git.sesse.net Git - x264/blob - common/frame.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * frame.c: frame handling
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003-2013 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.h"
  29
  30 static int align_stride( int x, int align, int disalign )
  31 {
  32     x = ALIGN( x, align );
  33     if( !(x&(disalign-1)) )
  34         x += align;
  35     return x;
  36 }
  37
  38 static int align_plane_size( int x, int disalign )
  39 {
  40     if( !(x&(disalign-1)) )
  41         x += 128;
  42     return x;
  43 }
  44
  45 static int x264_frame_internal_csp( int external_csp )
  46 {
  47     switch( external_csp & X264_CSP_MASK )
  48     {
  49         case X264_CSP_NV12:
  50         case X264_CSP_I420:
  51         case X264_CSP_YV12:
  52             return X264_CSP_NV12;
  53         case X264_CSP_NV16:
  54         case X264_CSP_I422:
  55         case X264_CSP_YV16:
  56             return X264_CSP_NV16;
  57         case X264_CSP_I444:
  58         case X264_CSP_YV24:
  59         case X264_CSP_BGR:
  60         case X264_CSP_BGRA:
  61         case X264_CSP_RGB:
  62             return X264_CSP_I444;
  63         default:
  64             return X264_CSP_NONE;
  65     }
  66 }
  67
  68 static x264_frame_t *x264_frame_new( x264_t *h, int b_fdec )
  69 {
  70     x264_frame_t *frame;
  71     int i_csp = x264_frame_internal_csp( h->param.i_csp );
  72     int i_mb_count = h->mb.i_mb_count;
  73     int i_stride, i_width, i_lines, luma_plane_count;
  74     int i_padv = PADV << PARAM_INTERLACED;
  75     int align = 16;
  76 #if ARCH_X86 || ARCH_X86_64
  77     if( h->param.cpu&X264_CPU_CACHELINE_64 )
  78         align = 64;
  79     else if( h->param.cpu&X264_CPU_CACHELINE_32 || h->param.cpu&X264_CPU_AVX2 )
  80         align = 32;
  81 #endif
  82 #if ARCH_PPC
  83     int disalign = 1<<9;
  84 #else
  85     int disalign = 1<<10;
  86 #endif
  87
  88     CHECKED_MALLOCZERO( frame, sizeof(x264_frame_t) );
  89
  90     /* allocate frame data (+64 for extra data for me) */
  91     i_width  = h->mb.i_mb_width*16;
  92     i_lines  = h->mb.i_mb_height*16;
  93     i_stride = align_stride( i_width + 2*PADH, align, disalign );
  94
  95     if( i_csp == X264_CSP_NV12 || i_csp == X264_CSP_NV16 )
  96     {
  97         luma_plane_count = 1;
  98         frame->i_plane = 2;
  99         for( int i = 0; i < 2; i++ )
 100         {
 101             frame->i_width[i] = i_width >> i;
 102             frame->i_lines[i] = i_lines >> (i && i_csp == X264_CSP_NV12);
 103             frame->i_stride[i] = i_stride;
 104         }
 105     }
 106     else if( i_csp == X264_CSP_I444 )
 107     {
 108         luma_plane_count = 3;
 109         frame->i_plane = 3;
 110         for( int i = 0; i < 3; i++ )
 111         {
 112             frame->i_width[i] = i_width;
 113             frame->i_lines[i] = i_lines;
 114             frame->i_stride[i] = i_stride;
 115         }
 116     }
 117     else
 118         goto fail;
 119
 120     frame->i_csp = i_csp;
 121     frame->i_width_lowres = frame->i_width[0]/2;
 122     frame->i_lines_lowres = frame->i_lines[0]/2;
 123     frame->i_stride_lowres = align_stride( frame->i_width_lowres + 2*PADH, align, disalign<<1 );
 124
 125     for( int i = 0; i < h->param.i_bframe + 2; i++ )
 126         for( int j = 0; j < h->param.i_bframe + 2; j++ )
 127             CHECKED_MALLOC( frame->i_row_satds[i][j], i_lines/16 * sizeof(int) );
 128
 129     frame->i_poc = -1;
 130     frame->i_type = X264_TYPE_AUTO;
 131     frame->i_qpplus1 = X264_QP_AUTO;
 132     frame->i_pts = -1;
 133     frame->i_frame = -1;
 134     frame->i_frame_num = -1;
 135     frame->i_lines_completed = -1;
 136     frame->b_fdec = b_fdec;
 137     frame->i_pic_struct = PIC_STRUCT_AUTO;
 138     frame->i_field_cnt = -1;
 139     frame->i_duration =
 140     frame->i_cpb_duration =
 141     frame->i_dpb_output_delay =
 142     frame->i_cpb_delay = 0;
 143     frame->i_coded_fields_lookahead =
 144     frame->i_cpb_delay_lookahead = -1;
 145
 146     frame->orig = frame;
 147
 148     if( i_csp == X264_CSP_NV12 || i_csp == X264_CSP_NV16 )
 149     {
 150         int chroma_padv = i_padv >> (i_csp == X264_CSP_NV12);
 151         int chroma_plane_size = (frame->i_stride[1] * (frame->i_lines[1] + 2*chroma_padv));
 152         CHECKED_MALLOC( frame->buffer[1], chroma_plane_size * sizeof(pixel) );
 153         frame->plane[1] = frame->buffer[1] + frame->i_stride[1] * chroma_padv + PADH;
 154         if( PARAM_INTERLACED )
 155         {
 156             CHECKED_MALLOC( frame->buffer_fld[1], chroma_plane_size * sizeof(pixel) );
 157             frame->plane_fld[1] = frame->buffer_fld[1] + frame->i_stride[1] * chroma_padv + PADH;
 158         }
 159     }
 160
 161     /* all 4 luma planes allocated together, since the cacheline split code
 162      * requires them to be in-phase wrt cacheline alignment. */
 163
 164     for( int p = 0; p < luma_plane_count; p++ )
 165     {
 166         int luma_plane_size = align_plane_size( frame->i_stride[p] * (frame->i_lines[p] + 2*i_padv), disalign );
 167         if( h->param.analyse.i_subpel_refine && b_fdec )
 168         {
 169             /* FIXME: Don't allocate both buffers in non-adaptive MBAFF. */
 170             CHECKED_MALLOC( frame->buffer[p], 4*luma_plane_size * sizeof(pixel) );
 171             if( PARAM_INTERLACED )
 172                 CHECKED_MALLOC( frame->buffer_fld[p], 4*luma_plane_size * sizeof(pixel) );
 173             for( int i = 0; i < 4; i++ )
 174             {
 175                 frame->filtered[p][i] = frame->buffer[p] + i*luma_plane_size + frame->i_stride[p] * i_padv + PADH;
 176                 frame->filtered_fld[p][i] = frame->buffer_fld[p] + i*luma_plane_size + frame->i_stride[p] * i_padv + PADH;
 177             }
 178             frame->plane[p] = frame->filtered[p][0];
 179             frame->plane_fld[p] = frame->filtered_fld[p][0];
 180         }
 181         else
 182         {
 183             CHECKED_MALLOC( frame->buffer[p], luma_plane_size * sizeof(pixel) );
 184             if( PARAM_INTERLACED )
 185                 CHECKED_MALLOC( frame->buffer_fld[p], luma_plane_size * sizeof(pixel) );
 186             frame->filtered[p][0] = frame->plane[p] = frame->buffer[p] + frame->i_stride[p] * i_padv + PADH;
 187             frame->filtered_fld[p][0] = frame->plane_fld[p] = frame->buffer_fld[p] + frame->i_stride[p] * i_padv + PADH;
 188         }
 189     }
 190
 191     frame->b_duplicate = 0;
 192
 193     if( b_fdec ) /* fdec frame */
 194     {
 195         CHECKED_MALLOC( frame->mb_type, i_mb_count * sizeof(int8_t));
 196         CHECKED_MALLOC( frame->mb_partition, i_mb_count * sizeof(uint8_t));
 197         CHECKED_MALLOC( frame->mv[0], 2*16 * i_mb_count * sizeof(int16_t) );
 198         CHECKED_MALLOC( frame->mv16x16, 2*(i_mb_count+1) * sizeof(int16_t) );
 199         M32( frame->mv16x16[0] ) = 0;
 200         frame->mv16x16++;
 201         CHECKED_MALLOC( frame->ref[0], 4 * i_mb_count * sizeof(int8_t) );
 202         if( h->param.i_bframe )
 203         {
 204             CHECKED_MALLOC( frame->mv[1], 2*16 * i_mb_count * sizeof(int16_t) );
 205             CHECKED_MALLOC( frame->ref[1], 4 * i_mb_count * sizeof(int8_t) );
 206         }
 207         else
 208         {
 209             frame->mv[1]  = NULL;
 210             frame->ref[1] = NULL;
 211         }
 212         CHECKED_MALLOC( frame->i_row_bits, i_lines/16 * sizeof(int) );
 213         CHECKED_MALLOC( frame->f_row_qp, i_lines/16 * sizeof(float) );
 214         CHECKED_MALLOC( frame->f_row_qscale, i_lines/16 * sizeof(float) );
 215         if( h->param.analyse.i_me_method >= X264_ME_ESA )
 216         {
 217             CHECKED_MALLOC( frame->buffer[3],
 218                             frame->i_stride[0] * (frame->i_lines[0] + 2*i_padv) * sizeof(uint16_t) << h->frames.b_have_sub8x8_esa );
 219             frame->integral = (uint16_t*)frame->buffer[3] + frame->i_stride[0] * i_padv + PADH;
 220         }
 221         if( PARAM_INTERLACED )
 222             CHECKED_MALLOC( frame->field, i_mb_count * sizeof(uint8_t) );
 223         if( h->param.analyse.b_mb_info )
 224             CHECKED_MALLOC( frame->effective_qp, i_mb_count * sizeof(uint8_t) );
 225     }
 226     else /* fenc frame */
 227     {
 228         if( h->frames.b_have_lowres )
 229         {
 230             int luma_plane_size = align_plane_size( frame->i_stride_lowres * (frame->i_lines[0]/2 + 2*PADV), disalign );
 231
 232             CHECKED_MALLOC( frame->buffer_lowres[0], 4 * luma_plane_size * sizeof(pixel) );
 233             for( int i = 0; i < 4; i++ )
 234                 frame->lowres[i] = frame->buffer_lowres[0] + (frame->i_stride_lowres * PADV + PADH) + i * luma_plane_size;
 235
 236             for( int j = 0; j <= !!h->param.i_bframe; j++ )
 237                 for( int i = 0; i <= h->param.i_bframe; i++ )
 238                 {
 239                     CHECKED_MALLOCZERO( frame->lowres_mvs[j][i], 2*h->mb.i_mb_count*sizeof(int16_t) );
 240                     CHECKED_MALLOC( frame->lowres_mv_costs[j][i], h->mb.i_mb_count*sizeof(int) );
 241                 }
 242             CHECKED_MALLOC( frame->i_propagate_cost, (i_mb_count+7) * sizeof(uint16_t) );
 243             for( int j = 0; j <= h->param.i_bframe+1; j++ )
 244                 for( int i = 0; i <= h->param.i_bframe+1; i++ )
 245                     CHECKED_MALLOC( frame->lowres_costs[j][i], (i_mb_count+3) * sizeof(uint16_t) );
 246             frame->i_intra_cost = frame->lowres_costs[0][0];
 247             memset( frame->i_intra_cost, -1, (i_mb_count+3) * sizeof(uint16_t) );
 248         }
 249         if( h->param.rc.i_aq_mode )
 250         {
 251             CHECKED_MALLOC( frame->f_qp_offset, h->mb.i_mb_count * sizeof(float) );
 252             CHECKED_MALLOC( frame->f_qp_offset_aq, h->mb.i_mb_count * sizeof(float) );
 253             if( h->frames.b_have_lowres )
 254                 /* shouldn't really be initialized, just silences a valgrind false-positive in x264_mbtree_propagate_cost_sse2 */
 255                 CHECKED_MALLOCZERO( frame->i_inv_qscale_factor, (h->mb.i_mb_count+3) * sizeof(uint16_t) );
 256         }
 257     }
 258
 259     if( x264_pthread_mutex_init( &frame->mutex, NULL ) )
 260         goto fail;
 261     if( x264_pthread_cond_init( &frame->cv, NULL ) )
 262         goto fail;
 263
 264     return frame;
 265
 266 fail:
 267     x264_free( frame );
 268     return NULL;
 269 }
 270
 271 void x264_frame_delete( x264_frame_t *frame )
 272 {
 273     /* Duplicate frames are blank copies of real frames (including pointers),
 274      * so freeing those pointers would cause a double free later. */
 275     if( !frame->b_duplicate )
 276     {
 277         for( int i = 0; i < 4; i++ )
 278         {
 279             x264_free( frame->buffer[i] );
 280             x264_free( frame->buffer_fld[i] );
 281         }
 282         for( int i = 0; i < 4; i++ )
 283             x264_free( frame->buffer_lowres[i] );
 284         for( int i = 0; i < X264_BFRAME_MAX+2; i++ )
 285             for( int j = 0; j < X264_BFRAME_MAX+2; j++ )
 286                 x264_free( frame->i_row_satds[i][j] );
 287         for( int j = 0; j < 2; j++ )
 288             for( int i = 0; i <= X264_BFRAME_MAX; i++ )
 289             {
 290                 x264_free( frame->lowres_mvs[j][i] );
 291                 x264_free( frame->lowres_mv_costs[j][i] );
 292             }
 293         x264_free( frame->i_propagate_cost );
 294         for( int j = 0; j <= X264_BFRAME_MAX+1; j++ )
 295             for( int i = 0; i <= X264_BFRAME_MAX+1; i++ )
 296                 x264_free( frame->lowres_costs[j][i] );
 297         x264_free( frame->f_qp_offset );
 298         x264_free( frame->f_qp_offset_aq );
 299         x264_free( frame->i_inv_qscale_factor );
 300         x264_free( frame->i_row_bits );
 301         x264_free( frame->f_row_qp );
 302         x264_free( frame->f_row_qscale );
 303         x264_free( frame->field );
 304         x264_free( frame->effective_qp );
 305         x264_free( frame->mb_type );
 306         x264_free( frame->mb_partition );
 307         x264_free( frame->mv[0] );
 308         x264_free( frame->mv[1] );
 309         if( frame->mv16x16 )
 310             x264_free( frame->mv16x16-1 );
 311         x264_free( frame->ref[0] );
 312         x264_free( frame->ref[1] );
 313         if( frame->param && frame->param->param_free )
 314             frame->param->param_free( frame->param );
 315         if( frame->mb_info_free )
 316             frame->mb_info_free( frame->mb_info );
 317         if( frame->extra_sei.sei_free )
 318         {
 319             for( int i = 0; i < frame->extra_sei.num_payloads; i++ )
 320                 frame->extra_sei.sei_free( frame->extra_sei.payloads[i].payload );
 321             frame->extra_sei.sei_free( frame->extra_sei.payloads );
 322         }
 323         x264_pthread_mutex_destroy( &frame->mutex );
 324         x264_pthread_cond_destroy( &frame->cv );
 325 #if HAVE_OPENCL
 326         x264_opencl_frame_delete( frame );
 327 #endif
 328     }
 329     x264_free( frame );
 330 }
 331
 332 static int get_plane_ptr( x264_t *h, x264_picture_t *src, uint8_t **pix, int *stride, int plane, int xshift, int yshift )
 333 {
 334     int width = h->param.i_width >> xshift;
 335     int height = h->param.i_height >> yshift;
 336     *pix = src->img.plane[plane];
 337     *stride = src->img.i_stride[plane];
 338     if( src->img.i_csp & X264_CSP_VFLIP )
 339     {
 340         *pix += (height-1) * *stride;
 341         *stride = -*stride;
 342     }
 343     if( width > abs(*stride) )
 344     {
 345         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "Input picture width (%d) is greater than stride (%d)\n", width, *stride );
 346         return -1;
 347     }
 348     return 0;
 349 }
 350
 351 #define get_plane_ptr(...) do{ if( get_plane_ptr(__VA_ARGS__) < 0 ) return -1; }while(0)
 352
 353 int x264_frame_copy_picture( x264_t *h, x264_frame_t *dst, x264_picture_t *src )
 354 {
 355     int i_csp = src->img.i_csp & X264_CSP_MASK;
 356     if( dst->i_csp != x264_frame_internal_csp( i_csp ) )
 357     {
 358         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "Invalid input colorspace\n" );
 359         return -1;
 360     }
 361
 362 #if HIGH_BIT_DEPTH
 363     if( !(src->img.i_csp & X264_CSP_HIGH_DEPTH) )
 364     {
 365         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "This build of x264 requires high depth input. Rebuild to support 8-bit input.\n" );
 366         return -1;
 367     }
 368 #else
 369     if( src->img.i_csp & X264_CSP_HIGH_DEPTH )
 370     {
 371         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "This build of x264 requires 8-bit input. Rebuild to support high depth input.\n" );
 372         return -1;
 373     }
 374 #endif
 375
 376     dst->i_type     = src->i_type;
 377     dst->i_qpplus1  = src->i_qpplus1;
 378     dst->i_pts      = dst->i_reordered_pts = src->i_pts;
 379     dst->param      = src->param;
 380     dst->i_pic_struct = src->i_pic_struct;
 381     dst->extra_sei  = src->extra_sei;
 382     dst->opaque     = src->opaque;
 383     dst->mb_info    = h->param.analyse.b_mb_info ? src->prop.mb_info : NULL;
 384     dst->mb_info_free = h->param.analyse.b_mb_info ? src->prop.mb_info_free : NULL;
 385
 386     uint8_t *pix[3];
 387     int stride[3];
 388     if ( i_csp >= X264_CSP_BGR )
 389     {
 390          stride[0] = src->img.i_stride[0];
 391          pix[0] = src->img.plane[0];
 392          if( src->img.i_csp & X264_CSP_VFLIP )
 393          {
 394              pix[0] += (h->param.i_height-1) * stride[0];
 395              stride[0] = -stride[0];
 396          }
 397          int b = i_csp==X264_CSP_RGB;
 398          h->mc.plane_copy_deinterleave_rgb( dst->plane[1+b], dst->i_stride[1+b],
 399                                             dst->plane[0], dst->i_stride[0],
 400                                             dst->plane[2-b], dst->i_stride[2-b],
 401                                             (pixel*)pix[0], stride[0]/sizeof(pixel), i_csp==X264_CSP_BGRA ? 4 : 3, h->param.i_width, h->param.i_height );
 402     }
 403     else
 404     {
 405         int v_shift = CHROMA_V_SHIFT;
 406         get_plane_ptr( h, src, &pix[0], &stride[0], 0, 0, 0 );
 407         h->mc.plane_copy( dst->plane[0], dst->i_stride[0], (pixel*)pix[0],
 408                           stride[0]/sizeof(pixel), h->param.i_width, h->param.i_height );
 409         if( i_csp == X264_CSP_NV12 || i_csp == X264_CSP_NV16 )
 410         {
 411             get_plane_ptr( h, src, &pix[1], &stride[1], 1, 0, v_shift );
 412             h->mc.plane_copy( dst->plane[1], dst->i_stride[1], (pixel*)pix[1],
 413                               stride[1]/sizeof(pixel), h->param.i_width, h->param.i_height>>v_shift );
 414         }
 415         else if( i_csp == X264_CSP_I420 || i_csp == X264_CSP_I422 || i_csp == X264_CSP_YV12 || i_csp == X264_CSP_YV16 )
 416         {
 417             int uv_swap = i_csp == X264_CSP_YV12 || i_csp == X264_CSP_YV16;
 418             get_plane_ptr( h, src, &pix[1], &stride[1], uv_swap ? 2 : 1, 1, v_shift );
 419             get_plane_ptr( h, src, &pix[2], &stride[2], uv_swap ? 1 : 2, 1, v_shift );
 420             h->mc.plane_copy_interleave( dst->plane[1], dst->i_stride[1],
 421                                          (pixel*)pix[1], stride[1]/sizeof(pixel),
 422                                          (pixel*)pix[2], stride[2]/sizeof(pixel),
 423                                          h->param.i_width>>1, h->param.i_height>>v_shift );
 424         }
 425         else //if( i_csp == X264_CSP_I444 || i_csp == X264_CSP_YV24 )
 426         {
 427             get_plane_ptr( h, src, &pix[1], &stride[1], i_csp==X264_CSP_I444 ? 1 : 2, 0, 0 );
 428             get_plane_ptr( h, src, &pix[2], &stride[2], i_csp==X264_CSP_I444 ? 2 : 1, 0, 0 );
 429             h->mc.plane_copy( dst->plane[1], dst->i_stride[1], (pixel*)pix[1],
 430                               stride[1]/sizeof(pixel), h->param.i_width, h->param.i_height );
 431             h->mc.plane_copy( dst->plane[2], dst->i_stride[2], (pixel*)pix[2],
 432                               stride[2]/sizeof(pixel), h->param.i_width, h->param.i_height );
 433         }
 434     }
 435     return 0;
 436 }
 437
 438 static void ALWAYS_INLINE pixel_memset( pixel *dst, pixel *src, int len, int size )
 439 {
 440     uint8_t *dstp = (uint8_t*)dst;
 441     uint32_t v1 = *src;
 442     uint32_t v2 = size == 1 ? v1 + (v1 <<  8) : M16( src );
 443     uint32_t v4 = size <= 2 ? v2 + (v2 << 16) : M32( src );
 444     int i = 0;
 445     len *= size;
 446
 447     /* Align the input pointer if it isn't already */
 448     if( (intptr_t)dstp & (WORD_SIZE - 1) )
 449     {
 450         if( size <= 2 && ((intptr_t)dstp & 3) )
 451         {
 452             if( size == 1 && ((intptr_t)dstp & 1) )
 453                 dstp[i++] = v1;
 454             if( (intptr_t)dstp & 2 )
 455             {
 456                 M16( dstp+i ) = v2;
 457                 i += 2;
 458             }
 459         }
 460         if( WORD_SIZE == 8 && (intptr_t)dstp & 4 )
 461         {
 462             M32( dstp+i ) = v4;
 463             i += 4;
 464         }
 465     }
 466
 467     /* Main copy loop */
 468     if( WORD_SIZE == 8 )
 469     {
 470         uint64_t v8 = v4 + ((uint64_t)v4<<32);
 471         for( ; i < len - 7; i+=8 )
 472             M64( dstp+i ) = v8;
 473     }
 474     for( ; i < len - 3; i+=4 )
 475         M32( dstp+i ) = v4;
 476
 477     /* Finish up the last few bytes */
 478     if( size <= 2 )
 479     {
 480         if( i < len - 1 )
 481         {
 482             M16( dstp+i ) = v2;
 483             i += 2;
 484         }
 485         if( size == 1 && i != len )
 486             dstp[i] = v1;
 487     }
 488 }
 489
 490 static void ALWAYS_INLINE plane_expand_border( pixel *pix, int i_stride, int i_width, int i_height, int i_padh, int i_padv, int b_pad_top, int b_pad_bottom, int b_chroma )
 491 {
 492 #define PPIXEL(x, y) ( pix + (x) + (y)*i_stride )
 493     for( int y = 0; y < i_height; y++ )
 494     {
 495         /* left band */
 496         pixel_memset( PPIXEL(-i_padh, y), PPIXEL(0, y), i_padh>>b_chroma, sizeof(pixel)<<b_chroma );
 497         /* right band */
 498         pixel_memset( PPIXEL(i_width, y), PPIXEL(i_width-1-b_chroma, y), i_padh>>b_chroma, sizeof(pixel)<<b_chroma );
 499     }
 500     /* upper band */
 501     if( b_pad_top )
 502         for( int y = 0; y < i_padv; y++ )
 503             memcpy( PPIXEL(-i_padh, -y-1), PPIXEL(-i_padh, 0), (i_width+2*i_padh) * sizeof(pixel) );
 504     /* lower band */
 505     if( b_pad_bottom )
 506         for( int y = 0; y < i_padv; y++ )
 507             memcpy( PPIXEL(-i_padh, i_height+y), PPIXEL(-i_padh, i_height-1), (i_width+2*i_padh) * sizeof(pixel) );
 508 #undef PPIXEL
 509 }
 510
 511 void x264_frame_expand_border( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int mb_y )
 512 {
 513     int pad_top = mb_y == 0;
 514     int pad_bot = mb_y == h->mb.i_mb_height - (1 << SLICE_MBAFF);
 515     int b_start = mb_y == h->i_threadslice_start;
 516     int b_end   = mb_y == h->i_threadslice_end - (1 << SLICE_MBAFF);
 517     if( mb_y & SLICE_MBAFF )
 518         return;
 519     for( int i = 0; i < frame->i_plane; i++ )
 520     {
 521         int h_shift = i && CHROMA_H_SHIFT;
 522         int v_shift = i && CHROMA_V_SHIFT;
 523         int stride = frame->i_stride[i];
 524         int width = 16*h->mb.i_mb_width;
 525         int height = (pad_bot ? 16*(h->mb.i_mb_height - mb_y) >> SLICE_MBAFF : 16) >> v_shift;
 526         int padh = PADH;
 527         int padv = PADV >> v_shift;
 528         // buffer: 2 chroma, 3 luma (rounded to 4) because deblocking goes beyond the top of the mb
 529         if( b_end && !b_start )
 530             height += 4 >> (v_shift + SLICE_MBAFF);
 531         pixel *pix;
 532         int starty = 16*mb_y - 4*!b_start;
 533         if( SLICE_MBAFF )
 534         {
 535             // border samples for each field are extended separately
 536             pix = frame->plane_fld[i] + (starty*stride >> v_shift);
 537             plane_expand_border( pix, stride*2, width, height, padh, padv, pad_top, pad_bot, h_shift );
 538             plane_expand_border( pix+stride, stride*2, width, height, padh, padv, pad_top, pad_bot, h_shift );
 539
 540             height = (pad_bot ? 16*(h->mb.i_mb_height - mb_y) : 32) >> v_shift;
 541             if( b_end && !b_start )
 542                 height += 4 >> v_shift;
 543             pix = frame->plane[i] + (starty*stride >> v_shift);
 544             plane_expand_border( pix, stride, width, height, padh, padv, pad_top, pad_bot, h_shift );
 545         }
 546         else
 547         {
 548             pix = frame->plane[i] + (starty*stride >> v_shift);
 549             plane_expand_border( pix, stride, width, height, padh, padv, pad_top, pad_bot, h_shift );
 550         }
 551     }
 552 }
 553
 554 void x264_frame_expand_border_filtered( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int mb_y, int b_end )
 555 {
 556     /* during filtering, 8 extra pixels were filtered on each edge,
 557      * but up to 3 of the horizontal ones may be wrong.
 558        we want to expand border from the last filtered pixel */
 559     int b_start = !mb_y;
 560     int width = 16*h->mb.i_mb_width + 8;
 561     int height = b_end ? (16*(h->mb.i_mb_height - mb_y) >> SLICE_MBAFF) + 16 : 16;
 562     int padh = PADH - 4;
 563     int padv = PADV - 8;
 564     for( int p = 0; p < (CHROMA444 ? 3 : 1); p++ )
 565         for( int i = 1; i < 4; i++ )
 566         {
 567             int stride = frame->i_stride[p];
 568             // buffer: 8 luma, to match the hpel filter
 569             pixel *pix;
 570             if( SLICE_MBAFF )
 571             {
 572                 pix = frame->filtered_fld[p][i] + (16*mb_y - 16) * stride - 4;
 573                 plane_expand_border( pix, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end, 0 );
 574                 plane_expand_border( pix+stride, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end, 0 );
 575             }
 576
 577             pix = frame->filtered[p][i] + (16*mb_y - 8) * stride - 4;
 578             plane_expand_border( pix, stride, width, height << SLICE_MBAFF, padh, padv, b_start, b_end, 0 );
 579         }
 580 }
 581
 582 void x264_frame_expand_border_lowres( x264_frame_t *frame )
 583 {
 584     for( int i = 0; i < 4; i++ )
 585         plane_expand_border( frame->lowres[i], frame->i_stride_lowres, frame->i_width_lowres, frame->i_lines_lowres, PADH, PADV, 1, 1, 0 );
 586 }
 587
 588 void x264_frame_expand_border_chroma( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int plane )
 589 {
 590     int v_shift = CHROMA_V_SHIFT;
 591     plane_expand_border( frame->plane[plane], frame->i_stride[plane], 16*h->mb.i_mb_width, 16*h->mb.i_mb_height>>v_shift,
 592                          PADH, PADV>>v_shift, 1, 1, CHROMA_H_SHIFT );
 593 }
 594
 595 void x264_frame_expand_border_mod16( x264_t *h, x264_frame_t *frame )
 596 {
 597     for( int i = 0; i < frame->i_plane; i++ )
 598     {
 599         int i_width = h->param.i_width;
 600         int h_shift = i && CHROMA_H_SHIFT;
 601         int v_shift = i && CHROMA_V_SHIFT;
 602         int i_height = h->param.i_height >> v_shift;
 603         int i_padx = (h->mb.i_mb_width * 16 - h->param.i_width);
 604         int i_pady = (h->mb.i_mb_height * 16 - h->param.i_height) >> v_shift;
 605
 606         if( i_padx )
 607         {
 608             for( int y = 0; y < i_height; y++ )
 609                 pixel_memset( &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i] + i_width],
 610                               &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i] + i_width - 1-h_shift],
 611                               i_padx>>h_shift, sizeof(pixel)<<h_shift );
 612         }
 613         if( i_pady )
 614         {
 615             for( int y = i_height; y < i_height + i_pady; y++ )
 616                 memcpy( &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i]],
 617                         &frame->plane[i][(i_height-(~y&PARAM_INTERLACED)-1)*frame->i_stride[i]],
 618                         (i_width + i_padx) * sizeof(pixel) );
 619         }
 620     }
 621 }
 622
 623 void x264_expand_border_mbpair( x264_t *h, int mb_x, int mb_y )
 624 {
 625     for( int i = 0; i < h->fenc->i_plane; i++ )
 626     {
 627         int v_shift = i && CHROMA_V_SHIFT;
 628         int stride = h->fenc->i_stride[i];
 629         int height = h->param.i_height >> v_shift;
 630         int pady = (h->mb.i_mb_height * 16 - h->param.i_height) >> v_shift;
 631         pixel *fenc = h->fenc->plane[i] + 16*mb_x;
 632         for( int y = height; y < height + pady; y++ )
 633             memcpy( fenc + y*stride, fenc + (height-1)*stride, 16*sizeof(pixel) );
 634     }
 635 }
 636
 637 /* threading */
 638 void x264_frame_cond_broadcast( x264_frame_t *frame, int i_lines_completed )
 639 {
 640     x264_pthread_mutex_lock( &frame->mutex );
 641     frame->i_lines_completed = i_lines_completed;
 642     x264_pthread_cond_broadcast( &frame->cv );
 643     x264_pthread_mutex_unlock( &frame->mutex );
 644 }
 645
 646 void x264_frame_cond_wait( x264_frame_t *frame, int i_lines_completed )
 647 {
 648     x264_pthread_mutex_lock( &frame->mutex );
 649     while( frame->i_lines_completed < i_lines_completed )
 650         x264_pthread_cond_wait( &frame->cv, &frame->mutex );
 651     x264_pthread_mutex_unlock( &frame->mutex );
 652 }
 653
 654 void x264_threadslice_cond_broadcast( x264_t *h, int pass )
 655 {
 656     x264_pthread_mutex_lock( &h->mutex );
 657     h->i_threadslice_pass = pass;
 658     if( pass > 0 )
 659         x264_pthread_cond_broadcast( &h->cv );
 660     x264_pthread_mutex_unlock( &h->mutex );
 661 }
 662
 663 void x264_threadslice_cond_wait( x264_t *h, int pass )
 664 {
 665     x264_pthread_mutex_lock( &h->mutex );
 666     while( h->i_threadslice_pass < pass )
 667         x264_pthread_cond_wait( &h->cv, &h->mutex );
 668     x264_pthread_mutex_unlock( &h->mutex );
 669 }
 670
 671 int x264_frame_new_slice( x264_t *h, x264_frame_t *frame )
 672 {
 673     if( h->param.i_slice_count_max )
 674     {
 675         int slice_count;
 676         if( h->param.b_sliced_threads )
 677             slice_count = x264_pthread_fetch_and_add( &frame->i_slice_count, 1, &frame->mutex );
 678         else
 679             slice_count = frame->i_slice_count++;
 680         if( slice_count >= h->param.i_slice_count_max )
 681             return -1;
 682     }
 683     return 0;
 684 }
 685
 686 /* list operators */
 687
 688 void x264_frame_push( x264_frame_t **list, x264_frame_t *frame )
 689 {
 690     int i = 0;
 691     while( list[i] ) i++;
 692     list[i] = frame;
 693 }
 694
 695 x264_frame_t *x264_frame_pop( x264_frame_t **list )
 696 {
 697     x264_frame_t *frame;
 698     int i = 0;
 699     assert( list[0] );
 700     while( list[i+1] ) i++;
 701     frame = list[i];
 702     list[i] = NULL;
 703     return frame;
 704 }
 705
 706 void x264_frame_unshift( x264_frame_t **list, x264_frame_t *frame )
 707 {
 708     int i = 0;
 709     while( list[i] ) i++;
 710     while( i-- )
 711         list[i+1] = list[i];
 712     list[0] = frame;
 713 }
 714
 715 x264_frame_t *x264_frame_shift( x264_frame_t **list )
 716 {
 717     x264_frame_t *frame = list[0];
 718     int i;
 719     for( i = 0; list[i]; i++ )
 720         list[i] = list[i+1];
 721     assert(frame);
 722     return frame;
 723 }
 724
 725 void x264_frame_push_unused( x264_t *h, x264_frame_t *frame )
 726 {
 727     assert( frame->i_reference_count > 0 );
 728     frame->i_reference_count--;
 729     if( frame->i_reference_count == 0 )
 730         x264_frame_push( h->frames.unused[frame->b_fdec], frame );
 731 }
 732
 733 x264_frame_t *x264_frame_pop_unused( x264_t *h, int b_fdec )
 734 {
 735     x264_frame_t *frame;
 736     if( h->frames.unused[b_fdec][0] )
 737         frame = x264_frame_pop( h->frames.unused[b_fdec] );
 738     else
 739         frame = x264_frame_new( h, b_fdec );
 740     if( !frame )
 741         return NULL;
 742     frame->b_last_minigop_bframe = 0;
 743     frame->i_reference_count = 1;
 744     frame->b_intra_calculated = 0;
 745     frame->b_scenecut = 1;
 746     frame->b_keyframe = 0;
 747     frame->b_corrupt = 0;
 748     frame->i_slice_count = h->param.b_sliced_threads ? h->param.i_threads : 1;
 749
 750     memset( frame->weight, 0, sizeof(frame->weight) );
 751     memset( frame->f_weighted_cost_delta, 0, sizeof(frame->f_weighted_cost_delta) );
 752
 753     return frame;
 754 }
 755
 756 void x264_frame_push_blank_unused( x264_t *h, x264_frame_t *frame )
 757 {
 758     assert( frame->i_reference_count > 0 );
 759     frame->i_reference_count--;
 760     if( frame->i_reference_count == 0 )
 761         x264_frame_push( h->frames.blank_unused, frame );
 762 }
 763
 764 x264_frame_t *x264_frame_pop_blank_unused( x264_t *h )
 765 {
 766     x264_frame_t *frame;
 767     if( h->frames.blank_unused[0] )
 768         frame = x264_frame_pop( h->frames.blank_unused );
 769     else
 770         frame = x264_malloc( sizeof(x264_frame_t) );
 771     if( !frame )
 772         return NULL;
 773     frame->b_duplicate = 1;
 774     frame->i_reference_count = 1;
 775     return frame;
 776 }
 777
 778 void x264_weight_scale_plane( x264_t *h, pixel *dst, intptr_t i_dst_stride, pixel *src, intptr_t i_src_stride,
 779                               int i_width, int i_height, x264_weight_t *w )
 780 {
 781     /* Weight horizontal strips of height 16. This was found to be the optimal height
 782      * in terms of the cache loads. */
 783     while( i_height > 0 )
 784     {
 785         int x;
 786         for( x = 0; x < i_width-8; x += 16 )
 787             w->weightfn[16>>2]( dst+x, i_dst_stride, src+x, i_src_stride, w, X264_MIN( i_height, 16 ) );
 788         if( x < i_width )
 789             w->weightfn[ 8>>2]( dst+x, i_dst_stride, src+x, i_src_stride, w, X264_MIN( i_height, 16 ) );
 790         i_height -= 16;
 791         dst += 16 * i_dst_stride;
 792         src += 16 * i_src_stride;
 793     }
 794 }
 795
 796 void x264_frame_delete_list( x264_frame_t **list )
 797 {
 798     int i = 0;
 799     if( !list )
 800         return;
 801     while( list[i] )
 802         x264_frame_delete( list[i++] );
 803     x264_free( list );
 804 }
 805
 806 int x264_sync_frame_list_init( x264_sync_frame_list_t *slist, int max_size )
 807 {
 808     if( max_size < 0 )
 809         return -1;
 810     slist->i_max_size = max_size;
 811     slist->i_size = 0;
 812     CHECKED_MALLOCZERO( slist->list, (max_size+1) * sizeof(x264_frame_t*) );
 813     if( x264_pthread_mutex_init( &slist->mutex, NULL ) ||
 814         x264_pthread_cond_init( &slist->cv_fill, NULL ) ||
 815         x264_pthread_cond_init( &slist->cv_empty, NULL ) )
 816         return -1;
 817     return 0;
 818 fail:
 819     return -1;
 820 }
 821
 822 void x264_sync_frame_list_delete( x264_sync_frame_list_t *slist )
 823 {
 824     x264_pthread_mutex_destroy( &slist->mutex );
 825     x264_pthread_cond_destroy( &slist->cv_fill );
 826     x264_pthread_cond_destroy( &slist->cv_empty );
 827     x264_frame_delete_list( slist->list );
 828 }
 829
 830 void x264_sync_frame_list_push( x264_sync_frame_list_t *slist, x264_frame_t *frame )
 831 {
 832     x264_pthread_mutex_lock( &slist->mutex );
 833     while( slist->i_size == slist->i_max_size )
 834         x264_pthread_cond_wait( &slist->cv_empty, &slist->mutex );
 835     slist->list[ slist->i_size++ ] = frame;
 836     x264_pthread_mutex_unlock( &slist->mutex );
 837     x264_pthread_cond_broadcast( &slist->cv_fill );
 838 }
 839
 840 x264_frame_t *x264_sync_frame_list_pop( x264_sync_frame_list_t *slist )
 841 {
 842     x264_frame_t *frame;
 843     x264_pthread_mutex_lock( &slist->mutex );
 844     while( !slist->i_size )
 845         x264_pthread_cond_wait( &slist->cv_fill, &slist->mutex );
 846     frame = slist->list[ --slist->i_size ];
 847     slist->list[ slist->i_size ] = NULL;
 848     x264_pthread_cond_broadcast( &slist->cv_empty );
 849     x264_pthread_mutex_unlock( &slist->mutex );
 850     return frame;
 851 }