git.sesse.net Git - x264/blob - common/common.h

   1 /*****************************************************************************
   2  * common.h: h264 encoder
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003-2008 x264 project
   5  *
   6  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   7  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  * (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
  22  *****************************************************************************/
  23
  24 #ifndef X264_COMMON_H
  25 #define X264_COMMON_H
  26
  27 /****************************************************************************
  28  * Macros
  29  ****************************************************************************/
  30 #define X264_MIN(a,b) ( (a)<(b) ? (a) : (b) )
  31 #define X264_MAX(a,b) ( (a)>(b) ? (a) : (b) )
  32 #define X264_MIN3(a,b,c) X264_MIN((a),X264_MIN((b),(c)))
  33 #define X264_MAX3(a,b,c) X264_MAX((a),X264_MAX((b),(c)))
  34 #define X264_MIN4(a,b,c,d) X264_MIN((a),X264_MIN3((b),(c),(d)))
  35 #define X264_MAX4(a,b,c,d) X264_MAX((a),X264_MAX3((b),(c),(d)))
  36 #define XCHG(type,a,b) do{ type t = a; a = b; b = t; } while(0)
  37 #define IS_DISPOSABLE(type) ( type == X264_TYPE_B )
  38 #define FIX8(f) ((int)(f*(1<<8)+.5))
  39 #define ALIGN(x,a) (((x)+((a)-1))&~((a)-1))
  40
  41 #define CHECKED_MALLOC( var, size )\
  42 do {\
  43     var = x264_malloc( size );\
  44     if( !var )\
  45         goto fail;\
  46 } while( 0 )
  47 #define CHECKED_MALLOCZERO( var, size )\
  48 do {\
  49     CHECKED_MALLOC( var, size );\
  50     memset( var, 0, size );\
  51 } while( 0 )
  52
  53 #define X264_BFRAME_MAX 16
  54 #define X264_THREAD_MAX 128
  55 #define X264_PCM_COST (386*8)
  56 #define X264_LOOKAHEAD_MAX 250
  57 // arbitrary, but low because SATD scores are 1/4 normal
  58 #define X264_LOOKAHEAD_QP 12
  59
  60 // number of pixels (per thread) in progress at any given time.
  61 // 16 for the macroblock in progress + 3 for deblocking + 3 for motion compensation filter + 2 for extra safety
  62 #define X264_THREAD_HEIGHT 24
  63
  64 /* WEIGHTP_FAKE is set when mb_tree & psy are enabled, but normal weightp is disabled
  65  * (such as in baseline). It checks for fades in lookahead and adjusts qp accordingly
  66  * to increase quality. Defined as (-1) so that if(i_weighted_pred > 0) is true only when
  67  * real weights are being used. */
  68
  69 #define X264_WEIGHTP_FAKE (-1)
  70
  71 #define NALU_OVERHEAD 5 // startcode + NAL type costs 5 bytes per frame
  72 #define FILLER_OVERHEAD (NALU_OVERHEAD+1)
  73
  74 /****************************************************************************
  75  * Includes
  76  ****************************************************************************/
  77 #include "osdep.h"
  78 #include <stdarg.h>
  79 #include <stddef.h>
  80 #include <stdlib.h>
  81 #include <string.h>
  82 #include <assert.h>
  83 #include <limits.h>
  84
  85 /* Unions for type-punning.
  86  * Mn: load or store n bits, aligned, native-endian
  87  * CPn: copy n bits, aligned, native-endian
  88  * we don't use memcpy for CPn because memcpy's args aren't assumed to be aligned */
  89 typedef union { uint16_t i; uint8_t  c[2]; } MAY_ALIAS x264_union16_t;
  90 typedef union { uint32_t i; uint16_t b[2]; uint8_t  c[4]; } MAY_ALIAS x264_union32_t;
  91 typedef union { uint64_t i; uint32_t a[2]; uint16_t b[4]; uint8_t c[8]; } MAY_ALIAS x264_union64_t;
  92 typedef struct { uint64_t i[2]; } x264_uint128_t;
  93 typedef union { x264_uint128_t i; uint64_t a[2]; uint32_t b[4]; uint16_t c[8]; uint8_t d[16]; } MAY_ALIAS x264_union128_t;
  94 #define M16(src) (((x264_union16_t*)(src))->i)
  95 #define M32(src) (((x264_union32_t*)(src))->i)
  96 #define M64(src) (((x264_union64_t*)(src))->i)
  97 #define M128(src) (((x264_union128_t*)(src))->i)
  98 #define M128_ZERO ((x264_uint128_t){{0,0}})
  99 #define CP16(dst,src) M16(dst) = M16(src)
 100 #define CP32(dst,src) M32(dst) = M32(src)
 101 #define CP64(dst,src) M64(dst) = M64(src)
 102 #define CP128(dst,src) M128(dst) = M128(src)
 103
 104 typedef uint8_t pixel;
 105 typedef uint32_t pixel4;
 106 typedef int16_t dctcoef;
 107
 108 #define PIXEL_SPLAT_X4(x) ((x)*0x01010101U)
 109 #define MPIXEL_X4(src) M32(src)
 110 #define CPPIXEL_X4(dst,src) CP32(dst,src)
 111 #define CPPIXEL_X8(dst,src) CP64(dst,src)
 112 #define MDCT_X2(dct) M32(dct)
 113 #define CPDCT_X2(dst,src) CP32(dst,src)
 114 #define CPDCT_X4(dst,src) CP64(dst,src)
 115
 116 #define X264_SCAN8_SIZE (6*8)
 117 #define X264_SCAN8_LUMA_SIZE (5*8)
 118 #define X264_SCAN8_0 (4+1*8)
 119
 120 static const int x264_scan8[16+2*4+3] =
 121 {
 122     /* Luma */
 123     4+1*8, 5+1*8, 4+2*8, 5+2*8,
 124     6+1*8, 7+1*8, 6+2*8, 7+2*8,
 125     4+3*8, 5+3*8, 4+4*8, 5+4*8,
 126     6+3*8, 7+3*8, 6+4*8, 7+4*8,
 127
 128     /* Cb */
 129     1+1*8, 2+1*8,
 130     1+2*8, 2+2*8,
 131
 132     /* Cr */
 133     1+4*8, 2+4*8,
 134     1+5*8, 2+5*8,
 135
 136     /* Luma DC */
 137     4+5*8,
 138
 139     /* Chroma DC */
 140     6+5*8, 7+5*8
 141 };
 142 /*
 143    0 1 2 3 4 5 6 7
 144  0
 145  1   B B   L L L L
 146  2   B B   L L L L
 147  3         L L L L
 148  4   R R   L L L L
 149  5   R R   Dy  DuDv
 150 */
 151
 152 #include "x264.h"
 153 #include "bitstream.h"
 154 #include "set.h"
 155 #include "predict.h"
 156 #include "pixel.h"
 157 #include "mc.h"
 158 #include "frame.h"
 159 #include "dct.h"
 160 #include "cabac.h"
 161 #include "quant.h"
 162 #include "cpu.h"
 163
 164 /****************************************************************************
 165  * General functions
 166  ****************************************************************************/
 167 /* x264_malloc : will do or emulate a memalign
 168  * you have to use x264_free for buffers allocated with x264_malloc */
 169 void *x264_malloc( int );
 170 void  x264_free( void * );
 171
 172 /* x264_slurp_file: malloc space for the whole file and read it */
 173 char *x264_slurp_file( const char *filename );
 174
 175 /* mdate: return the current date in microsecond */
 176 int64_t x264_mdate( void );
 177
 178 /* x264_param2string: return a (malloced) string containing most of
 179  * the encoding options */
 180 char *x264_param2string( x264_param_t *p, int b_res );
 181
 182 /* log */
 183 void x264_log( x264_t *h, int i_level, const char *psz_fmt, ... );
 184
 185 void x264_reduce_fraction( uint32_t *n, uint32_t *d );
 186 void x264_init_vlc_tables();
 187
 188 static ALWAYS_INLINE pixel x264_clip_pixel( int x )
 189 {
 190     return x&(~255) ? (-x)>>31 : x;
 191 }
 192
 193 static ALWAYS_INLINE int x264_clip3( int v, int i_min, int i_max )
 194 {
 195     return ( (v < i_min) ? i_min : (v > i_max) ? i_max : v );
 196 }
 197
 198 static ALWAYS_INLINE double x264_clip3f( double v, double f_min, double f_max )
 199 {
 200     return ( (v < f_min) ? f_min : (v > f_max) ? f_max : v );
 201 }
 202
 203 static ALWAYS_INLINE int x264_median( int a, int b, int c )
 204 {
 205     int t = (a-b)&((a-b)>>31);
 206     a -= t;
 207     b += t;
 208     b -= (b-c)&((b-c)>>31);
 209     b += (a-b)&((a-b)>>31);
 210     return b;
 211 }
 212
 213 static ALWAYS_INLINE void x264_median_mv( int16_t *dst, int16_t *a, int16_t *b, int16_t *c )
 214 {
 215     dst[0] = x264_median( a[0], b[0], c[0] );
 216     dst[1] = x264_median( a[1], b[1], c[1] );
 217 }
 218
 219 static ALWAYS_INLINE int x264_predictor_difference( int16_t (*mvc)[2], intptr_t i_mvc )
 220 {
 221     int sum = 0;
 222     for( int i = 0; i < i_mvc-1; i++ )
 223     {
 224         sum += abs( mvc[i][0] - mvc[i+1][0] )
 225              + abs( mvc[i][1] - mvc[i+1][1] );
 226     }
 227     return sum;
 228 }
 229
 230 static ALWAYS_INLINE uint16_t x264_cabac_mvd_sum( uint8_t *mvdleft, uint8_t *mvdtop )
 231 {
 232     int amvd0 = abs(mvdleft[0]) + abs(mvdtop[0]);
 233     int amvd1 = abs(mvdleft[1]) + abs(mvdtop[1]);
 234     amvd0 = (amvd0 > 2) + (amvd0 > 32);
 235     amvd1 = (amvd1 > 2) + (amvd1 > 32);
 236     return amvd0 + (amvd1<<8);
 237 }
 238
 239 static void ALWAYS_INLINE x264_predictor_roundclip( int16_t (*dst)[2], int16_t (*mvc)[2], int i_mvc, int mv_x_min, int mv_x_max, int mv_y_min, int mv_y_max )
 240 {
 241     for( int i = 0; i < i_mvc; i++ )
 242     {
 243         int mx = (mvc[i][0] + 2) >> 2;
 244         int my = (mvc[i][1] + 2) >> 2;
 245         dst[i][0] = x264_clip3( mx, mv_x_min, mv_x_max );
 246         dst[i][1] = x264_clip3( my, mv_y_min, mv_y_max );
 247     }
 248 }
 249
 250 extern const uint8_t x264_exp2_lut[64];
 251 extern const float x264_log2_lut[128];
 252 extern const float x264_log2_lz_lut[32];
 253
 254 /* Not a general-purpose function; multiplies input by -1/6 to convert
 255  * qp to qscale. */
 256 static ALWAYS_INLINE int x264_exp2fix8( float x )
 257 {
 258     int i = x*(-64.f/6.f) + 512.5f;
 259     if( i < 0 ) return 0;
 260     if( i > 1023 ) return 0xffff;
 261     return (x264_exp2_lut[i&63]+256) << (i>>6) >> 8;
 262 }
 263
 264 static ALWAYS_INLINE float x264_log2( uint32_t x )
 265 {
 266     int lz = x264_clz( x );
 267     return x264_log2_lut[(x<<lz>>24)&0x7f] + x264_log2_lz_lut[lz];
 268 }
 269
 270 /****************************************************************************
 271  *
 272  ****************************************************************************/
 273 enum slice_type_e
 274 {
 275     SLICE_TYPE_P  = 0,
 276     SLICE_TYPE_B  = 1,
 277     SLICE_TYPE_I  = 2,
 278     SLICE_TYPE_SP = 3,
 279     SLICE_TYPE_SI = 4
 280 };
 281
 282 static const char slice_type_to_char[] = { 'P', 'B', 'I', 'S', 'S' };
 283
 284 enum sei_payload_type_e
 285 {
 286     SEI_BUFFERING_PERIOD       = 0,
 287     SEI_PIC_TIMING             = 1,
 288     SEI_PAN_SCAN_RECT          = 2,
 289     SEI_FILLER                 = 3,
 290     SEI_USER_DATA_REGISTERED   = 4,
 291     SEI_USER_DATA_UNREGISTERED = 5,
 292     SEI_RECOVERY_POINT         = 6,
 293 };
 294
 295 typedef struct
 296 {
 297     x264_sps_t *sps;
 298     x264_pps_t *pps;
 299
 300     int i_type;
 301     int i_first_mb;
 302     int i_last_mb;
 303
 304     int i_pps_id;
 305
 306     int i_frame_num;
 307
 308     int b_mbaff;
 309     int b_field_pic;
 310     int b_bottom_field;
 311
 312     int i_idr_pic_id;   /* -1 if nal_type != 5 */
 313
 314     int i_poc;
 315     int i_delta_poc_bottom;
 316
 317     int i_delta_poc[2];
 318     int i_redundant_pic_cnt;
 319
 320     int b_direct_spatial_mv_pred;
 321
 322     int b_num_ref_idx_override;
 323     int i_num_ref_idx_l0_active;
 324     int i_num_ref_idx_l1_active;
 325
 326     int b_ref_pic_list_reordering_l0;
 327     int b_ref_pic_list_reordering_l1;
 328     struct
 329     {
 330         int idc;
 331         int arg;
 332     } ref_pic_list_order[2][16];
 333
 334     /* P-frame weighting */
 335     x264_weight_t weight[32][3];
 336
 337     int i_mmco_remove_from_end;
 338     int i_mmco_command_count;
 339     struct /* struct for future expansion */
 340     {
 341         int i_difference_of_pic_nums;
 342         int i_poc;
 343     } mmco[16];
 344
 345     int i_cabac_init_idc;
 346
 347     int i_qp;
 348     int i_qp_delta;
 349     int b_sp_for_swidth;
 350     int i_qs_delta;
 351
 352     /* deblocking filter */
 353     int i_disable_deblocking_filter_idc;
 354     int i_alpha_c0_offset;
 355     int i_beta_offset;
 356
 357 } x264_slice_header_t;
 358
 359 typedef struct x264_lookahead_t
 360 {
 361     volatile uint8_t              b_exit_thread;
 362     uint8_t                       b_thread_active;
 363     uint8_t                       b_analyse_keyframe;
 364     int                           i_last_keyframe;
 365     int                           i_slicetype_length;
 366     x264_frame_t                  *last_nonb;
 367     x264_synch_frame_list_t       ifbuf;
 368     x264_synch_frame_list_t       next;
 369     x264_synch_frame_list_t       ofbuf;
 370 } x264_lookahead_t;
 371
 372 typedef struct x264_ratecontrol_t   x264_ratecontrol_t;
 373
 374 struct x264_t
 375 {
 376     /* encoder parameters */
 377     x264_param_t    param;
 378
 379     x264_t          *thread[X264_THREAD_MAX+1];
 380     x264_pthread_t  thread_handle;
 381     int             b_thread_active;
 382     int             i_thread_phase; /* which thread to use for the next frame */
 383     int             i_threadslice_start; /* first row in this thread slice */
 384     int             i_threadslice_end; /* row after the end of this thread slice */
 385
 386     /* bitstream output */
 387     struct
 388     {
 389         int         i_nal;
 390         int         i_nals_allocated;
 391         x264_nal_t  *nal;
 392         int         i_bitstream;    /* size of p_bitstream */
 393         uint8_t     *p_bitstream;   /* will hold data for all nal */
 394         bs_t        bs;
 395     } out;
 396
 397     uint8_t *nal_buffer;
 398     int      nal_buffer_size;
 399
 400     /**** thread synchronization starts here ****/
 401
 402     /* frame number/poc */
 403     int             i_frame;
 404     int             i_frame_num;
 405
 406     int             i_thread_frames; /* Number of different frames being encoded by threads;
 407                                       * 1 when sliced-threads is on. */
 408     int             i_nal_type;
 409     int             i_nal_ref_idc;
 410
 411     int             i_disp_fields;  /* Number of displayed fields (both coded and implied via pic_struct) */
 412     int             i_disp_fields_last_frame;
 413     int             i_prev_duration; /* Duration of previous frame */
 414     int             i_coded_fields; /* Number of coded fields (both coded and implied via pic_struct) */
 415     int             i_cpb_delay;    /* Equal to number of fields preceding this field
 416                                      * since last buffering_period SEI */
 417     int             i_coded_fields_lookahead; /* Use separate counters for lookahead */
 418     int             i_cpb_delay_lookahead;
 419
 420     int             b_queued_intra_refresh;
 421
 422     /* We use only one SPS and one PPS */
 423     x264_sps_t      sps_array[1];
 424     x264_sps_t      *sps;
 425     x264_pps_t      pps_array[1];
 426     x264_pps_t      *pps;
 427     int             i_idr_pic_id;
 428
 429     /* Timebase multiplier for DTS compression */
 430     int             i_dts_compress_multiplier;
 431
 432     /* quantization matrix for decoding, [cqm][qp%6][coef] */
 433     int             (*dequant4_mf[4])[16];   /* [4][6][16] */
 434     int             (*dequant8_mf[2])[64];   /* [2][6][64] */
 435     /* quantization matrix for trellis, [cqm][qp][coef] */
 436     int             (*unquant4_mf[4])[16];   /* [4][52][16] */
 437     int             (*unquant8_mf[2])[64];   /* [2][52][64] */
 438     /* quantization matrix for deadzone */
 439     uint16_t        (*quant4_mf[4])[16];     /* [4][52][16] */
 440     uint16_t        (*quant8_mf[2])[64];     /* [2][52][64] */
 441     uint16_t        (*quant4_bias[4])[16];   /* [4][52][16] */
 442     uint16_t        (*quant8_bias[2])[64];   /* [2][52][64] */
 443
 444     /* mv/ref cost arrays.  Indexed by lambda instead of
 445      * qp because, due to rounding, some quantizers share
 446      * lambdas.  This saves memory. */
 447     uint16_t *cost_mv[92];
 448     uint16_t *cost_mv_fpel[92][4];
 449
 450     const uint8_t   *chroma_qp_table; /* includes both the nonlinear luma->chroma mapping and chroma_qp_offset */
 451
 452     /* Slice header */
 453     x264_slice_header_t sh;
 454
 455     /* cabac context */
 456     x264_cabac_t    cabac;
 457
 458     struct
 459     {
 460         /* Frames to be encoded (whose types have been decided) */
 461         x264_frame_t **current;
 462         /* Unused frames: 0 = fenc, 1 = fdec */
 463         x264_frame_t **unused[2];
 464
 465         /* Unused blank frames (for duplicates) */
 466         x264_frame_t **blank_unused;
 467
 468         /* frames used for reference + sentinels */
 469         x264_frame_t *reference[16+2];
 470
 471         int i_last_keyframe; /* Frame number of the last keyframe */
 472
 473         int i_input;    /* Number of input frames already accepted */
 474
 475         int i_max_dpb;  /* Number of frames allocated in the decoded picture buffer */
 476         int i_max_ref0;
 477         int i_max_ref1;
 478         int i_delay;    /* Number of frames buffered for B reordering */
 479         int     i_bframe_delay;
 480         int64_t i_bframe_delay_time;
 481         int64_t i_init_delta;
 482         int64_t i_prev_reordered_pts[2];
 483         int64_t i_largest_pts;
 484         int64_t i_second_largest_pts;
 485         int b_have_lowres;  /* Whether 1/2 resolution luma planes are being used */
 486         int b_have_sub8x8_esa;
 487     } frames;
 488
 489     /* current frame being encoded */
 490     x264_frame_t    *fenc;
 491
 492     /* frame being reconstructed */
 493     x264_frame_t    *fdec;
 494
 495     /* references lists */
 496     int             i_ref0;
 497     x264_frame_t    *fref0[16+3];     /* ref list 0 */
 498     int             i_ref1;
 499     x264_frame_t    *fref1[16+3];     /* ref list 1 */
 500     int             b_ref_reorder[2];
 501
 502     /* hrd */
 503     int initial_cpb_removal_delay;
 504     int initial_cpb_removal_delay_offset;
 505     int64_t i_reordered_pts_delay;
 506
 507     /* Current MB DCT coeffs */
 508     struct
 509     {
 510         ALIGNED_16( dctcoef luma16x16_dc[16] );
 511         ALIGNED_16( dctcoef chroma_dc[2][4] );
 512         // FIXME share memory?
 513         ALIGNED_16( dctcoef luma8x8[4][64] );
 514         ALIGNED_16( dctcoef luma4x4[16+8][16] );
 515     } dct;
 516
 517     /* MB table and cache for current frame/mb */
 518     struct
 519     {
 520         int     i_mb_count;                 /* number of mbs in a frame */
 521
 522         /* Strides */
 523         int     i_mb_stride;
 524         int     i_b8_stride;
 525         int     i_b4_stride;
 526
 527         /* Current index */
 528         int     i_mb_x;
 529         int     i_mb_y;
 530         int     i_mb_xy;
 531         int     i_b8_xy;
 532         int     i_b4_xy;
 533
 534         /* Search parameters */
 535         int     i_me_method;
 536         int     i_subpel_refine;
 537         int     b_chroma_me;
 538         int     b_trellis;
 539         int     b_noise_reduction;
 540         int     b_dct_decimate;
 541         int     i_psy_rd; /* Psy RD strength--fixed point value*/
 542         int     i_psy_trellis; /* Psy trellis strength--fixed point value*/
 543
 544         int     b_interlaced;
 545
 546         /* Allowed qpel MV range to stay within the picture + emulated edge pixels */
 547         int     mv_min[2];
 548         int     mv_max[2];
 549         /* Subpel MV range for motion search.
 550          * same mv_min/max but includes levels' i_mv_range. */
 551         int     mv_min_spel[2];
 552         int     mv_max_spel[2];
 553         /* Fullpel MV range for motion search */
 554         int     mv_min_fpel[2];
 555         int     mv_max_fpel[2];
 556
 557         /* neighboring MBs */
 558         unsigned int i_neighbour;
 559         unsigned int i_neighbour8[4];       /* neighbours of each 8x8 or 4x4 block that are available */
 560         unsigned int i_neighbour4[16];      /* at the time the block is coded */
 561         unsigned int i_neighbour_intra;     /* for constrained intra pred */
 562         unsigned int i_neighbour_frame;     /* ignoring slice boundaries */
 563         int     i_mb_type_top;
 564         int     i_mb_type_left;
 565         int     i_mb_type_topleft;
 566         int     i_mb_type_topright;
 567         int     i_mb_prev_xy;
 568         int     i_mb_left_xy;
 569         int     i_mb_top_xy;
 570         int     i_mb_topleft_xy;
 571         int     i_mb_topright_xy;
 572
 573         /**** thread synchronization ends here ****/
 574         /* subsequent variables are either thread-local or constant,
 575          * and won't be copied from one thread to another */
 576
 577         /* mb table */
 578         int8_t  *type;                      /* mb type */
 579         uint8_t *partition;                 /* mb partition */
 580         int8_t  *qp;                        /* mb qp */
 581         int16_t *cbp;                       /* mb cbp: 0x0?: luma, 0x?0: chroma, 0x100: luma dc, 0x0200 and 0x0400: chroma dc  (all set for PCM)*/
 582         int8_t  (*intra4x4_pred_mode)[8];   /* intra4x4 pred mode. for non I4x4 set to I_PRED_4x4_DC(2) */
 583                                             /* actually has only 7 entries; set to 8 for write-combining optimizations */
 584         uint8_t (*non_zero_count)[16+4+4];  /* nzc. for I_PCM set to 16 */
 585         int8_t  *chroma_pred_mode;          /* chroma_pred_mode. cabac only. for non intra I_PRED_CHROMA_DC(0) */
 586         int16_t (*mv[2])[2];                /* mb mv. set to 0 for intra mb */
 587         uint8_t (*mvd[2])[8][2];            /* absolute value of mb mv difference with predict, clipped to [0,33]. set to 0 if intra. cabac only */
 588         int8_t   *ref[2];                   /* mb ref. set to -1 if non used (intra or Lx only) */
 589         int16_t (*mvr[2][32])[2];           /* 16x16 mv for each possible ref */
 590         int8_t  *skipbp;                    /* block pattern for SKIP or DIRECT (sub)mbs. B-frames + cabac only */
 591         int8_t  *mb_transform_size;         /* transform_size_8x8_flag of each mb */
 592         uint16_t *slice_table;              /* sh->first_mb of the slice that the indexed mb is part of
 593                                              * NOTE: this will fail on resolutions above 2^16 MBs... */
 594
 595          /* buffer for weighted versions of the reference frames */
 596         pixel *p_weight_buf[16];
 597
 598         /* current value */
 599         int     i_type;
 600         int     i_partition;
 601         ALIGNED_4( uint8_t i_sub_partition[4] );
 602         int     b_transform_8x8;
 603
 604         int     i_cbp_luma;
 605         int     i_cbp_chroma;
 606
 607         int     i_intra16x16_pred_mode;
 608         int     i_chroma_pred_mode;
 609
 610         /* skip flags for i4x4 and i8x8
 611          * 0 = encode as normal.
 612          * 1 (non-RD only) = the DCT is still in h->dct, restore fdec and skip reconstruction.
 613          * 2 (RD only) = the DCT has since been overwritten by RD; restore that too. */
 614         int i_skip_intra;
 615         /* skip flag for motion compensation */
 616         /* if we've already done MC, we don't need to do it again */
 617         int b_skip_mc;
 618         /* set to true if we are re-encoding a macroblock. */
 619         int b_reencode_mb;
 620         int ip_offset; /* Used by PIR to offset the quantizer of intra-refresh blocks. */
 621
 622         struct
 623         {
 624             /* space for p_fenc and p_fdec */
 625 #define FENC_STRIDE 16
 626 #define FDEC_STRIDE 32
 627             ALIGNED_16( pixel fenc_buf[24*FENC_STRIDE] );
 628             ALIGNED_16( pixel fdec_buf[27*FDEC_STRIDE] );
 629
 630             /* i4x4 and i8x8 backup data, for skipping the encode stage when possible */
 631             ALIGNED_16( pixel i4x4_fdec_buf[16*16] );
 632             ALIGNED_16( pixel i8x8_fdec_buf[16*16] );
 633             ALIGNED_16( dctcoef i8x8_dct_buf[3][64] );
 634             ALIGNED_16( dctcoef i4x4_dct_buf[15][16] );
 635             uint32_t i4x4_nnz_buf[4];
 636             uint32_t i8x8_nnz_buf[4];
 637             int i4x4_cbp;
 638             int i8x8_cbp;
 639
 640             /* Psy trellis DCT data */
 641             ALIGNED_16( dctcoef fenc_dct8[4][64] );
 642             ALIGNED_16( dctcoef fenc_dct4[16][16] );
 643
 644             /* Psy RD SATD/SA8D scores cache */
 645             ALIGNED_16( uint64_t fenc_hadamard_cache[9] );
 646             ALIGNED_16( uint32_t fenc_satd_cache[32] );
 647
 648             /* pointer over mb of the frame to be compressed */
 649             pixel *p_fenc[3];
 650             /* pointer to the actual source frame, not a block copy */
 651             pixel *p_fenc_plane[3];
 652
 653             /* pointer over mb of the frame to be reconstructed  */
 654             pixel *p_fdec[3];
 655
 656             /* pointer over mb of the references */
 657             int i_fref[2];
 658             pixel *p_fref[2][32][4+2]; /* last: lN, lH, lV, lHV, cU, cV */
 659             pixel *p_fref_w[32];  /* weighted fullpel luma */
 660             uint16_t *p_integral[2][16];
 661
 662             /* fref stride */
 663             int     i_stride[3];
 664         } pic;
 665
 666         /* cache */
 667         struct
 668         {
 669             /* real intra4x4_pred_mode if I_4X4 or I_8X8, I_PRED_4x4_DC if mb available, -1 if not */
 670             ALIGNED_8( int8_t intra4x4_pred_mode[X264_SCAN8_LUMA_SIZE] );
 671
 672             /* i_non_zero_count if available else 0x80 */
 673             ALIGNED_16( uint8_t non_zero_count[X264_SCAN8_SIZE] );
 674
 675             /* -1 if unused, -2 if unavailable */
 676             ALIGNED_4( int8_t ref[2][X264_SCAN8_LUMA_SIZE] );
 677
 678             /* 0 if not available */
 679             ALIGNED_16( int16_t mv[2][X264_SCAN8_LUMA_SIZE][2] );
 680             ALIGNED_8( uint8_t mvd[2][X264_SCAN8_LUMA_SIZE][2] );
 681
 682             /* 1 if SKIP or DIRECT. set only for B-frames + CABAC */
 683             ALIGNED_4( int8_t skip[X264_SCAN8_LUMA_SIZE] );
 684
 685             ALIGNED_4( int16_t direct_mv[2][4][2] );
 686             ALIGNED_4( int8_t  direct_ref[2][4] );
 687             int     direct_partition;
 688             ALIGNED_4( int16_t pskip_mv[2] );
 689
 690             /* number of neighbors (top and left) that used 8x8 dct */
 691             int     i_neighbour_transform_size;
 692             int     i_neighbour_interlaced;
 693
 694             /* neighbor CBPs */
 695             int     i_cbp_top;
 696             int     i_cbp_left;
 697         } cache;
 698
 699         /* */
 700         int     i_qp;       /* current qp */
 701         int     i_chroma_qp;
 702         int     i_last_qp;  /* last qp */
 703         int     i_last_dqp; /* last delta qp */
 704         int     b_variable_qp; /* whether qp is allowed to vary per macroblock */
 705         int     b_lossless;
 706         int     b_direct_auto_read; /* take stats for --direct auto from the 2pass log */
 707         int     b_direct_auto_write; /* analyse direct modes, to use and/or save */
 708
 709         /* lambda values */
 710         int     i_trellis_lambda2[2][2]; /* [luma,chroma][inter,intra] */
 711         int     i_psy_rd_lambda;
 712         int     i_chroma_lambda2_offset;
 713
 714         /* B_direct and weighted prediction */
 715         int16_t dist_scale_factor_buf[2][32][4];
 716         int16_t (*dist_scale_factor)[4];
 717         int8_t bipred_weight_buf[2][32][4];
 718         int8_t (*bipred_weight)[4];
 719         /* maps fref1[0]'s ref indices into the current list0 */
 720 #define map_col_to_list0(col) h->mb.map_col_to_list0[(col)+2]
 721         int8_t  map_col_to_list0[18];
 722         int ref_blind_dupe; /* The index of the blind reference frame duplicate. */
 723         int8_t deblock_ref_table[32+2];
 724 #define deblock_ref_table(x) h->mb.deblock_ref_table[(x)+2]
 725     } mb;
 726
 727     /* rate control encoding only */
 728     x264_ratecontrol_t *rc;
 729
 730     /* stats */
 731     struct
 732     {
 733         /* Current frame stats */
 734         struct
 735         {
 736             /* MV bits (MV+Ref+Block Type) */
 737             int i_mv_bits;
 738             /* Texture bits (DCT coefs) */
 739             int i_tex_bits;
 740             /* ? */
 741             int i_misc_bits;
 742             /* MB type counts */
 743             int i_mb_count[19];
 744             int i_mb_count_i;
 745             int i_mb_count_p;
 746             int i_mb_count_skip;
 747             int i_mb_count_8x8dct[2];
 748             int i_mb_count_ref[2][32];
 749             int i_mb_partition[17];
 750             int i_mb_cbp[6];
 751             int i_mb_pred_mode[4][13];
 752             /* Adaptive direct mv pred */
 753             int i_direct_score[2];
 754             /* Metrics */
 755             int64_t i_ssd[3];
 756             double f_ssim;
 757         } frame;
 758
 759         /* Cumulated stats */
 760
 761         /* per slice info */
 762         int     i_frame_count[5];
 763         int64_t i_frame_size[5];
 764         double  f_frame_qp[5];
 765         int     i_consecutive_bframes[X264_BFRAME_MAX+1];
 766         /* */
 767         int64_t i_ssd_global[5];
 768         double  f_psnr_average[5];
 769         double  f_psnr_mean_y[5];
 770         double  f_psnr_mean_u[5];
 771         double  f_psnr_mean_v[5];
 772         double  f_ssim_mean_y[5];
 773         /* */
 774         int64_t i_mb_count[5][19];
 775         int64_t i_mb_partition[2][17];
 776         int64_t i_mb_count_8x8dct[2];
 777         int64_t i_mb_count_ref[2][2][32];
 778         int64_t i_mb_cbp[6];
 779         int64_t i_mb_pred_mode[4][13];
 780         /* */
 781         int     i_direct_score[2];
 782         int     i_direct_frames[2];
 783         /* num p-frames weighted */
 784         int     i_wpred[3];
 785
 786     } stat;
 787
 788     ALIGNED_16( uint32_t nr_residual_sum[2][64] );
 789     ALIGNED_16( uint16_t nr_offset[2][64] );
 790     uint32_t        nr_count[2];
 791
 792     /* Buffers that are allocated per-thread even in sliced threads. */
 793     void *scratch_buffer; /* for any temporary storage that doesn't want repeated malloc */
 794     pixel *intra_border_backup[2][3]; /* bottom pixels of the previous mb row, used for intra prediction after the framebuffer has been deblocked */
 795     uint8_t (*deblock_strength[2])[2][4][4];
 796
 797     /* CPU functions dependents */
 798     x264_predict_t      predict_16x16[4+3];
 799     x264_predict_t      predict_8x8c[4+3];
 800     x264_predict8x8_t   predict_8x8[9+3];
 801     x264_predict_t      predict_4x4[9+3];
 802     x264_predict_8x8_filter_t predict_8x8_filter;
 803
 804     x264_pixel_function_t pixf;
 805     x264_mc_functions_t   mc;
 806     x264_dct_function_t   dctf;
 807     x264_zigzag_function_t zigzagf;
 808     x264_quant_function_t quantf;
 809     x264_deblock_function_t loopf;
 810     x264_bitstream_function_t bsf;
 811
 812 #ifdef HAVE_VISUALIZE
 813     struct visualize_t *visualize;
 814 #endif
 815     x264_lookahead_t *lookahead;
 816 };
 817
 818 // included at the end because it needs x264_t
 819 #include "macroblock.h"
 820 #include "rectangle.h"
 821
 822 #ifdef HAVE_MMX
 823 #include "x86/util.h"
 824 #endif
 825
 826 #endif
 827