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
  40 #define CHECKED_MALLOC( var, size )\
  41 do {\
  42     var = x264_malloc( size );\
  43     if( !var )\
  44         goto fail;\
  45 } while( 0 )
  46 #define CHECKED_MALLOCZERO( var, size )\
  47 do {\
  48     CHECKED_MALLOC( var, size );\
  49     memset( var, 0, size );\
  50 } while( 0 )
  51
  52 #define X264_BFRAME_MAX 16
  53 #define X264_THREAD_MAX 128
  54 #define X264_PCM_COST (386*8)
  55 #define X264_LOOKAHEAD_MAX 250
  56 // arbitrary, but low because SATD scores are 1/4 normal
  57 #define X264_LOOKAHEAD_QP 12
  58
  59 // number of pixels (per thread) in progress at any given time.
  60 // 16 for the macroblock in progress + 3 for deblocking + 3 for motion compensation filter + 2 for extra safety
  61 #define X264_THREAD_HEIGHT 24
  62
  63 /* WEIGHTP_FAKE is set when mb_tree & psy are enabled, but normal weightp is disabled
  64  * (such as in baseline). It checks for fades in lookahead and adjusts qp accordingly
  65  * to increase quality. Defined as (-1) so that if(i_weighted_pred > 0) is true only when
  66  * real weights are being used. */
  67
  68 #define X264_WEIGHTP_FAKE (-1)
  69
  70 #define NALU_OVERHEAD 5 // startcode + NAL type costs 5 bytes per frame
  71 #define FILLER_OVERHEAD (NALU_OVERHEAD+1)
  72
  73 /****************************************************************************
  74  * Includes
  75  ****************************************************************************/
  76 #include "osdep.h"
  77 #include <stdarg.h>
  78 #include <stddef.h>
  79 #include <stdlib.h>
  80 #include <string.h>
  81 #include <assert.h>
  82 #include <limits.h>
  83
  84 /* Unions for type-punning.
  85  * Mn: load or store n bits, aligned, native-endian
  86  * CPn: copy n bits, aligned, native-endian
  87  * we don't use memcpy for CPn because memcpy's args aren't assumed to be aligned */
  88 typedef union { uint16_t i; uint8_t  c[2]; } MAY_ALIAS x264_union16_t;
  89 typedef union { uint32_t i; uint16_t b[2]; uint8_t  c[4]; } MAY_ALIAS x264_union32_t;
  90 typedef union { uint64_t i; uint32_t a[2]; uint16_t b[4]; uint8_t c[8]; } MAY_ALIAS x264_union64_t;
  91 #define M16(src) (((x264_union16_t*)(src))->i)
  92 #define M32(src) (((x264_union32_t*)(src))->i)
  93 #define M64(src) (((x264_union64_t*)(src))->i)
  94 #define CP16(dst,src) M16(dst) = M16(src)
  95 #define CP32(dst,src) M32(dst) = M32(src)
  96 #define CP64(dst,src) M64(dst) = M64(src)
  97
  98 #include "x264.h"
  99 #include "bs.h"
 100 #include "set.h"
 101 #include "predict.h"
 102 #include "pixel.h"
 103 #include "mc.h"
 104 #include "frame.h"
 105 #include "dct.h"
 106 #include "cabac.h"
 107 #include "quant.h"
 108
 109 /****************************************************************************
 110  * General functions
 111  ****************************************************************************/
 112 /* x264_malloc : will do or emulate a memalign
 113  * you have to use x264_free for buffers allocated with x264_malloc */
 114 void *x264_malloc( int );
 115 void  x264_free( void * );
 116
 117 /* x264_slurp_file: malloc space for the whole file and read it */
 118 char *x264_slurp_file( const char *filename );
 119
 120 /* mdate: return the current date in microsecond */
 121 int64_t x264_mdate( void );
 122
 123 /* x264_param2string: return a (malloced) string containing most of
 124  * the encoding options */
 125 char *x264_param2string( x264_param_t *p, int b_res );
 126
 127 int x264_nal_encode( uint8_t *dst, x264_nal_t *nal, int b_annexb, int b_long_startcode );
 128
 129 /* log */
 130 void x264_log( x264_t *h, int i_level, const char *psz_fmt, ... );
 131
 132 void x264_reduce_fraction( int *n, int *d );
 133 void x264_init_vlc_tables();
 134
 135 static inline uint8_t x264_clip_uint8( int x )
 136 {
 137     return x&(~255) ? (-x)>>31 : x;
 138 }
 139
 140 static inline int x264_clip3( int v, int i_min, int i_max )
 141 {
 142     return ( (v < i_min) ? i_min : (v > i_max) ? i_max : v );
 143 }
 144
 145 static inline double x264_clip3f( double v, double f_min, double f_max )
 146 {
 147     return ( (v < f_min) ? f_min : (v > f_max) ? f_max : v );
 148 }
 149
 150 static inline int x264_median( int a, int b, int c )
 151 {
 152     int t = (a-b)&((a-b)>>31);
 153     a -= t;
 154     b += t;
 155     b -= (b-c)&((b-c)>>31);
 156     b += (a-b)&((a-b)>>31);
 157     return b;
 158 }
 159
 160 static inline void x264_median_mv( int16_t *dst, int16_t *a, int16_t *b, int16_t *c )
 161 {
 162     dst[0] = x264_median( a[0], b[0], c[0] );
 163     dst[1] = x264_median( a[1], b[1], c[1] );
 164 }
 165
 166 static inline int x264_predictor_difference( int16_t (*mvc)[2], intptr_t i_mvc )
 167 {
 168     int sum = 0, i;
 169     for( i = 0; i < i_mvc-1; i++ )
 170     {
 171         sum += abs( mvc[i][0] - mvc[i+1][0] )
 172              + abs( mvc[i][1] - mvc[i+1][1] );
 173     }
 174     return sum;
 175 }
 176
 177 static inline uint16_t x264_cabac_mvd_sum( uint8_t *mvdleft, uint8_t *mvdtop )
 178 {
 179     int amvd0 = abs(mvdleft[0]) + abs(mvdtop[0]);
 180     int amvd1 = abs(mvdleft[1]) + abs(mvdtop[1]);
 181     amvd0 = (amvd0 > 2) + (amvd0 > 32);
 182     amvd1 = (amvd1 > 2) + (amvd1 > 32);
 183     return amvd0 + (amvd1<<8);
 184 }
 185
 186 extern const uint8_t x264_exp2_lut[64];
 187 extern const float x264_log2_lut[128];
 188 extern const float x264_log2_lz_lut[32];
 189
 190 /* Not a general-purpose function; multiplies input by -1/6 to convert
 191  * qp to qscale. */
 192 static ALWAYS_INLINE int x264_exp2fix8( float x )
 193 {
 194     int i = x*(-64.f/6.f) + 512.5f;
 195     if( i < 0 ) return 0;
 196     if( i > 1023 ) return 0xffff;
 197     return (x264_exp2_lut[i&63]+256) << (i>>6) >> 8;
 198 }
 199
 200 static ALWAYS_INLINE float x264_log2( uint32_t x )
 201 {
 202     int lz = x264_clz( x );
 203     return x264_log2_lut[(x<<lz>>24)&0x7f] + x264_log2_lz_lut[lz];
 204 }
 205
 206 /****************************************************************************
 207  *
 208  ****************************************************************************/
 209 enum slice_type_e
 210 {
 211     SLICE_TYPE_P  = 0,
 212     SLICE_TYPE_B  = 1,
 213     SLICE_TYPE_I  = 2,
 214     SLICE_TYPE_SP = 3,
 215     SLICE_TYPE_SI = 4
 216 };
 217
 218 static const char slice_type_to_char[] = { 'P', 'B', 'I', 'S', 'S' };
 219
 220 enum sei_payload_type_e
 221 {
 222     SEI_BUFFERING_PERIOD       = 0,
 223     SEI_PIC_TIMING             = 1,
 224     SEI_PAN_SCAN_RECT          = 2,
 225     SEI_FILLER                 = 3,
 226     SEI_USER_DATA_REGISTERED   = 4,
 227     SEI_USER_DATA_UNREGISTERED = 5,
 228     SEI_RECOVERY_POINT         = 6,
 229 };
 230
 231 typedef struct
 232 {
 233     x264_sps_t *sps;
 234     x264_pps_t *pps;
 235
 236     int i_type;
 237     int i_first_mb;
 238     int i_last_mb;
 239
 240     int i_pps_id;
 241
 242     int i_frame_num;
 243
 244     int b_mbaff;
 245     int b_field_pic;
 246     int b_bottom_field;
 247
 248     int i_idr_pic_id;   /* -1 if nal_type != 5 */
 249
 250     int i_poc;
 251     int i_delta_poc_bottom;
 252
 253     int i_delta_poc[2];
 254     int i_redundant_pic_cnt;
 255
 256     int b_direct_spatial_mv_pred;
 257
 258     int b_num_ref_idx_override;
 259     int i_num_ref_idx_l0_active;
 260     int i_num_ref_idx_l1_active;
 261
 262     int b_ref_pic_list_reordering_l0;
 263     int b_ref_pic_list_reordering_l1;
 264     struct
 265     {
 266         int idc;
 267         int arg;
 268     } ref_pic_list_order[2][16];
 269
 270     /* P-frame weighting */
 271     x264_weight_t weight[32][3];
 272
 273     int i_mmco_remove_from_end;
 274     int i_mmco_command_count;
 275     struct /* struct for future expansion */
 276     {
 277         int i_difference_of_pic_nums;
 278         int i_poc;
 279     } mmco[16];
 280
 281     int i_cabac_init_idc;
 282
 283     int i_qp;
 284     int i_qp_delta;
 285     int b_sp_for_swidth;
 286     int i_qs_delta;
 287
 288     /* deblocking filter */
 289     int i_disable_deblocking_filter_idc;
 290     int i_alpha_c0_offset;
 291     int i_beta_offset;
 292
 293 } x264_slice_header_t;
 294
 295 typedef struct x264_lookahead_t
 296 {
 297     volatile uint8_t              b_exit_thread;
 298     uint8_t                       b_thread_active;
 299     uint8_t                       b_analyse_keyframe;
 300     int                           i_last_keyframe;
 301     int                           i_slicetype_length;
 302     x264_frame_t                  *last_nonb;
 303     x264_synch_frame_list_t       ifbuf;
 304     x264_synch_frame_list_t       next;
 305     x264_synch_frame_list_t       ofbuf;
 306 } x264_lookahead_t;
 307
 308 /* From ffmpeg
 309  */
 310 #define X264_SCAN8_SIZE (6*8)
 311 #define X264_SCAN8_0 (4+1*8)
 312
 313 static const int x264_scan8[16+2*4+3] =
 314 {
 315     /* Luma */
 316     4+1*8, 5+1*8, 4+2*8, 5+2*8,
 317     6+1*8, 7+1*8, 6+2*8, 7+2*8,
 318     4+3*8, 5+3*8, 4+4*8, 5+4*8,
 319     6+3*8, 7+3*8, 6+4*8, 7+4*8,
 320
 321     /* Cb */
 322     1+1*8, 2+1*8,
 323     1+2*8, 2+2*8,
 324
 325     /* Cr */
 326     1+4*8, 2+4*8,
 327     1+5*8, 2+5*8,
 328
 329     /* Luma DC */
 330     4+5*8,
 331
 332     /* Chroma DC */
 333     5+5*8, 6+5*8
 334 };
 335 /*
 336    0 1 2 3 4 5 6 7
 337  0
 338  1   B B   L L L L
 339  2   B B   L L L L
 340  3         L L L L
 341  4   R R   L L L L
 342  5   R R   DyDuDv
 343 */
 344
 345 typedef struct x264_ratecontrol_t   x264_ratecontrol_t;
 346
 347 struct x264_t
 348 {
 349     /* encoder parameters */
 350     x264_param_t    param;
 351
 352     x264_t          *thread[X264_THREAD_MAX+1];
 353     x264_pthread_t  thread_handle;
 354     int             b_thread_active;
 355     int             i_thread_phase; /* which thread to use for the next frame */
 356     int             i_threadslice_start; /* first row in this thread slice */
 357     int             i_threadslice_end; /* row after the end of this thread slice */
 358
 359     /* bitstream output */
 360     struct
 361     {
 362         int         i_nal;
 363         int         i_nals_allocated;
 364         x264_nal_t  *nal;
 365         int         i_bitstream;    /* size of p_bitstream */
 366         uint8_t     *p_bitstream;   /* will hold data for all nal */
 367         bs_t        bs;
 368     } out;
 369
 370     uint8_t *nal_buffer;
 371     int      nal_buffer_size;
 372
 373     /**** thread synchronization starts here ****/
 374
 375     /* frame number/poc */
 376     int             i_frame;
 377     int             i_frame_num;
 378
 379     int             i_thread_frames; /* Number of different frames being encoded by threads;
 380                                       * 1 when sliced-threads is on. */
 381     int             i_nal_type;
 382     int             i_nal_ref_idc;
 383
 384     int             i_disp_fields;  /* Number of displayed fields (both coded and implied via pic_struct) */
 385     int             i_disp_fields_last_frame;
 386     int             i_prev_duration; /* Duration of previous frame */
 387     int             i_coded_fields; /* Number of coded fields (both coded and implied via pic_struct) */
 388     int             i_cpb_delay;    /* Equal to number of fields preceding this field
 389                                      * since last buffering_period SEI */
 390     int             i_coded_fields_lookahead; /* Use separate counters for lookahead */
 391     int             i_cpb_delay_lookahead;
 392
 393     /* We use only one SPS and one PPS */
 394     x264_sps_t      sps_array[1];
 395     x264_sps_t      *sps;
 396     x264_pps_t      pps_array[1];
 397     x264_pps_t      *pps;
 398     int             i_idr_pic_id;
 399
 400     /* Timebase multiplier for DTS compression */
 401     int             i_dts_compress_multiplier;
 402
 403     /* quantization matrix for decoding, [cqm][qp%6][coef] */
 404     int             (*dequant4_mf[4])[16];   /* [4][6][16] */
 405     int             (*dequant8_mf[2])[64];   /* [2][6][64] */
 406     /* quantization matrix for trellis, [cqm][qp][coef] */
 407     int             (*unquant4_mf[4])[16];   /* [4][52][16] */
 408     int             (*unquant8_mf[2])[64];   /* [2][52][64] */
 409     /* quantization matrix for deadzone */
 410     uint16_t        (*quant4_mf[4])[16];     /* [4][52][16] */
 411     uint16_t        (*quant8_mf[2])[64];     /* [2][52][64] */
 412     uint16_t        (*quant4_bias[4])[16];   /* [4][52][16] */
 413     uint16_t        (*quant8_bias[2])[64];   /* [2][52][64] */
 414
 415     /* mv/ref cost arrays.  Indexed by lambda instead of
 416      * qp because, due to rounding, some quantizers share
 417      * lambdas.  This saves memory. */
 418     uint16_t *cost_mv[92];
 419     uint16_t *cost_mv_fpel[92][4];
 420
 421     const uint8_t   *chroma_qp_table; /* includes both the nonlinear luma->chroma mapping and chroma_qp_offset */
 422
 423     ALIGNED_16( uint32_t nr_residual_sum[2][64] );
 424     ALIGNED_16( uint16_t nr_offset[2][64] );
 425     uint32_t        nr_count[2];
 426
 427     /* Slice header */
 428     x264_slice_header_t sh;
 429
 430     /* cabac context */
 431     x264_cabac_t    cabac;
 432
 433     struct
 434     {
 435         /* Frames to be encoded (whose types have been decided) */
 436         x264_frame_t **current;
 437         /* Unused frames: 0 = fenc, 1 = fdec */
 438         x264_frame_t **unused[2];
 439
 440         /* Unused blank frames (for duplicates) */
 441         x264_frame_t **blank_unused;
 442
 443         /* frames used for reference + sentinels */
 444         x264_frame_t *reference[16+2];
 445
 446         int i_last_keyframe; /* Frame number of the last keyframe */
 447
 448         int i_input;    /* Number of input frames already accepted */
 449
 450         int i_max_dpb;  /* Number of frames allocated in the decoded picture buffer */
 451         int i_max_ref0;
 452         int i_max_ref1;
 453         int i_delay;    /* Number of frames buffered for B reordering */
 454         int     i_bframe_delay;
 455         int64_t i_bframe_delay_time;
 456         int64_t i_init_delta;
 457         int64_t i_prev_reordered_pts[2];
 458         int64_t i_largest_pts;
 459         int64_t i_second_largest_pts;
 460         int b_have_lowres;  /* Whether 1/2 resolution luma planes are being used */
 461         int b_have_sub8x8_esa;
 462     } frames;
 463
 464     /* current frame being encoded */
 465     x264_frame_t    *fenc;
 466
 467     /* frame being reconstructed */
 468     x264_frame_t    *fdec;
 469
 470     /* references lists */
 471     int             i_ref0;
 472     x264_frame_t    *fref0[16+3];     /* ref list 0 */
 473     int             i_ref1;
 474     x264_frame_t    *fref1[16+3];     /* ref list 1 */
 475     int             b_ref_reorder[2];
 476
 477     /* hrd */
 478     int initial_cpb_removal_delay;
 479     int64_t first_pts;
 480
 481     /* Current MB DCT coeffs */
 482     struct
 483     {
 484         ALIGNED_16( int16_t luma16x16_dc[16] );
 485         ALIGNED_16( int16_t chroma_dc[2][4] );
 486         // FIXME share memory?
 487         ALIGNED_16( int16_t luma8x8[4][64] );
 488         ALIGNED_16( int16_t luma4x4[16+8][16] );
 489     } dct;
 490
 491     /* MB table and cache for current frame/mb */
 492     struct
 493     {
 494         int     i_mb_count;                 /* number of mbs in a frame */
 495
 496         /* Strides */
 497         int     i_mb_stride;
 498         int     i_b8_stride;
 499         int     i_b4_stride;
 500
 501         /* Current index */
 502         int     i_mb_x;
 503         int     i_mb_y;
 504         int     i_mb_xy;
 505         int     i_b8_xy;
 506         int     i_b4_xy;
 507
 508         /* Search parameters */
 509         int     i_me_method;
 510         int     i_subpel_refine;
 511         int     b_chroma_me;
 512         int     b_trellis;
 513         int     b_noise_reduction;
 514         int     b_dct_decimate;
 515         int     i_psy_rd; /* Psy RD strength--fixed point value*/
 516         int     i_psy_trellis; /* Psy trellis strength--fixed point value*/
 517
 518         int     b_interlaced;
 519
 520         /* Allowed qpel MV range to stay within the picture + emulated edge pixels */
 521         int     mv_min[2];
 522         int     mv_max[2];
 523         /* Subpel MV range for motion search.
 524          * same mv_min/max but includes levels' i_mv_range. */
 525         int     mv_min_spel[2];
 526         int     mv_max_spel[2];
 527         /* Fullpel MV range for motion search */
 528         int     mv_min_fpel[2];
 529         int     mv_max_fpel[2];
 530
 531         /* neighboring MBs */
 532         unsigned int i_neighbour;
 533         unsigned int i_neighbour8[4];       /* neighbours of each 8x8 or 4x4 block that are available */
 534         unsigned int i_neighbour4[16];      /* at the time the block is coded */
 535         unsigned int i_neighbour_intra;     /* for constrained intra pred */
 536         int     i_mb_type_top;
 537         int     i_mb_type_left;
 538         int     i_mb_type_topleft;
 539         int     i_mb_type_topright;
 540         int     i_mb_prev_xy;
 541         int     i_mb_top_xy;
 542
 543         /**** thread synchronization ends here ****/
 544         /* subsequent variables are either thread-local or constant,
 545          * and won't be copied from one thread to another */
 546
 547         /* mb table */
 548         int8_t  *type;                      /* mb type */
 549         uint8_t *partition;                 /* mb partition */
 550         int8_t  *qp;                        /* mb qp */
 551         int16_t *cbp;                       /* mb cbp: 0x0?: luma, 0x?0: chroma, 0x100: luma dc, 0x0200 and 0x0400: chroma dc  (all set for PCM)*/
 552         int8_t  (*intra4x4_pred_mode)[8];   /* intra4x4 pred mode. for non I4x4 set to I_PRED_4x4_DC(2) */
 553                                             /* actually has only 7 entries; set to 8 for write-combining optimizations */
 554         uint8_t (*non_zero_count)[16+4+4];  /* nzc. for I_PCM set to 16 */
 555         int8_t  *chroma_pred_mode;          /* chroma_pred_mode. cabac only. for non intra I_PRED_CHROMA_DC(0) */
 556         int16_t (*mv[2])[2];                /* mb mv. set to 0 for intra mb */
 557         uint8_t (*mvd[2])[2];               /* absolute value of mb mv difference with predict, clipped to [0,33]. set to 0 if intra. cabac only */
 558         int8_t   *ref[2];                   /* mb ref. set to -1 if non used (intra or Lx only) */
 559         int16_t (*mvr[2][32])[2];           /* 16x16 mv for each possible ref */
 560         int8_t  *skipbp;                    /* block pattern for SKIP or DIRECT (sub)mbs. B-frames + cabac only */
 561         int8_t  *mb_transform_size;         /* transform_size_8x8_flag of each mb */
 562         uint8_t *intra_border_backup[2][3]; /* bottom pixels of the previous mb row, used for intra prediction after the framebuffer has been deblocked */
 563
 564          /* buffer for weighted versions of the reference frames */
 565         uint8_t *p_weight_buf[16];
 566
 567         /* current value */
 568         int     i_type;
 569         int     i_partition;
 570         ALIGNED_4( uint8_t i_sub_partition[4] );
 571         int     b_transform_8x8;
 572
 573         int     i_cbp_luma;
 574         int     i_cbp_chroma;
 575
 576         int     i_intra16x16_pred_mode;
 577         int     i_chroma_pred_mode;
 578
 579         /* skip flags for i4x4 and i8x8
 580          * 0 = encode as normal.
 581          * 1 (non-RD only) = the DCT is still in h->dct, restore fdec and skip reconstruction.
 582          * 2 (RD only) = the DCT has since been overwritten by RD; restore that too. */
 583         int i_skip_intra;
 584         /* skip flag for motion compensation */
 585         /* if we've already done MC, we don't need to do it again */
 586         int b_skip_mc;
 587         /* set to true if we are re-encoding a macroblock. */
 588         int b_reencode_mb;
 589         int ip_offset; /* Used by PIR to offset the quantizer of intra-refresh blocks. */
 590
 591         struct
 592         {
 593             /* space for p_fenc and p_fdec */
 594 #define FENC_STRIDE 16
 595 #define FDEC_STRIDE 32
 596             ALIGNED_16( uint8_t fenc_buf[24*FENC_STRIDE] );
 597             ALIGNED_16( uint8_t fdec_buf[27*FDEC_STRIDE] );
 598
 599             /* i4x4 and i8x8 backup data, for skipping the encode stage when possible */
 600             ALIGNED_16( uint8_t i4x4_fdec_buf[16*16] );
 601             ALIGNED_16( uint8_t i8x8_fdec_buf[16*16] );
 602             ALIGNED_16( int16_t i8x8_dct_buf[3][64] );
 603             ALIGNED_16( int16_t i4x4_dct_buf[15][16] );
 604             uint32_t i4x4_nnz_buf[4];
 605             uint32_t i8x8_nnz_buf[4];
 606             int i4x4_cbp;
 607             int i8x8_cbp;
 608
 609             /* Psy trellis DCT data */
 610             ALIGNED_16( int16_t fenc_dct8[4][64] );
 611             ALIGNED_16( int16_t fenc_dct4[16][16] );
 612
 613             /* Psy RD SATD/SA8D scores cache */
 614             ALIGNED_16( uint64_t fenc_hadamard_cache[9] );
 615             ALIGNED_16( uint32_t fenc_satd_cache[32] );
 616
 617             /* pointer over mb of the frame to be compressed */
 618             uint8_t *p_fenc[3];
 619             /* pointer to the actual source frame, not a block copy */
 620             uint8_t *p_fenc_plane[3];
 621
 622             /* pointer over mb of the frame to be reconstructed  */
 623             uint8_t *p_fdec[3];
 624
 625             /* pointer over mb of the references */
 626             int i_fref[2];
 627             uint8_t *p_fref[2][32][4+2]; /* last: lN, lH, lV, lHV, cU, cV */
 628             uint8_t *p_fref_w[32];  /* weighted fullpel luma */
 629             uint16_t *p_integral[2][16];
 630
 631             /* fref stride */
 632             int     i_stride[3];
 633         } pic;
 634
 635         /* cache */
 636         struct
 637         {
 638             /* real intra4x4_pred_mode if I_4X4 or I_8X8, I_PRED_4x4_DC if mb available, -1 if not */
 639             ALIGNED_8( int8_t intra4x4_pred_mode[X264_SCAN8_SIZE] );
 640
 641             /* i_non_zero_count if available else 0x80 */
 642             ALIGNED_4( uint8_t non_zero_count[X264_SCAN8_SIZE] );
 643
 644             /* -1 if unused, -2 if unavailable */
 645             ALIGNED_4( int8_t ref[2][X264_SCAN8_SIZE] );
 646
 647             /* 0 if not available */
 648             ALIGNED_16( int16_t mv[2][X264_SCAN8_SIZE][2] );
 649             ALIGNED_8( uint8_t mvd[2][X264_SCAN8_SIZE][2] );
 650
 651             /* 1 if SKIP or DIRECT. set only for B-frames + CABAC */
 652             ALIGNED_4( int8_t skip[X264_SCAN8_SIZE] );
 653
 654             ALIGNED_4( int16_t direct_mv[2][4][2] );
 655             ALIGNED_4( int8_t  direct_ref[2][4] );
 656             int     direct_partition;
 657             ALIGNED_4( int16_t pskip_mv[2] );
 658
 659             /* number of neighbors (top and left) that used 8x8 dct */
 660             int     i_neighbour_transform_size;
 661             int     i_neighbour_interlaced;
 662
 663             /* neighbor CBPs */
 664             int     i_cbp_top;
 665             int     i_cbp_left;
 666         } cache;
 667
 668         /* */
 669         int     i_qp;       /* current qp */
 670         int     i_chroma_qp;
 671         int     i_last_qp;  /* last qp */
 672         int     i_last_dqp; /* last delta qp */
 673         int     b_variable_qp; /* whether qp is allowed to vary per macroblock */
 674         int     b_lossless;
 675         int     b_direct_auto_read; /* take stats for --direct auto from the 2pass log */
 676         int     b_direct_auto_write; /* analyse direct modes, to use and/or save */
 677
 678         /* lambda values */
 679         int     i_trellis_lambda2[2][2]; /* [luma,chroma][inter,intra] */
 680         int     i_psy_rd_lambda;
 681         int     i_chroma_lambda2_offset;
 682
 683         /* B_direct and weighted prediction */
 684         int16_t dist_scale_factor_buf[2][32][4];
 685         int16_t (*dist_scale_factor)[4];
 686         int8_t bipred_weight_buf[2][32][4];
 687         int8_t (*bipred_weight)[4];
 688         /* maps fref1[0]'s ref indices into the current list0 */
 689 #define map_col_to_list0(col) h->mb.map_col_to_list0[(col)+2]
 690         int8_t  map_col_to_list0[18];
 691         int ref_blind_dupe; /* The index of the blind reference frame duplicate. */
 692     } mb;
 693
 694     /* rate control encoding only */
 695     x264_ratecontrol_t *rc;
 696
 697     /* stats */
 698     struct
 699     {
 700         /* Current frame stats */
 701         struct
 702         {
 703             /* MV bits (MV+Ref+Block Type) */
 704             int i_mv_bits;
 705             /* Texture bits (DCT coefs) */
 706             int i_tex_bits;
 707             /* ? */
 708             int i_misc_bits;
 709             /* MB type counts */
 710             int i_mb_count[19];
 711             int i_mb_count_i;
 712             int i_mb_count_p;
 713             int i_mb_count_skip;
 714             int i_mb_count_8x8dct[2];
 715             int i_mb_count_ref[2][32];
 716             int i_mb_partition[17];
 717             int i_mb_cbp[6];
 718             int i_mb_pred_mode[3][13];
 719             /* Adaptive direct mv pred */
 720             int i_direct_score[2];
 721             /* Metrics */
 722             int64_t i_ssd[3];
 723             double f_ssim;
 724         } frame;
 725
 726         /* Cumulated stats */
 727
 728         /* per slice info */
 729         int     i_frame_count[5];
 730         int64_t i_frame_size[5];
 731         double  f_frame_qp[5];
 732         int     i_consecutive_bframes[X264_BFRAME_MAX+1];
 733         /* */
 734         int64_t i_ssd_global[5];
 735         double  f_psnr_average[5];
 736         double  f_psnr_mean_y[5];
 737         double  f_psnr_mean_u[5];
 738         double  f_psnr_mean_v[5];
 739         double  f_ssim_mean_y[5];
 740         /* */
 741         int64_t i_mb_count[5][19];
 742         int64_t i_mb_partition[2][17];
 743         int64_t i_mb_count_8x8dct[2];
 744         int64_t i_mb_count_ref[2][2][32];
 745         int64_t i_mb_cbp[6];
 746         int64_t i_mb_pred_mode[3][13];
 747         /* */
 748         int     i_direct_score[2];
 749         int     i_direct_frames[2];
 750         /* num p-frames weighted */
 751         int     i_wpred[3];
 752
 753     } stat;
 754
 755     void *scratch_buffer; /* for any temporary storage that doesn't want repeated malloc */
 756
 757     /* CPU functions dependents */
 758     x264_predict_t      predict_16x16[4+3];
 759     x264_predict_t      predict_8x8c[4+3];
 760     x264_predict8x8_t   predict_8x8[9+3];
 761     x264_predict_t      predict_4x4[9+3];
 762     x264_predict_8x8_filter_t predict_8x8_filter;
 763
 764     x264_pixel_function_t pixf;
 765     x264_mc_functions_t   mc;
 766     x264_dct_function_t   dctf;
 767     x264_zigzag_function_t zigzagf;
 768     x264_quant_function_t quantf;
 769     x264_deblock_function_t loopf;
 770
 771 #ifdef HAVE_VISUALIZE
 772     struct visualize_t *visualize;
 773 #endif
 774     x264_lookahead_t *lookahead;
 775 };
 776
 777 // included at the end because it needs x264_t
 778 #include "macroblock.h"
 779
 780 #ifdef HAVE_MMX
 781 #include "x86/util.h"
 782 #endif
 783
 784 #endif
 785