write_ue( s, 22 );
 417
 418         /* sub mb type */
 419         for( int i = 0; i < 4; i++ )
 420             bs_write_ue( s, subpartition_b_to_golomb[ h->mb.i_sub_partition[i] ] );
 421
 422         /* ref */
 423         if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
 424             for( int i = 0; i < 4; i++ )
 425                 if( x264_mb_partition_listX_table[0][ h->mb.i_sub_partition[i] ] )
 426                     bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[i*4]] );
 427         if( h->mb.pic.i_fref[1] > 1 )
 428             for( int i = 0; i < 4; i++ )
 429                 if( x264_mb_partition_listX_table[1][ h->mb.i_sub_partition[i] ] )
 430                     bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[1] - 1, h->mb.cache.ref[1][x264_scan8[i*4]] );
 431
 432         /* mvd */
 433         for( int i = 0; i < 4; i++ )
 434             if( x264_mb_partition_listX_table[0][ h->mb.i_sub_partition[i] ] )
 435                 x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i, 2 );
 436         for( int i = 0; i < 4; i++ )
 437             if( x264_mb_partition_listX_table[1][ h->mb.i_sub_partition[i] ] )
 438                 x264_cavlc_mvd( h, 1, 4*i, 2 );
 439     }
 440     else if( i_mb_type >= B_L0_L0 && i_mb_type <= B_BI_BI )
 441     {
 442         /* All B mode */
 443         /* Motion Vector */
 444         const uint8_t (*b_list)[2] = x264_mb_type_list_table[i_mb_type];
 445         const int i_ref0_max = h->mb.pic.i_fref[0] - 1;
 446         const int i_ref1_max = h->mb.pic.i_fref[1] - 1;
 447
 448         bs_write_ue( s, mb_type_b_to_golomb[ h->mb.i_partition - D_16x8 ][ i_mb_type - B_L0_L0 ] );
 449         if( h->mb.i_partition == D_16x16 )
 450         {
 451             if( i_ref0_max && b_list[0][0] ) bs_write_te( s, i_ref0_max, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
 452             if( i_ref1_max && b_list[1][0] ) bs_write_te( s, i_ref1_max, h->mb.cache.ref[1][x264_scan8[0]] );
 453             if( b_list[0][0] ) x264_cavlc_mvd( h, 0, 0, 4 );
 454             if( b_list[1][0] ) x264_cavlc_mvd( h, 1, 0, 4 );
 455         }
 456         else
 457         {
 458             if( i_ref0_max && b_list[0][0] ) bs_write_te( s, i_ref0_max, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[ 0]] );
 459             if( i_ref0_max && b_list[0][1] ) bs_write_te( s, i_ref0_max, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[12]] );
 460             if( i_ref1_max && b_list[1][0] ) bs_write_te( s, i_ref1_max, h->mb.cache.ref[1][x264_scan8[ 0]] );
 461             if( i_ref1_max && b_list[1][1] ) bs_write_te( s, i_ref1_max, h->mb.cache.ref[1][x264_scan8[12]] );
 462             if( h->mb.i_partition == D_16x8 )
 463             {
 464                 if( b_list[0][0] ) x264_cavlc_mvd( h, 0, 0, 4 );
 465                 if( b_list[0][1] ) x264_cavlc_mvd( h, 0, 8, 4 );
 466                 if( b_list[1][0] ) x264_cavlc_mvd( h, 1, 0, 4 );
 467                 if( b_list[1][1] ) x264_cavlc_mvd( h, 1, 8, 4 );
 468             }
 469             else //if( h->mb.i_partition == D_8x16 )
 470             {
 471                 if( b_list[0][0] ) x264_cavlc_mvd( h, 0, 0, 2 );
 472                 if( b_list[0][1] ) x264_cavlc_mvd( h, 0, 4, 2 );
 473                 if( b_list[1][0] ) x264_cavlc_mvd( h, 1, 0, 2 );
 474                 if( b_list[1][1] ) x264_cavlc_mvd( h, 1, 4, 2 );
 475             }
 476         }
 477     }
 478     else if( i_mb_type == B_DIRECT )
 479         bs_write1( s, 1 );
 480     else //if( IS_INTRA( i_mb_type ) )
 481         x264_cavlc_mb_header_i( h, i_mb_type, 23, chroma );
 482 }
 483
 484 /*****************************************************************************
 485  * x264_macroblock_write:
 486  *****************************************************************************/
 487 void x264_macroblock_write_cavlc( x264_t *h )
 488 {
 489     bs_t *s = &h->out.bs;
 490     const int i_mb_type = h->mb.i_type;
 491     int plane_count = CHROMA444 ? 3 : 1;
 492     int chroma = !CHROMA444;
 493
 494 #if RDO_SKIP_BS
 495     s->i_bits_encoded = 0;
 496 #else
 497     const int i_mb_pos_start = bs_pos( s );
 498     int       i_mb_pos_tex;
 499 #endif
 500
 501     if( SLICE_MBAFF
 502         && (!(h->mb.i_mb_y & 1) || IS_SKIP(h->mb.type[h->mb.i_mb_xy - h->mb.i_mb_stride])) )
 503     {
 504         bs_write1( s, MB_INTERLACED );
 505 #if !RDO_SKIP_BS
 506         h->mb.field_decoding_flag = MB_INTERLACED;
 507 #endif
 508     }
 509
 510 #if !RDO_SKIP_BS
 511     if( i_mb_type == I_PCM )
 512     {
 513         static const uint8_t i_offsets[3] = {5,23,0};
 514         uint8_t *p_start = s->p_start;
 515         bs_write_ue( s, i_offsets[h->sh.i_type] + 25 );
 516         i_mb_pos_tex = bs_pos( s );
 517         h->stat.frame.i_mv_bits += i_mb_pos_tex - i_mb_pos_start;
 518
 519         bs_align_0( s );
 520
 521         for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
 522             for( int i = 0; i < 256; i++ )
 523                 bs_write( s, BIT_DEPTH, h->mb.pic.p_fenc[p][i] );
 524         if( chroma )
 525             for( int ch = 1; ch < 3; ch++ )
 526                 for( int i = 0; i < 16>>CHROMA_V_SHIFT; i++ )
 527                     for( int j = 0; j < 8; j++ )
 528                         bs_write( s, BIT_DEPTH, h->mb.pic.p_fenc[ch][i*FENC_STRIDE+j] );
 529
 530         bs_init( s, s->p, s->p_end - s->p );
 531         s->p_start = p_start;
 532
 533         h->stat.frame.i_tex_bits += bs_pos(s) - i_mb_pos_tex;
 534         return;
 535     }
 536 #endif
 537
 538     if( h->sh.i_type == SLICE_TYPE_P )
 539         x264_cavlc_mb_header_p( h, i_mb_type, chroma );
 540     else if( h->sh.i_type == SLICE_TYPE_B )
 541         x264_cavlc_mb_header_b( h, i_mb_type, chroma );
 542     else //if( h->sh.i_type == SLICE_TYPE_I )
 543         x264_cavlc_mb_header_i( h, i_mb_type, 0, chroma );
 544
 545 #if !RDO_SKIP_BS
 546     i_mb_pos_tex = bs_pos( s );
 547     h->stat.frame.i_mv_bits += i_mb_pos_tex - i_mb_pos_start;
 548 #endif
 549
 550     /* Coded block pattern */
 551     if( i_mb_type != I_16x16 )
 552         bs_write_ue( s, cbp_to_golomb[chroma][IS_INTRA(i_mb_type)][(h->mb.i_cbp_chroma << 4)|h->mb.i_cbp_luma] );
 553
 554     /* transform size 8x8 flag */
 555     if( x264_mb_transform_8x8_allowed( h ) && h->mb.i_cbp_luma )
 556         bs_write1( s, h->mb.b_transform_8x8 );
 557
 558     if( i_mb_type == I_16x16 )
 559     {
 560         x264_cavlc_qp_delta( h );
 561
 562         /* DC Luma */
 563         for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
 564         {
 565             x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_DC, LUMA_DC+p, h->dct.luma16x16_dc[p] );
 566
 567             /* AC Luma */
 568             if( h->mb.i_cbp_luma )
 569                 for( int i = p*16; i < p*16+16; i++ )
 570                     x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_AC, i, h->dct.luma4x4[i]+1 );
 571         }
 572     }
 573     else if( h->mb.i_cbp_luma | h->mb.i_cbp_chroma )
 574     {
 575         x264_cavlc_qp_delta( h );
 576         x264_cavlc_macroblock_luma_residual( h, plane_count );
 577     }
 578     if( h->mb.i_cbp_chroma )
 579     {
 580         /* Chroma DC residual present */
 581         x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_DC, CHROMA_DC+0, h->dct.chroma_dc[0] );
 582         x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_DC, CHROMA_DC+1, h->dct.chroma_dc[1] );
 583         if( h->mb.i_cbp_chroma == 2 ) /* Chroma AC residual present */
 584         {
 585             int step = 8 << CHROMA_V_SHIFT;
 586             for( int i = 16; i < 3*16; i += step )
 587                 for( int j = i; j < i+4; j++ )
 588                     x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, j, h->dct.luma4x4[j]+1 );
 589         }
 590     }
 591
 592 #if !RDO_SKIP_BS
 593     h->stat.frame.i_tex_bits += bs_pos(s) - i_mb_pos_tex;
 594 #endif
 595 }
 596
 597 #if RDO_SKIP_BS
 598 /*****************************************************************************
 599  * RD only; doesn't generate a valid bitstream
 600  * doesn't write cbp or chroma dc (I don't know how much this matters)
 601  * doesn't write ref (never varies between calls, so no point in doing so)
 602  * only writes subpartition for p8x8, needed for sub-8x8 mode decision RDO
 603  * works on all partition sizes except 16x16
 604  *****************************************************************************/
 605 static int x264_partition_size_cavlc( x264_t *h, int i8, int i_pixel )
 606 {
 607     bs_t *s = &h->out.bs;
 608     const int i_mb_type = h->mb.i_type;
 609     int b_8x16 = h->mb.i_partition == D_8x16;
 610     int plane_count = CHROMA444 ? 3 : 1;
 611     int j;
 612
 613     if( i_mb_type == P_8x8 )
 614     {
 615         x264_cavlc_8x8_mvd( h, i8 );
 616         bs_write_ue( s, subpartition_p_to_golomb[ h->mb.i_sub_partition[i8] ] );
 617     }
 618     else if( i_mb_type == P_L0 )
 619         x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i8, 4>>b_8x16 );
 620     else if( i_mb_type > B_DIRECT && i_mb_type < B_8x8 )
 621     {
 622         if( x264_mb_type_list_table[ i_mb_type ][0][!!i8] ) x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i8, 4>>b_8x16 );
 623         if( x264_mb_type_list_table[ i_mb_type ][1][!!i8] ) x264_cavlc_mvd( h, 1, 4*i8, 4>>b_8x16 );
 624     }
 625     else //if( i_mb_type == B_8x8 )
 626     {
 627         if( x264_mb_partition_listX_table[0][ h->mb.i_sub_partition[i8] ] )
 628             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i8, 2 );
 629         if( x264_mb_partition_listX_table[1][ h->mb.i_sub_partition[i8] ] )
 630             x264_cavlc_mvd( h, 1, 4*i8, 2 );
 631     }
 632
 633     for( j = (i_pixel < PIXEL_8x8); j >= 0; j-- )
 634     {
 635         for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
 636             x264_cavlc_partition_luma_residual( h, i8, p );
 637         if( h->mb.i_cbp_chroma )
 638         {
 639             if( CHROMA_FORMAT == CHROMA_422 )
 640             {
 641                 int offset = (5*i8) & 0x09;
 642                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, 16+offset, h->dct.luma4x4[16+offset]+1 );
 643                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, 18+offset, h->dct.luma4x4[18+offset]+1 );
 644                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, 32+offset, h->dct.luma4x4[32+offset]+1 );
 645                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, 34+offset, h->dct.luma4x4[34+offset]+1 );
 646             }
 647             else
 648             {
 649                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, 16+i8, h->dct.luma4x4[16+i8]+1 );
 650                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, 32+i8, h->dct.luma4x4[32+i8]+1 );
 651             }
 652         }
 653         i8 += x264_pixel_size[i_pixel].h >> 3;
 654     }
 655
 656     return h->out.bs.i_bits_encoded;
 657 }
 658
 659 static int x264_subpartition_size_cavlc( x264_t *h, int i4, int i_pixel )
 660 {
 661     int plane_count = CHROMA444 ? 3 : 1;
 662     int b_8x4 = i_pixel == PIXEL_8x4;
 663     h->out.bs.i_bits_encoded = 0;
 664     x264_cavlc_mvd( h, 0, i4, 1+b_8x4 );
 665     for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
 666     {
 667         x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_4x4, p*16+i4, h->dct.luma4x4[p*16+i4] );
 668         if( i_pixel != PIXEL_4x4 )
 669             x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_4x4, p*16+i4+2-b_8x4, h->dct.luma4x4[p*16+i4+2-b_8x4] );
 670     }
 671
 672     return h->out.bs.i_bits_encoded;
 673 }
 674
 675 static int x264_cavlc_intra4x4_pred_size( x264_t *h, int i4, int i_mode )
 676 {
 677     if( x264_mb_predict_intra4x4_mode( h, i4 ) == x264_mb_pred_mode4x4_fix( i_mode ) )
 678         return 1;
 679     else
 680         return 4;
 681 }
 682
 683 static int x264_partition_i8x8_size_cavlc( x264_t *h, int i8, int i_mode )
 684 {
 685     int plane_count = CHROMA444 ? 3 : 1;
 686     h->out.bs.i_bits_encoded = x264_cavlc_intra4x4_pred_size( h, 4*i8, i_mode );
 687     bs_write_ue( &h->out.bs, cbp_to_golomb[!CHROMA444][1][(h->mb.i_cbp_chroma << 4)|h->mb.i_cbp_luma] );
 688     for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
 689         x264_cavlc_partition_luma_residual( h, i8, p );
 690     return h->out.bs.i_bits_encoded;
 691 }
 692
 693 static int x264_partition_i4x4_size_cavlc( x264_t *h, int i4, int i_mode )
 694 {
 695     int plane_count = CHROMA444 ? 3 : 1;
 696     h->out.bs.i_bits_encoded = x264_cavlc_intra4x4_pred_size( h, i4, i_mode );
 697     for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
 698         x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_4x4, p*16+i4, h->dct.luma4x4[p*16+i4] );
 699     return h->out.bs.i_bits_encoded;
 700 }
 701
 702 static int x264_chroma_size_cavlc( x264_t *h )
 703 {
 704     h->out.bs.i_bits_encoded = bs_size_ue( x264_mb_chroma_pred_mode_fix[h->mb.i_chroma_pred_mode] );
 705     if( h->mb.i_cbp_chroma )
 706     {
 707         x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_DC, CHROMA_DC+0, h->dct.chroma_dc[0] );
 708         x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_DC, CHROMA_DC+1, h->dct.chroma_dc[1] );
 709
 710         if( h->mb.i_cbp_chroma == 2 )
 711         {
 712             int step = 8 << CHROMA_V_SHIFT;
 713             for( int i = 16; i < 3*16; i += step )
 714                 for( int j = i; j < i+4; j++ )
 715                     x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, j, h->dct.luma4x4[j]+1 );
 716         }
 717     }
 718     return h->out.bs.i_bits_encoded;
 719 }
 720 #endif