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

   1 /*****************************************************************************
   2  * me.c: h264 encoder library (Motion Estimation)
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003-2008 x264 project
   5  *
   6  * Authors: Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
   7  *          Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   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
  25 #include "common/common.h"
  26 #include "macroblock.h"
  27 #include "me.h"
  28
  29 /* presets selected from good points on the speed-vs-quality curve of several test videos
  30  * subpel_iters[i_subpel_refine] = { refine_hpel, refine_qpel, me_hpel, me_qpel }
  31  * where me_* are the number of EPZS iterations run on all candidate block types,
  32  * and refine_* are run only on the winner.
  33  * the subme=8,9 values are much higher because any amount of satd search makes
  34  * up its time by reducing the number of qpel-rd iterations. */
  35 static const uint8_t subpel_iterations[][4] =
  36    {{0,0,0,0},
  37     {1,1,0,0},
  38     {0,1,1,0},
  39     {0,2,1,0},
  40     {0,2,1,1},
  41     {0,2,1,2},
  42     {0,0,2,2},
  43     {0,0,2,2},
  44     {0,0,4,10},
  45     {0,0,4,10},
  46     {0,0,4,10}};
  47
  48 /* (x-1)%6 */
  49 static const uint8_t mod6m1[8] = {5,0,1,2,3,4,5,0};
  50 /* radius 2 hexagon. repeated entries are to avoid having to compute mod6 every time. */
  51 static const int hex2[8][2] = {{-1,-2}, {-2,0}, {-1,2}, {1,2}, {2,0}, {1,-2}, {-1,-2}, {-2,0}};
  52 static const int square1[9][2] = {{0,0}, {0,-1}, {0,1}, {-1,0}, {1,0}, {-1,-1}, {-1,1}, {1,-1}, {1,1}};
  53
  54 static void refine_subpel( x264_t *h, x264_me_t *m, int hpel_iters, int qpel_iters, int *p_halfpel_thresh, int b_refine_qpel );
  55
  56 #define BITS_MVD( mx, my )\
  57     (p_cost_mvx[(mx)<<2] + p_cost_mvy[(my)<<2])
  58
  59 #define COST_MV( mx, my )\
  60 {\
  61     int cost = h->pixf.fpelcmp[i_pixel]( p_fenc, FENC_STRIDE,\
  62                    &p_fref_w[(my)*stride+(mx)], stride )\
  63              + BITS_MVD(mx,my);\
  64     COPY3_IF_LT( bcost, cost, bmx, mx, bmy, my );\
  65 }
  66
  67 #define COST_MV_HPEL( mx, my ) \
  68 { \
  69     int stride2 = 16; \
  70     uint8_t *src = h->mc.get_ref( pix, &stride2, m->p_fref, stride, mx, my, bw, bh, &m->weight[0] ); \
  71     int cost = h->pixf.fpelcmp[i_pixel]( p_fenc, FENC_STRIDE, src, stride2 ) \
  72              + p_cost_mvx[ mx ] + p_cost_mvy[ my ]; \
  73     COPY3_IF_LT( bpred_cost, cost, bpred_mx, mx, bpred_my, my ); \
  74 }
  75
  76 #define COST_MV_X3_DIR( m0x, m0y, m1x, m1y, m2x, m2y, costs )\
  77 {\
  78     uint8_t *pix_base = p_fref_w + bmx + bmy*stride;\
  79     h->pixf.fpelcmp_x3[i_pixel]( p_fenc,\
  80         pix_base + (m0x) + (m0y)*stride,\
  81         pix_base + (m1x) + (m1y)*stride,\
  82         pix_base + (m2x) + (m2y)*stride,\
  83         stride, costs );\
  84     (costs)[0] += BITS_MVD( bmx+(m0x), bmy+(m0y) );\
  85     (costs)[1] += BITS_MVD( bmx+(m1x), bmy+(m1y) );\
  86     (costs)[2] += BITS_MVD( bmx+(m2x), bmy+(m2y) );\
  87 }
  88
  89 #define COST_MV_X4_DIR( m0x, m0y, m1x, m1y, m2x, m2y, m3x, m3y, costs )\
  90 {\
  91     uint8_t *pix_base = p_fref_w + bmx + bmy*stride;\
  92     h->pixf.fpelcmp_x4[i_pixel]( p_fenc,\
  93         pix_base + (m0x) + (m0y)*stride,\
  94         pix_base + (m1x) + (m1y)*stride,\
  95         pix_base + (m2x) + (m2y)*stride,\
  96         pix_base + (m3x) + (m3y)*stride,\
  97         stride, costs );\
  98     (costs)[0] += BITS_MVD( bmx+(m0x), bmy+(m0y) );\
  99     (costs)[1] += BITS_MVD( bmx+(m1x), bmy+(m1y) );\
 100     (costs)[2] += BITS_MVD( bmx+(m2x), bmy+(m2y) );\
 101     (costs)[3] += BITS_MVD( bmx+(m3x), bmy+(m3y) );\
 102 }
 103
 104 #define COST_MV_X4( m0x, m0y, m1x, m1y, m2x, m2y, m3x, m3y )\
 105 {\
 106     uint8_t *pix_base = p_fref_w + omx + omy*stride;\
 107     h->pixf.fpelcmp_x4[i_pixel]( p_fenc,\
 108         pix_base + (m0x) + (m0y)*stride,\
 109         pix_base + (m1x) + (m1y)*stride,\
 110         pix_base + (m2x) + (m2y)*stride,\
 111         pix_base + (m3x) + (m3y)*stride,\
 112         stride, costs );\
 113     costs[0] += BITS_MVD( omx+(m0x), omy+(m0y) );\
 114     costs[1] += BITS_MVD( omx+(m1x), omy+(m1y) );\
 115     costs[2] += BITS_MVD( omx+(m2x), omy+(m2y) );\
 116     costs[3] += BITS_MVD( omx+(m3x), omy+(m3y) );\
 117     COPY3_IF_LT( bcost, costs[0], bmx, omx+(m0x), bmy, omy+(m0y) );\
 118     COPY3_IF_LT( bcost, costs[1], bmx, omx+(m1x), bmy, omy+(m1y) );\
 119     COPY3_IF_LT( bcost, costs[2], bmx, omx+(m2x), bmy, omy+(m2y) );\
 120     COPY3_IF_LT( bcost, costs[3], bmx, omx+(m3x), bmy, omy+(m3y) );\
 121 }
 122
 123 #define COST_MV_X3_ABS( m0x, m0y, m1x, m1y, m2x, m2y )\
 124 {\
 125     h->pixf.fpelcmp_x3[i_pixel]( p_fenc,\
 126         p_fref_w + (m0x) + (m0y)*stride,\
 127         p_fref_w + (m1x) + (m1y)*stride,\
 128         p_fref_w + (m2x) + (m2y)*stride,\
 129         stride, costs );\
 130     costs[0] += p_cost_mvx[(m0x)<<2]; /* no cost_mvy */\
 131     costs[1] += p_cost_mvx[(m1x)<<2];\
 132     costs[2] += p_cost_mvx[(m2x)<<2];\
 133     COPY3_IF_LT( bcost, costs[0], bmx, m0x, bmy, m0y );\
 134     COPY3_IF_LT( bcost, costs[1], bmx, m1x, bmy, m1y );\
 135     COPY3_IF_LT( bcost, costs[2], bmx, m2x, bmy, m2y );\
 136 }
 137
 138 /*  1  */
 139 /* 101 */
 140 /*  1  */
 141 #define DIA1_ITER( mx, my )\
 142 {\
 143     omx = mx; omy = my;\
 144     COST_MV_X4( 0,-1, 0,1, -1,0, 1,0 );\
 145 }
 146
 147 #define CROSS( start, x_max, y_max )\
 148 {\
 149     int i = start;\
 150     if( (x_max) <= X264_MIN(mv_x_max-omx, omx-mv_x_min) )\
 151         for( ; i < (x_max)-2; i+=4 )\
 152             COST_MV_X4( i,0, -i,0, i+2,0, -i-2,0 );\
 153     for( ; i < (x_max); i+=2 )\
 154     {\
 155         if( omx+i <= mv_x_max )\
 156             COST_MV( omx+i, omy );\
 157         if( omx-i >= mv_x_min )\
 158             COST_MV( omx-i, omy );\
 159     }\
 160     i = start;\
 161     if( (y_max) <= X264_MIN(mv_y_max-omy, omy-mv_y_min) )\
 162         for( ; i < (y_max)-2; i+=4 )\
 163             COST_MV_X4( 0,i, 0,-i, 0,i+2, 0,-i-2 );\
 164     for( ; i < (y_max); i+=2 )\
 165     {\
 166         if( omy+i <= mv_y_max )\
 167             COST_MV( omx, omy+i );\
 168         if( omy-i >= mv_y_min )\
 169             COST_MV( omx, omy-i );\
 170     }\
 171 }
 172
 173 void x264_me_search_ref( x264_t *h, x264_me_t *m, int16_t (*mvc)[2], int i_mvc, int *p_halfpel_thresh )
 174 {
 175     const int bw = x264_pixel_size[m->i_pixel].w;
 176     const int bh = x264_pixel_size[m->i_pixel].h;
 177     const int i_pixel = m->i_pixel;
 178     const int stride = m->i_stride[0];
 179     int i_me_range = h->param.analyse.i_me_range;
 180     int bmx, bmy, bcost;
 181     int bpred_mx = 0, bpred_my = 0, bpred_cost = COST_MAX;
 182     int omx, omy, pmx, pmy;
 183     uint8_t *p_fenc = m->p_fenc[0];
 184     uint8_t *p_fref_w = m->p_fref_w;
 185     ALIGNED_ARRAY_16( uint8_t, pix,[16*16] );
 186
 187     int costs[16];
 188
 189     int mv_x_min = h->mb.mv_min_fpel[0];
 190     int mv_y_min = h->mb.mv_min_fpel[1];
 191     int mv_x_max = h->mb.mv_max_fpel[0];
 192     int mv_y_max = h->mb.mv_max_fpel[1];
 193     int mv_x_min_qpel = mv_x_min << 2;
 194     int mv_y_min_qpel = mv_y_min << 2;
 195     int mv_x_max_qpel = mv_x_max << 2;
 196     int mv_y_max_qpel = mv_y_max << 2;
 197 /* Special version of pack to allow shortcuts in CHECK_MVRANGE */
 198 #define pack16to32_mask2(mx,my) ((mx<<16)|(my&0x7FFF))
 199     uint32_t mv_min = pack16to32_mask2( -mv_x_min, -mv_y_min );
 200     uint32_t mv_max = pack16to32_mask2( mv_x_max, mv_y_max )|0x8000;
 201
 202 #define CHECK_MVRANGE(mx,my) (!(((pack16to32_mask2(mx,my) + mv_min) | (mv_max - pack16to32_mask2(mx,my))) & 0x80004000))
 203
 204     const uint16_t *p_cost_mvx = m->p_cost_mv - m->mvp[0];
 205     const uint16_t *p_cost_mvy = m->p_cost_mv - m->mvp[1];
 206
 207     bmx = x264_clip3( m->mvp[0], mv_x_min_qpel, mv_x_max_qpel );
 208     bmy = x264_clip3( m->mvp[1], mv_y_min_qpel, mv_y_max_qpel );
 209     pmx = ( bmx + 2 ) >> 2;
 210     pmy = ( bmy + 2 ) >> 2;
 211     bcost = COST_MAX;
 212
 213     /* try extra predictors if provided */
 214     if( h->mb.i_subpel_refine >= 3 )
 215     {
 216         uint32_t bmv = pack16to32_mask(bmx,bmy);
 217         if( i_mvc )
 218             COST_MV_HPEL( bmx, bmy );
 219         for( int i = 0; i < i_mvc; i++ )
 220         {
 221             if( M32( mvc[i] ) && (bmv - M32( mvc[i] )) )
 222             {
 223                 int mx = x264_clip3( mvc[i][0], mv_x_min_qpel, mv_x_max_qpel );
 224                 int my = x264_clip3( mvc[i][1], mv_y_min_qpel, mv_y_max_qpel );
 225                 COST_MV_HPEL( mx, my );
 226             }
 227         }
 228         bmx = ( bpred_mx + 2 ) >> 2;
 229         bmy = ( bpred_my + 2 ) >> 2;
 230         COST_MV( bmx, bmy );
 231     }
 232     else
 233     {
 234         /* check the MVP */
 235         COST_MV( pmx, pmy );
 236         /* Because we are rounding the predicted motion vector to fullpel, there will be
 237          * an extra MV cost in 15 out of 16 cases.  However, when the predicted MV is
 238          * chosen as the best predictor, it is often the case that the subpel search will
 239          * result in a vector at or next to the predicted motion vector.  Therefore, it is
 240          * sensible to remove the cost of the MV from the rounded MVP to avoid unfairly
 241          * biasing against use of the predicted motion vector. */
 242         bcost -= BITS_MVD( pmx, pmy );
 243         for( int i = 0; i < i_mvc; i++ )
 244         {
 245             int mx = (mvc[i][0] + 2) >> 2;
 246             int my = (mvc[i][1] + 2) >> 2;
 247             if( (mx | my) && ((mx-bmx) | (my-bmy)) )
 248             {
 249                 mx = x264_clip3( mx, mv_x_min, mv_x_max );
 250                 my = x264_clip3( my, mv_y_min, mv_y_max );
 251                 COST_MV( mx, my );
 252             }
 253         }
 254     }
 255     COST_MV( 0, 0 );
 256
 257     switch( h->mb.i_me_method )
 258     {
 259         case X264_ME_DIA:
 260         {
 261             /* diamond search, radius 1 */
 262             bcost <<= 4;
 263             int i = 0;
 264             do
 265             {
 266                 COST_MV_X4_DIR( 0,-1, 0,1, -1,0, 1,0, costs );
 267                 COPY1_IF_LT( bcost, (costs[0]<<4)+1 );
 268                 COPY1_IF_LT( bcost, (costs[1]<<4)+3 );
 269                 COPY1_IF_LT( bcost, (costs[2]<<4)+4 );
 270                 COPY1_IF_LT( bcost, (costs[3]<<4)+12 );
 271                 if( !(bcost&15) )
 272                     break;
 273                 bmx -= (bcost<<28)>>30;
 274                 bmy -= (bcost<<30)>>30;
 275                 bcost &= ~15;
 276                 if( !CHECK_MVRANGE(bmx, bmy) )
 277                     break;
 278             } while( ++i < i_me_range );
 279             bcost >>= 4;
 280             break;
 281         }
 282
 283         case X264_ME_HEX:
 284             {
 285     me_hex2:
 286             /* hexagon search, radius 2 */
 287     #if 0
 288             for( int i = 0; i < i_me_range/2; i++ )
 289             {
 290                 omx = bmx; omy = bmy;
 291                 COST_MV( omx-2, omy   );
 292                 COST_MV( omx-1, omy+2 );
 293                 COST_MV( omx+1, omy+2 );
 294                 COST_MV( omx+2, omy   );
 295                 COST_MV( omx+1, omy-2 );
 296                 COST_MV( omx-1, omy-2 );
 297                 if( bmx == omx && bmy == omy )
 298                     break;
 299                 if( !CHECK_MVRANGE(bmx, bmy) )
 300                     break;
 301             }
 302     #else
 303             /* equivalent to the above, but eliminates duplicate candidates */
 304
 305             /* hexagon */
 306             COST_MV_X3_DIR( -2,0, -1, 2,  1, 2, costs   );
 307             COST_MV_X3_DIR(  2,0,  1,-2, -1,-2, costs+3 );
 308             bcost <<= 3;
 309             COPY1_IF_LT( bcost, (costs[0]<<3)+2 );
 310             COPY1_IF_LT( bcost, (costs[1]<<3)+3 );
 311             COPY1_IF_LT( bcost, (costs[2]<<3)+4 );
 312             COPY1_IF_LT( bcost, (costs[3]<<3)+5 );
 313             COPY1_IF_LT( bcost, (costs[4]<<3)+6 );
 314             COPY1_IF_LT( bcost, (costs[5]<<3)+7 );
 315
 316             if( bcost&7 )
 317             {
 318                 int dir = (bcost&7)-2;
 319                 bmx += hex2[dir+1][0];
 320                 bmy += hex2[dir+1][1];
 321
 322                 /* half hexagon, not overlapping the previous iteration */
 323                 for( int i = 1; i < i_me_range>>1 && CHECK_MVRANGE(bmx, bmy); i++ )
 324                 {
 325                     COST_MV_X3_DIR( hex2[dir+0][0], hex2[dir+0][1],
 326                                     hex2[dir+1][0], hex2[dir+1][1],
 327                                     hex2[dir+2][0], hex2[dir+2][1],
 328                                     costs );
 329                     bcost &= ~7;
 330                     COPY1_IF_LT( bcost, (costs[0]<<3)+1 );
 331                     COPY1_IF_LT( bcost, (costs[1]<<3)+2 );
 332                     COPY1_IF_LT( bcost, (costs[2]<<3)+3 );
 333                     if( !(bcost&7) )
 334                         break;
 335                     dir += (bcost&7)-2;
 336                     dir = mod6m1[dir+1];
 337                     bmx += hex2[dir+1][0];
 338                     bmy += hex2[dir+1][1];
 339                 }
 340             }
 341             bcost >>= 3;
 342     #endif
 343             /* square refine */
 344             int dir = 0;
 345             COST_MV_X4_DIR(  0,-1,  0,1, -1,0, 1,0, costs );
 346             COPY2_IF_LT( bcost, costs[0], dir, 1 );
 347             COPY2_IF_LT( bcost, costs[1], dir, 2 );
 348             COPY2_IF_LT( bcost, costs[2], dir, 3 );
 349             COPY2_IF_LT( bcost, costs[3], dir, 4 );
 350             COST_MV_X4_DIR( -1,-1, -1,1, 1,-1, 1,1, costs );
 351             COPY2_IF_LT( bcost, costs[0], dir, 5 );
 352             COPY2_IF_LT( bcost, costs[1], dir, 6 );
 353             COPY2_IF_LT( bcost, costs[2], dir, 7 );
 354             COPY2_IF_LT( bcost, costs[3], dir, 8 );
 355             bmx += square1[dir][0];
 356             bmy += square1[dir][1];
 357             break;
 358         }
 359
 360         case X264_ME_UMH:
 361         {
 362             /* Uneven-cross Multi-Hexagon-grid Search
 363              * as in JM, except with different early termination */
 364
 365             static const int x264_pixel_size_shift[7] = { 0, 1, 1, 2, 3, 3, 4 };
 366
 367             int ucost1, ucost2;
 368             int cross_start = 1;
 369
 370             /* refine predictors */
 371             ucost1 = bcost;
 372             DIA1_ITER( pmx, pmy );
 373             if( pmx | pmy )
 374                 DIA1_ITER( 0, 0 );
 375
 376             if( i_pixel == PIXEL_4x4 )
 377                 goto me_hex2;
 378
 379             ucost2 = bcost;
 380             if( (bmx | bmy) && ((bmx-pmx) | (bmy-pmy)) )
 381                 DIA1_ITER( bmx, bmy );
 382             if( bcost == ucost2 )
 383                 cross_start = 3;
 384             omx = bmx; omy = bmy;
 385
 386             /* early termination */
 387 #define SAD_THRESH(v) ( bcost < ( v >> x264_pixel_size_shift[i_pixel] ) )
 388             if( bcost == ucost2 && SAD_THRESH(2000) )
 389             {
 390                 COST_MV_X4( 0,-2, -1,-1, 1,-1, -2,0 );
 391                 COST_MV_X4( 2, 0, -1, 1, 1, 1,  0,2 );
 392                 if( bcost == ucost1 && SAD_THRESH(500) )
 393                     break;
 394                 if( bcost == ucost2 )
 395                 {
 396                     int range = (i_me_range>>1) | 1;
 397                     CROSS( 3, range, range );
 398                     COST_MV_X4( -1,-2, 1,-2, -2,-1, 2,-1 );
 399                     COST_MV_X4( -2, 1, 2, 1, -1, 2, 1, 2 );
 400                     if( bcost == ucost2 )
 401                         break;
 402                     cross_start = range + 2;
 403                 }
 404             }
 405
 406             /* adaptive search range */
 407             if( i_mvc )
 408             {
 409                 /* range multipliers based on casual inspection of some statistics of
 410                  * average distance between current predictor and final mv found by ESA.
 411                  * these have not been tuned much by actual encoding. */
 412                 static const int range_mul[4][4] =
 413                 {
 414                     { 3, 3, 4, 4 },
 415                     { 3, 4, 4, 4 },
 416                     { 4, 4, 4, 5 },
 417                     { 4, 4, 5, 6 },
 418                 };
 419                 int mvd;
 420                 int sad_ctx, mvd_ctx;
 421                 int denom = 1;
 422
 423                 if( i_mvc == 1 )
 424                 {
 425                     if( i_pixel == PIXEL_16x16 )
 426                         /* mvc is probably the same as mvp, so the difference isn't meaningful.
 427                          * but prediction usually isn't too bad, so just use medium range */
 428                         mvd = 25;
 429                     else
 430                         mvd = abs( m->mvp[0] - mvc[0][0] )
 431                             + abs( m->mvp[1] - mvc[0][1] );
 432                 }
 433                 else
 434                 {
 435                     /* calculate the degree of agreement between predictors. */
 436                     /* in 16x16, mvc includes all the neighbors used to make mvp,
 437                      * so don't count mvp separately. */
 438                     denom = i_mvc - 1;
 439                     mvd = 0;
 440                     if( i_pixel != PIXEL_16x16 )
 441                     {
 442                         mvd = abs( m->mvp[0] - mvc[0][0] )
 443                             + abs( m->mvp[1] - mvc[0][1] );
 444                         denom++;
 445                     }
 446                     mvd += x264_predictor_difference( mvc, i_mvc );
 447                 }
 448
 449                 sad_ctx = SAD_THRESH(1000) ? 0
 450                         : SAD_THRESH(2000) ? 1
 451                         : SAD_THRESH(4000) ? 2 : 3;
 452                 mvd_ctx = mvd < 10*denom ? 0
 453                         : mvd < 20*denom ? 1
 454                         : mvd < 40*denom ? 2 : 3;
 455
 456                 i_me_range = i_me_range * range_mul[mvd_ctx][sad_ctx] / 4;
 457             }
 458
 459             /* FIXME if the above DIA2/OCT2/CROSS found a new mv, it has not updated omx/omy.
 460              * we are still centered on the same place as the DIA2. is this desirable? */
 461             CROSS( cross_start, i_me_range, i_me_range>>1 );
 462
 463             COST_MV_X4( -2,-2, -2,2, 2,-2, 2,2 );
 464
 465             /* hexagon grid */
 466             omx = bmx; omy = bmy;
 467             const uint16_t *p_cost_omvx = p_cost_mvx + omx*4;
 468             const uint16_t *p_cost_omvy = p_cost_mvy + omy*4;
 469             int i = 1;
 470             do
 471             {
 472                 static const int hex4[16][2] = {
 473                     { 0,-4}, { 0, 4}, {-2,-3}, { 2,-3},
 474                     {-4,-2}, { 4,-2}, {-4,-1}, { 4,-1},
 475                     {-4, 0}, { 4, 0}, {-4, 1}, { 4, 1},
 476                     {-4, 2}, { 4, 2}, {-2, 3}, { 2, 3},
 477                 };
 478
 479                 if( 4*i > X264_MIN4( mv_x_max-omx, omx-mv_x_min,
 480                                      mv_y_max-omy, omy-mv_y_min ) )
 481                 {
 482                     for( int j = 0; j < 16; j++ )
 483                     {
 484                         int mx = omx + hex4[j][0]*i;
 485                         int my = omy + hex4[j][1]*i;
 486                         if( CHECK_MVRANGE(mx, my) )
 487                             COST_MV( mx, my );
 488                     }
 489                 }
 490                 else
 491                 {
 492                     int dir = 0;
 493                     uint8_t *pix_base = p_fref_w + omx + (omy-4*i)*stride;
 494                     int dy = i*stride;
 495 #define SADS(k,x0,y0,x1,y1,x2,y2,x3,y3)\
 496                     h->pixf.fpelcmp_x4[i_pixel]( p_fenc,\
 497                             pix_base x0*i+(y0-2*k+4)*dy,\
 498                             pix_base x1*i+(y1-2*k+4)*dy,\
 499                             pix_base x2*i+(y2-2*k+4)*dy,\
 500                             pix_base x3*i+(y3-2*k+4)*dy,\
 501                             stride, costs+4*k );\
 502                     pix_base += 2*dy;
 503 #define ADD_MVCOST(k,x,y) costs[k] += p_cost_omvx[x*4*i] + p_cost_omvy[y*4*i]
 504 #define MIN_MV(k,x,y)     COPY2_IF_LT( bcost, costs[k], dir, x*16+(y&15) )
 505                     SADS( 0, +0,-4, +0,+4, -2,-3, +2,-3 );
 506                     SADS( 1, -4,-2, +4,-2, -4,-1, +4,-1 );
 507                     SADS( 2, -4,+0, +4,+0, -4,+1, +4,+1 );
 508                     SADS( 3, -4,+2, +4,+2, -2,+3, +2,+3 );
 509                     ADD_MVCOST(  0, 0,-4 );
 510                     ADD_MVCOST(  1, 0, 4 );
 511                     ADD_MVCOST(  2,-2,-3 );
 512                     ADD_MVCOST(  3, 2,-3 );
 513                     ADD_MVCOST(  4,-4,-2 );
 514                     ADD_MVCOST(  5, 4,-2 );
 515                     ADD_MVCOST(  6,-4,-1 );
 516                     ADD_MVCOST(  7, 4,-1 );
 517                     ADD_MVCOST(  8,-4, 0 );
 518                     ADD_MVCOST(  9, 4, 0 );
 519                     ADD_MVCOST( 10,-4, 1 );
 520                     ADD_MVCOST( 11, 4, 1 );
 521                     ADD_MVCOST( 12,-4, 2 );
 522                     ADD_MVCOST( 13, 4, 2 );
 523                     ADD_MVCOST( 14,-2, 3 );
 524                     ADD_MVCOST( 15, 2, 3 );
 525                     MIN_MV(  0, 0,-4 );
 526                     MIN_MV(  1, 0, 4 );
 527                     MIN_MV(  2,-2,-3 );
 528                     MIN_MV(  3, 2,-3 );
 529                     MIN_MV(  4,-4,-2 );
 530                     MIN_MV(  5, 4,-2 );
 531                     MIN_MV(  6,-4,-1 );
 532                     MIN_MV(  7, 4,-1 );
 533                     MIN_MV(  8,-4, 0 );
 534                     MIN_MV(  9, 4, 0 );
 535                     MIN_MV( 10,-4, 1 );
 536                     MIN_MV( 11, 4, 1 );
 537                     MIN_MV( 12,-4, 2 );
 538                     MIN_MV( 13, 4, 2 );
 539                     MIN_MV( 14,-2, 3 );
 540                     MIN_MV( 15, 2, 3 );
 541 #undef SADS
 542 #undef ADD_MVCOST
 543 #undef MIN_MV
 544                     if(dir)
 545                     {
 546                         bmx = omx + i*(dir>>4);
 547                         bmy = omy + i*((dir<<28)>>28);
 548                     }
 549                 }
 550             } while( ++i <= i_me_range>>2 );
 551             if( bmy <= mv_y_max && bmy >= mv_y_min && bmx <= mv_x_max && bmx >= mv_x_min )
 552                 goto me_hex2;
 553             break;
 554         }
 555
 556         case X264_ME_ESA:
 557         case X264_ME_TESA:
 558         {
 559             const int min_x = X264_MAX( bmx - i_me_range, mv_x_min );
 560             const int min_y = X264_MAX( bmy - i_me_range, mv_y_min );
 561             const int max_x = X264_MIN( bmx + i_me_range, mv_x_max );
 562             const int max_y = X264_MIN( bmy + i_me_range, mv_y_max );
 563             /* SEA is fastest in multiples of 4 */
 564             const int width = (max_x - min_x + 3) & ~3;
 565 #if 0
 566             /* plain old exhaustive search */
 567             for( int my = min_y; my <= max_y; my++ )
 568                 for( int mx = min_x; mx <= max_x; mx++ )
 569                     COST_MV( mx, my );
 570 #else
 571             /* successive elimination by comparing DC before a full SAD,
 572              * because sum(abs(diff)) >= abs(diff(sum)). */
 573             uint16_t *sums_base = m->integral;
 574             /* due to a GCC bug on some platforms (win32?), zero[] may not actually be aligned.
 575              * this is not a problem because it is not used for any SSE instructions. */
 576             ALIGNED_16( static uint8_t zero[8*FENC_STRIDE] );
 577             ALIGNED_ARRAY_16( int, enc_dc,[4] );
 578             int sad_size = i_pixel <= PIXEL_8x8 ? PIXEL_8x8 : PIXEL_4x4;
 579             int delta = x264_pixel_size[sad_size].w;
 580             int16_t *xs = h->scratch_buffer;
 581             int xn;
 582             uint16_t *cost_fpel_mvx = h->cost_mv_fpel[x264_lambda_tab[h->mb.i_qp]][-m->mvp[0]&3] + (-m->mvp[0]>>2);
 583
 584             h->pixf.sad_x4[sad_size]( zero, p_fenc, p_fenc+delta,
 585                 p_fenc+delta*FENC_STRIDE, p_fenc+delta+delta*FENC_STRIDE,
 586                 FENC_STRIDE, enc_dc );
 587             if( delta == 4 )
 588                 sums_base += stride * (h->fenc->i_lines[0] + PADV*2);
 589             if( i_pixel == PIXEL_16x16 || i_pixel == PIXEL_8x16 || i_pixel == PIXEL_4x8 )
 590                 delta *= stride;
 591             if( i_pixel == PIXEL_8x16 || i_pixel == PIXEL_4x8 )
 592                 enc_dc[1] = enc_dc[2];
 593
 594             if( h->mb.i_me_method == X264_ME_TESA )
 595             {
 596                 // ADS threshold, then SAD threshold, then keep the best few SADs, then SATD
 597                 mvsad_t *mvsads = (mvsad_t *)(xs + ((width+15)&~15));
 598                 int nmvsad = 0, limit;
 599                 int sad_thresh = i_me_range <= 16 ? 10 : i_me_range <= 24 ? 11 : 12;
 600                 int bsad = h->pixf.sad[i_pixel]( p_fenc, FENC_STRIDE, p_fref_w+bmy*stride+bmx, stride )
 601                          + BITS_MVD( bmx, bmy );
 602                 for( int my = min_y; my <= max_y; my++ )
 603                 {
 604                     int i;
 605                     int ycost = p_cost_mvy[my<<2];
 606                     if( bsad <= ycost )
 607                         continue;
 608                     bsad -= ycost;
 609                     xn = h->pixf.ads[i_pixel]( enc_dc, sums_base + min_x + my * stride, delta,
 610                                                cost_fpel_mvx+min_x, xs, width, bsad*17/16 );
 611                     for( i = 0; i < xn-2; i += 3 )
 612                     {
 613                         uint8_t *ref = p_fref_w+min_x+my*stride;
 614                         int sads[3];
 615                         h->pixf.sad_x3[i_pixel]( p_fenc, ref+xs[i], ref+xs[i+1], ref+xs[i+2], stride, sads );
 616                         for( int j = 0; j < 3; j++ )
 617                         {
 618                             int sad = sads[j] + cost_fpel_mvx[xs[i+j]];
 619                             if( sad < bsad*sad_thresh>>3 )
 620                             {
 621                                 COPY1_IF_LT( bsad, sad );
 622                                 mvsads[nmvsad].sad = sad + ycost;
 623                                 mvsads[nmvsad].mv[0] = min_x+xs[i+j];
 624                                 mvsads[nmvsad].mv[1] = my;
 625                                 nmvsad++;
 626                             }
 627                         }
 628                     }
 629                     for( ; i < xn; i++ )
 630                     {
 631                         int mx = min_x+xs[i];
 632                         int sad = h->pixf.sad[i_pixel]( p_fenc, FENC_STRIDE, p_fref_w+mx+my*stride, stride )
 633                                 + cost_fpel_mvx[xs[i]];
 634                         if( sad < bsad*sad_thresh>>3 )
 635                         {
 636                             COPY1_IF_LT( bsad, sad );
 637                             mvsads[nmvsad].sad = sad + ycost;
 638                             mvsads[nmvsad].mv[0] = mx;
 639                             mvsads[nmvsad].mv[1] = my;
 640                             nmvsad++;
 641                         }
 642                     }
 643                     bsad += ycost;
 644                 }
 645
 646                 limit = i_me_range / 2;
 647                 sad_thresh = bsad*sad_thresh>>3;
 648                 while( nmvsad > limit*2 && sad_thresh > bsad )
 649                 {
 650                     int i;
 651                     // halve the range if the domain is too large... eh, close enough
 652                     sad_thresh = (sad_thresh + bsad) >> 1;
 653                     for( i = 0; i < nmvsad && mvsads[i].sad <= sad_thresh; i++ );
 654                     for( int j = i; j < nmvsad; j++ )
 655                     {
 656                         uint32_t sad;
 657                         if( WORD_SIZE == 8 && sizeof(mvsad_t) == 8 )
 658                         {
 659                             uint64_t mvsad = M64( &mvsads[i] ) = M64( &mvsads[j] );
 660 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
 661                             mvsad >>= 32;
 662 #endif
 663                             sad = mvsad;
 664                         }
 665                         else
 666                         {
 667                             sad = mvsads[j].sad;
 668                             CP32( mvsads[i].mv, mvsads[j].mv );
 669                             mvsads[i].sad = sad;
 670                         }
 671                         i += (sad - (sad_thresh+1)) >> 31;
 672                     }
 673                     nmvsad = i;
 674                 }
 675                 while( nmvsad > limit )
 676                 {
 677                     int bi = 0;
 678                     for( int i = 1; i < nmvsad; i++ )
 679                         if( mvsads[i].sad > mvsads[bi].sad )
 680                             bi = i;
 681                     nmvsad--;
 682                     if( sizeof( mvsad_t ) == sizeof( uint64_t ) )
 683                         CP64( &mvsads[bi], &mvsads[nmvsad] );
 684                     else
 685                         mvsads[bi] = mvsads[nmvsad];
 686                 }
 687                 for( int i = 0; i < nmvsad; i++ )
 688                     COST_MV( mvsads[i].mv[0], mvsads[i].mv[1] );
 689             }
 690             else
 691             {
 692                 // just ADS and SAD
 693                 for( int my = min_y; my <= max_y; my++ )
 694                 {
 695                     int i;
 696                     int ycost = p_cost_mvy[my<<2];
 697                     if( bcost <= ycost )
 698                         continue;
 699                     bcost -= ycost;
 700                     xn = h->pixf.ads[i_pixel]( enc_dc, sums_base + min_x + my * stride, delta,
 701                                                cost_fpel_mvx+min_x, xs, width, bcost );
 702                     for( i = 0; i < xn-2; i += 3 )
 703                         COST_MV_X3_ABS( min_x+xs[i],my, min_x+xs[i+1],my, min_x+xs[i+2],my );
 704                     bcost += ycost;
 705                     for( ; i < xn; i++ )
 706                         COST_MV( min_x+xs[i], my );
 707                 }
 708             }
 709 #endif
 710         }
 711         break;
 712     }
 713
 714     /* -> qpel mv */
 715     if( bpred_cost < bcost )
 716     {
 717         m->mv[0] = bpred_mx;
 718         m->mv[1] = bpred_my;
 719         m->cost = bpred_cost;
 720     }
 721     else
 722     {
 723         m->mv[0] = bmx << 2;
 724         m->mv[1] = bmy << 2;
 725         m->cost = bcost;
 726     }
 727
 728     /* compute the real cost */
 729     m->cost_mv = p_cost_mvx[ m->mv[0] ] + p_cost_mvy[ m->mv[1] ];
 730     if( bmx == pmx && bmy == pmy && h->mb.i_subpel_refine < 3 )
 731         m->cost += m->cost_mv;
 732
 733     /* subpel refine */
 734     if( h->mb.i_subpel_refine >= 2 )
 735     {
 736         int hpel = subpel_iterations[h->mb.i_subpel_refine][2];
 737         int qpel = subpel_iterations[h->mb.i_subpel_refine][3];
 738         refine_subpel( h, m, hpel, qpel, p_halfpel_thresh, 0 );
 739     }
 740 }
 741 #undef COST_MV
 742
 743 void x264_me_refine_qpel( x264_t *h, x264_me_t *m )
 744 {
 745     int hpel = subpel_iterations[h->mb.i_subpel_refine][0];
 746     int qpel = subpel_iterations[h->mb.i_subpel_refine][1];
 747
 748     if( m->i_pixel <= PIXEL_8x8 )
 749         m->cost -= m->i_ref_cost;
 750
 751     refine_subpel( h, m, hpel, qpel, NULL, 1 );
 752 }
 753
 754 void x264_me_refine_qpel_refdupe( x264_t *h, x264_me_t *m, int *p_halfpel_thresh )
 755 {
 756     refine_subpel( h, m, 0, X264_MIN( 2, subpel_iterations[h->mb.i_subpel_refine][3] ), p_halfpel_thresh, 0 );
 757 }
 758
 759 #define COST_MV_SAD( mx, my ) \
 760 { \
 761     int stride = 16; \
 762     uint8_t *src = h->mc.get_ref( pix[0], &stride, m->p_fref, m->i_stride[0], mx, my, bw, bh, &m->weight[0] ); \
 763     int cost = h->pixf.fpelcmp[i_pixel]( m->p_fenc[0], FENC_STRIDE, src, stride ) \
 764              + p_cost_mvx[ mx ] + p_cost_mvy[ my ]; \
 765     COPY3_IF_LT( bcost, cost, bmx, mx, bmy, my ); \
 766 }
 767
 768 #define COST_MV_SATD( mx, my, dir ) \
 769 if( b_refine_qpel || (dir^1) != odir ) \
 770 { \
 771     int stride = 16; \
 772     uint8_t *src = h->mc.get_ref( pix[0], &stride, m->p_fref, m->i_stride[0], mx, my, bw, bh, &m->weight[0] ); \
 773     int cost = h->pixf.mbcmp_unaligned[i_pixel]( m->p_fenc[0], FENC_STRIDE, src, stride ) \
 774              + p_cost_mvx[ mx ] + p_cost_mvy[ my ]; \
 775     if( b_chroma_me && cost < bcost ) \
 776     { \
 777         h->mc.mc_chroma( pix[0], 8, m->p_fref[4], m->i_stride[1], mx, my + mvy_offset, bw/2, bh/2 ); \
 778         if( m->weight[1].weightfn ) \
 779             m->weight[1].weightfn[x264_pixel_size[i_pixel].w>>3]( pix[0], 8, pix[0], 8, \
 780                                                                   &m->weight[1], x264_pixel_size[i_pixel].h>>1 ); \
 781         cost += h->pixf.mbcmp[i_pixel+3]( m->p_fenc[1], FENC_STRIDE, pix[0], 8 ); \
 782         if( cost < bcost ) \
 783         { \
 784             h->mc.mc_chroma( pix[0], 8, m->p_fref[5], m->i_stride[1], mx, my + mvy_offset, bw/2, bh/2 ); \
 785             if( m->weight[2].weightfn ) \
 786                 m->weight[2].weightfn[x264_pixel_size[i_pixel].w>>3]( pix[0], 8, pix[0], 8, \
 787                                                                       &m->weight[2], x264_pixel_size[i_pixel].h>>1 ); \
 788             cost += h->pixf.mbcmp[i_pixel+3]( m->p_fenc[2], FENC_STRIDE, pix[0], 8 ); \
 789         } \
 790     } \
 791     if( cost < bcost ) \
 792     {                  \
 793         bcost = cost;  \
 794         bmx = mx;      \
 795         bmy = my;      \
 796         bdir = dir;    \
 797     } \
 798 }
 799
 800 static void refine_subpel( x264_t *h, x264_me_t *m, int hpel_iters, int qpel_iters, int *p_halfpel_thresh, int b_refine_qpel )
 801 {
 802     const int bw = x264_pixel_size[m->i_pixel].w;
 803     const int bh = x264_pixel_size[m->i_pixel].h;
 804     const uint16_t *p_cost_mvx = m->p_cost_mv - m->mvp[0];
 805     const uint16_t *p_cost_mvy = m->p_cost_mv - m->mvp[1];
 806     const int i_pixel = m->i_pixel;
 807     const int b_chroma_me = h->mb.b_chroma_me && i_pixel <= PIXEL_8x8;
 808     const int mvy_offset = h->mb.b_interlaced & m->i_ref ? (h->mb.i_mb_y & 1)*4 - 2 : 0;
 809
 810     ALIGNED_ARRAY_16( uint8_t, pix,[2],[32*18] );   // really 17x17, but round up for alignment
 811
 812     int bmx = m->mv[0];
 813     int bmy = m->mv[1];
 814     int bcost = m->cost;
 815     int odir = -1, bdir;
 816
 817     /* try the subpel component of the predicted mv */
 818     if( hpel_iters && h->mb.i_subpel_refine < 3 )
 819     {
 820         int mx = x264_clip3( m->mvp[0], h->mb.mv_min_spel[0]+2, h->mb.mv_max_spel[0]-2 );
 821         int my = x264_clip3( m->mvp[1], h->mb.mv_min_spel[1]+2, h->mb.mv_max_spel[1]-2 );
 822         if( (mx-bmx)|(my-bmy) )
 823             COST_MV_SAD( mx, my );
 824     }
 825
 826     /* halfpel diamond search */
 827     for( int i = hpel_iters; i > 0; i-- )
 828     {
 829         int omx = bmx, omy = bmy;
 830         int costs[4];
 831         int stride = 32; // candidates are either all hpel or all qpel, so one stride is enough
 832         uint8_t *src0, *src1, *src2, *src3;
 833         src0 = h->mc.get_ref( pix[0], &stride, m->p_fref, m->i_stride[0], omx, omy-2, bw, bh+1, &m->weight[0] );
 834         src2 = h->mc.get_ref( pix[1], &stride, m->p_fref, m->i_stride[0], omx-2, omy, bw+4, bh, &m->weight[0] );
 835         src1 = src0 + stride;
 836         src3 = src2 + 1;
 837         h->pixf.fpelcmp_x4[i_pixel]( m->p_fenc[0], src0, src1, src2, src3, stride, costs );
 838         COPY2_IF_LT( bcost, costs[0] + p_cost_mvx[omx  ] + p_cost_mvy[omy-2], bmy, omy-2 );
 839         COPY2_IF_LT( bcost, costs[1] + p_cost_mvx[omx  ] + p_cost_mvy[omy+2], bmy, omy+2 );
 840         COPY3_IF_LT( bcost, costs[2] + p_cost_mvx[omx-2] + p_cost_mvy[omy  ], bmx, omx-2, bmy, omy );
 841         COPY3_IF_LT( bcost, costs[3] + p_cost_mvx[omx+2] + p_cost_mvy[omy  ], bmx, omx+2, bmy, omy );
 842         if( (bmx == omx) & (bmy == omy) )
 843             break;
 844     }
 845
 846     if( !b_refine_qpel )
 847     {
 848         bcost = COST_MAX;
 849         COST_MV_SATD( bmx, bmy, -1 );
 850     }
 851
 852     /* early termination when examining multiple reference frames */
 853     if( p_halfpel_thresh )
 854     {
 855         if( (bcost*7)>>3 > *p_halfpel_thresh )
 856         {
 857             m->cost = bcost;
 858             m->mv[0] = bmx;
 859             m->mv[1] = bmy;
 860             // don't need cost_mv
 861             return;
 862         }
 863         else if( bcost < *p_halfpel_thresh )
 864             *p_halfpel_thresh = bcost;
 865     }
 866
 867     /* quarterpel diamond search */
 868     bdir = -1;
 869     for( int i = qpel_iters; i > 0; i-- )
 870     {
 871         if( bmy <= h->mb.mv_min_spel[1] || bmy >= h->mb.mv_max_spel[1] || bmx <= h->mb.mv_min_spel[0] || bmx >= h->mb.mv_max_spel[0] )
 872             break;
 873         odir = bdir;
 874         int omx = bmx, omy = bmy;
 875         COST_MV_SATD( omx, omy - 1, 0 );
 876         COST_MV_SATD( omx, omy + 1, 1 );
 877         COST_MV_SATD( omx - 1, omy, 2 );
 878         COST_MV_SATD( omx + 1, omy, 3 );
 879         if( bmx == omx && bmy == omy )
 880             break;
 881     }
 882
 883     m->cost = bcost;
 884     m->mv[0] = bmx;
 885     m->mv[1] = bmy;
 886     m->cost_mv = p_cost_mvx[ bmx ] + p_cost_mvy[ bmy ];
 887 }
 888
 889 #define BIME_CACHE( dx, dy, list ) \
 890 { \
 891     x264_me_t *m = m##list;\
 892     int i = 4 + 3*dx + dy; \
 893     int mvx = bm##list##x+dx;\
 894     int mvy = bm##list##y+dy;\
 895     stride[list][i] = bw;\
 896     src[list][i] = h->mc.get_ref( pixy_buf[list][i], &stride[list][i], m->p_fref, m->i_stride[0], mvx, mvy, bw, bh, weight_none ); \
 897     if( rd )\
 898     {\
 899         h->mc.mc_chroma( pixu_buf[list][i], 8, m->p_fref[4], m->i_stride[1], mvx, mvy + mv##list##y_offset, bw>>1, bh>>1 );\
 900         h->mc.mc_chroma( pixv_buf[list][i], 8, m->p_fref[5], m->i_stride[1], mvx, mvy + mv##list##y_offset, bw>>1, bh>>1 );\
 901     }\
 902 }
 903
 904 #define SATD_THRESH 17/16
 905
 906 /* Don't unroll the BIME_CACHE loop. I couldn't find any way to force this
 907  * other than making its iteration count not a compile-time constant. */
 908 int x264_iter_kludge = 0;
 909
 910 static void ALWAYS_INLINE x264_me_refine_bidir( x264_t *h, x264_me_t *m0, x264_me_t *m1, int i_weight, int i8, int i_lambda2, int rd )
 911 {
 912     int16_t *cache0_mv = h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[i8*4]];
 913     int16_t *cache1_mv = h->mb.cache.mv[1][x264_scan8[i8*4]];
 914     const int i_pixel = m0->i_pixel;
 915     const int bw = x264_pixel_size[i_pixel].w;
 916     const int bh = x264_pixel_size[i_pixel].h;
 917     ALIGNED_ARRAY_16( uint8_t, pixy_buf,[2],[9][16*16] );
 918     ALIGNED_ARRAY_8( uint8_t, pixu_buf,[2],[9][8*8] );
 919     ALIGNED_ARRAY_8( uint8_t, pixv_buf,[2],[9][8*8] );
 920     uint8_t *src[2][9];
 921     uint8_t *pix  = &h->mb.pic.p_fdec[0][(i8>>1)*8*FDEC_STRIDE+(i8&1)*8];
 922     uint8_t *pixu = &h->mb.pic.p_fdec[1][(i8>>1)*4*FDEC_STRIDE+(i8&1)*4];
 923     uint8_t *pixv = &h->mb.pic.p_fdec[2][(i8>>1)*4*FDEC_STRIDE+(i8&1)*4];
 924     const int ref0 = h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[i8*4]];
 925     const int ref1 = h->mb.cache.ref[1][x264_scan8[i8*4]];
 926     const int mv0y_offset = h->mb.b_interlaced & ref0 ? (h->mb.i_mb_y & 1)*4 - 2 : 0;
 927     const int mv1y_offset = h->mb.b_interlaced & ref1 ? (h->mb.i_mb_y & 1)*4 - 2 : 0;
 928     int stride[2][9];
 929     int bm0x = m0->mv[0];
 930     int bm0y = m0->mv[1];
 931     int bm1x = m1->mv[0];
 932     int bm1y = m1->mv[1];
 933     int bcost = COST_MAX;
 934     int mc_list0 = 1, mc_list1 = 1;
 935     uint64_t bcostrd = COST_MAX64;
 936     uint16_t amvd;
 937     /* each byte of visited represents 8 possible m1y positions, so a 4D array isn't needed */
 938     ALIGNED_ARRAY_16( uint8_t, visited,[8],[8][8] );
 939     /* all permutations of an offset in up to 2 of the dimensions */
 940     static const int8_t dia4d[33][4] =
 941     {
 942         {0,0,0,0},
 943         {0,0,0,1}, {0,0,0,-1}, {0,0,1,0}, {0,0,-1,0},
 944         {0,1,0,0}, {0,-1,0,0}, {1,0,0,0}, {-1,0,0,0},
 945         {0,0,1,1}, {0,0,-1,-1},{0,1,1,0}, {0,-1,-1,0},
 946         {1,1,0,0}, {-1,-1,0,0},{1,0,0,1}, {-1,0,0,-1},
 947         {0,1,0,1}, {0,-1,0,-1},{1,0,1,0}, {-1,0,-1,0},
 948         {0,0,-1,1},{0,0,1,-1}, {0,-1,1,0},{0,1,-1,0},
 949         {-1,1,0,0},{1,-1,0,0}, {1,0,0,-1},{-1,0,0,1},
 950         {0,-1,0,1},{0,1,0,-1}, {-1,0,1,0},{1,0,-1,0},
 951     };
 952
 953     if( bm0y < h->mb.mv_min_spel[1] + 8 || bm1y < h->mb.mv_min_spel[1] + 8 ||
 954         bm0y > h->mb.mv_max_spel[1] - 8 || bm1y > h->mb.mv_max_spel[1] - 8 ||
 955         bm0x < h->mb.mv_min_spel[0] + 8 || bm1x < h->mb.mv_min_spel[0] + 8 ||
 956         bm0x > h->mb.mv_max_spel[0] - 8 || bm1x > h->mb.mv_max_spel[0] - 8 )
 957         return;
 958
 959     if( rd && m0->i_pixel != PIXEL_16x16 && i8 != 0 )
 960     {
 961         x264_mb_predict_mv( h, 0, i8<<2, bw>>2, m0->mvp );
 962         x264_mb_predict_mv( h, 1, i8<<2, bw>>2, m1->mvp );
 963     }
 964
 965     const uint16_t *p_cost_m0x = m0->p_cost_mv - m0->mvp[0];
 966     const uint16_t *p_cost_m0y = m0->p_cost_mv - m0->mvp[1];
 967     const uint16_t *p_cost_m1x = m1->p_cost_mv - m1->mvp[0];
 968     const uint16_t *p_cost_m1y = m1->p_cost_mv - m1->mvp[1];
 969
 970     h->mc.memzero_aligned( visited, sizeof(uint8_t[8][8][8]) );
 971
 972     for( int pass = 0; pass < 8; pass++ )
 973     {
 974         int bestj = 0;
 975         /* check all mv pairs that differ in at most 2 components from the current mvs. */
 976         /* doesn't do chroma ME. this probably doesn't matter, as the gains
 977          * from bidir ME are the same with and without chroma ME. */
 978
 979         if( mc_list0 )
 980             for( int j = x264_iter_kludge; j < 9; j++ )
 981                 BIME_CACHE( square1[j][0], square1[j][1], 0 );
 982
 983         if( mc_list1 )
 984             for( int j = x264_iter_kludge; j < 9; j++ )
 985                 BIME_CACHE( square1[j][0], square1[j][1], 1 );
 986
 987         for( int j = !!pass; j < 33; j++ )
 988         {
 989             int m0x = dia4d[j][0] + bm0x;
 990             int m0y = dia4d[j][1] + bm0y;
 991             int m1x = dia4d[j][2] + bm1x;
 992             int m1y = dia4d[j][3] + bm1y;
 993             if( !pass || !((visited[(m0x)&7][(m0y)&7][(m1x)&7] & (1<<((m1y)&7)))) )
 994             {
 995                 int i0 = 4 + 3*dia4d[j][0] + dia4d[j][1];
 996                 int i1 = 4 + 3*dia4d[j][2] + dia4d[j][3];
 997                 visited[(m0x)&7][(m0y)&7][(m1x)&7] |= (1<<((m1y)&7));
 998                 h->mc.avg[i_pixel]( pix, FDEC_STRIDE, src[0][i0], stride[0][i0], src[1][i1], stride[1][i1], i_weight );
 999                 int cost = h->pixf.mbcmp[i_pixel]( m0->p_fenc[0], FENC_STRIDE, pix, FDEC_STRIDE )
1000                          + p_cost_m0x[m0x] + p_cost_m0y[m0y] + p_cost_m1x[m1x] + p_cost_m1y[m1y];
1001                 if( rd )
1002                 {
1003                     if( cost < bcost * SATD_THRESH )
1004                     {
1005                         bcost = X264_MIN( cost, bcost );
1006                         M32( cache0_mv ) = pack16to32_mask(m0x,m0y);
1007                         M32( cache1_mv ) = pack16to32_mask(m1x,m1y);
1008                         h->mc.avg[i_pixel+3]( pixu, FDEC_STRIDE, pixu_buf[0][i0], 8, pixu_buf[1][i1], 8, i_weight );
1009                         h->mc.avg[i_pixel+3]( pixv, FDEC_STRIDE, pixv_buf[0][i0], 8, pixv_buf[1][i1], 8, i_weight );
1010                         uint64_t costrd = x264_rd_cost_part( h, i_lambda2, i8*4, m0->i_pixel );
1011                         COPY2_IF_LT( bcostrd, costrd, bestj, j );
1012                     }
1013                 }
1014                 else
1015                     COPY2_IF_LT( bcost, cost, bestj, j );
1016             }
1017         }
1018
1019         if( !bestj )
1020             break;
1021
1022         bm0x += dia4d[bestj][0];
1023         bm0y += dia4d[bestj][1];
1024         bm1x += dia4d[bestj][2];
1025         bm1y += dia4d[bestj][3];
1026
1027         mc_list0 = M16( &dia4d[bestj][0] );
1028         mc_list1 = M16( &dia4d[bestj][2] );
1029     }
1030
1031     if( rd )
1032     {
1033         x264_macroblock_cache_mv ( h, (i8&1)*2, (i8>>1)*2, bw>>2, bh>>2, 0, pack16to32_mask(bm0x, bm0y) );
1034         amvd = pack8to16( X264_MIN(abs(bm0x - m0->mvp[0]),33), X264_MIN(abs(bm0y - m0->mvp[1]),33) );
1035         x264_macroblock_cache_mvd( h, (i8&1)*2, (i8>>1)*2, bw>>2, bh>>2, 0, amvd );
1036
1037         x264_macroblock_cache_mv ( h, (i8&1)*2, (i8>>1)*2, bw>>2, bh>>2, 1, pack16to32_mask(bm1x, bm1y) );
1038         amvd = pack8to16( X264_MIN(abs(bm1x - m1->mvp[0]),33), X264_MIN(abs(bm1y - m1->mvp[1]),33) );
1039         x264_macroblock_cache_mvd( h, (i8&1)*2, (i8>>1)*2, bw>>2, bh>>2, 1, amvd );
1040     }
1041
1042     m0->mv[0] = bm0x;
1043     m0->mv[1] = bm0y;
1044     m1->mv[0] = bm1x;
1045     m1->mv[1] = bm1y;
1046 }
1047
1048 void x264_me_refine_bidir_satd( x264_t *h, x264_me_t *m0, x264_me_t *m1, int i_weight )
1049 {
1050     x264_me_refine_bidir( h, m0, m1, i_weight, 0, 0, 0 );
1051 }
1052
1053 void x264_me_refine_bidir_rd( x264_t *h, x264_me_t *m0, x264_me_t *m1, int i_weight, int i8, int i_lambda2 )
1054 {
1055     /* Motion compensation is done as part of bidir_rd; don't repeat
1056      * it in encoding. */
1057     h->mb.b_skip_mc = 1;
1058     x264_me_refine_bidir( h, m0, m1, i_weight, i8, i_lambda2, 1 );
1059     h->mb.b_skip_mc = 0;
1060 }
1061
1062 #undef COST_MV_SATD
1063 #define COST_MV_SATD( mx, my, dst, avoid_mvp ) \
1064 { \
1065     if( !avoid_mvp || !(mx == pmx && my == pmy) ) \
1066     { \
1067         h->mc.mc_luma( pix, FDEC_STRIDE, m->p_fref, m->i_stride[0], mx, my, bw, bh, &m->weight[0] ); \
1068         dst = h->pixf.mbcmp[i_pixel]( m->p_fenc[0], FENC_STRIDE, pix, FDEC_STRIDE ) \
1069             + p_cost_mvx[mx] + p_cost_mvy[my]; \
1070         COPY1_IF_LT( bsatd, dst ); \
1071     } \
1072     else \
1073         dst = COST_MAX; \
1074 }
1075
1076 #define COST_MV_RD( mx, my, satd, do_dir, mdir ) \
1077 { \
1078     if( satd <= bsatd * SATD_THRESH ) \
1079     { \
1080         uint64_t cost; \
1081         M32( cache_mv ) = pack16to32_mask(mx,my); \
1082         if( m->i_pixel <= PIXEL_8x8 )\
1083         {\
1084             h->mc.mc_chroma( pixu, FDEC_STRIDE, m->p_fref[4], m->i_stride[1], mx, my + mvy_offset, bw>>1, bh>>1 );\
1085             h->mc.mc_chroma( pixv, FDEC_STRIDE, m->p_fref[5], m->i_stride[1], mx, my + mvy_offset, bw>>1, bh>>1 );\
1086         }\
1087         cost = x264_rd_cost_part( h, i_lambda2, i4, m->i_pixel ); \
1088         COPY4_IF_LT( bcost, cost, bmx, mx, bmy, my, dir, do_dir?mdir:dir ); \
1089     } \
1090 }
1091
1092 void x264_me_refine_qpel_rd( x264_t *h, x264_me_t *m, int i_lambda2, int i4, int i_list )
1093 {
1094     int16_t *cache_mv = h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[i4]];
1095     const uint16_t *p_cost_mvx, *p_cost_mvy;
1096     const int bw = x264_pixel_size[m->i_pixel].w;
1097     const int bh = x264_pixel_size[m->i_pixel].h;
1098     const int i_pixel = m->i_pixel;
1099     const int mvy_offset = h->mb.b_interlaced & m->i_ref ? (h->mb.i_mb_y & 1)*4 - 2 : 0;
1100
1101     uint64_t bcost = COST_MAX64;
1102     int bmx = m->mv[0];
1103     int bmy = m->mv[1];
1104     int omx, omy, pmx, pmy;
1105     unsigned bsatd;
1106     int satd;
1107     int dir = -2;
1108     int i8 = i4>>2;
1109     uint16_t amvd;
1110
1111     uint8_t *pix  = &h->mb.pic.p_fdec[0][block_idx_xy_fdec[i4]];
1112     uint8_t *pixu = &h->mb.pic.p_fdec[1][(i8>>1)*4*FDEC_STRIDE+(i8&1)*4];
1113     uint8_t *pixv = &h->mb.pic.p_fdec[2][(i8>>1)*4*FDEC_STRIDE+(i8&1)*4];
1114
1115     h->mb.b_skip_mc = 1;
1116
1117     if( m->i_pixel != PIXEL_16x16 && i4 != 0 )
1118         x264_mb_predict_mv( h, i_list, i4, bw>>2, m->mvp );
1119     pmx = m->mvp[0];
1120     pmy = m->mvp[1];
1121     p_cost_mvx = m->p_cost_mv - pmx;
1122     p_cost_mvy = m->p_cost_mv - pmy;
1123     COST_MV_SATD( bmx, bmy, bsatd, 0 );
1124     if( m->i_pixel != PIXEL_16x16 )
1125         COST_MV_RD( bmx, bmy, 0, 0, 0 )
1126     else
1127         bcost = m->cost;
1128
1129     /* check the predicted mv */
1130     if( (bmx != pmx || bmy != pmy)
1131         && pmx >= h->mb.mv_min_spel[0] && pmx <= h->mb.mv_max_spel[0]
1132         && pmy >= h->mb.mv_min_spel[1] && pmy <= h->mb.mv_max_spel[1] )
1133     {
1134         COST_MV_SATD( pmx, pmy, satd, 0 );
1135         COST_MV_RD  ( pmx, pmy, satd, 0, 0 );
1136         /* The hex motion search is guaranteed to not repeat the center candidate,
1137          * so if pmv is chosen, set the "MV to avoid checking" to bmv instead. */
1138         if( bmx == pmx && bmy == pmy )
1139         {
1140             pmx = m->mv[0];
1141             pmy = m->mv[1];
1142         }
1143     }
1144
1145     if( bmy < h->mb.mv_min_spel[1] + 3 || bmy > h->mb.mv_max_spel[1] - 3 ||
1146         bmx < h->mb.mv_min_spel[0] + 3 || bmx > h->mb.mv_max_spel[0] - 3 )
1147     {
1148         h->mb.b_skip_mc = 0;
1149         return;
1150     }
1151
1152     /* subpel hex search, same pattern as ME HEX. */
1153     dir = -2;
1154     omx = bmx;
1155     omy = bmy;
1156     for( int j = 0; j < 6; j++ )
1157     {
1158         COST_MV_SATD( omx + hex2[j+1][0], omy + hex2[j+1][1], satd, 1 );
1159         COST_MV_RD  ( omx + hex2[j+1][0], omy + hex2[j+1][1], satd, 1, j );
1160     }
1161
1162     if( dir != -2 )
1163     {
1164         /* half hexagon, not overlapping the previous iteration */
1165         for( int i = 1; i < 10; i++ )
1166         {
1167             const int odir = mod6m1[dir+1];
1168             if( bmy < h->mb.mv_min_spel[1] + 3 ||
1169                 bmy > h->mb.mv_max_spel[1] - 3 )
1170                 break;
1171             dir = -2;
1172             omx = bmx;
1173             omy = bmy;
1174             for( int j = 0; j < 3; j++ )
1175             {
1176                 COST_MV_SATD( omx + hex2[odir+j][0], omy + hex2[odir+j][1], satd, 1 );
1177                 COST_MV_RD  ( omx + hex2[odir+j][0], omy + hex2[odir+j][1], satd, 1, odir-1+j );
1178             }
1179             if( dir == -2 )
1180                 break;
1181         }
1182     }
1183
1184     /* square refine, same pattern as ME HEX. */
1185     omx = bmx;
1186     omy = bmy;
1187     for( int i = 0; i < 8; i++ )
1188     {
1189         COST_MV_SATD( omx + square1[i+1][0], omy + square1[i+1][1], satd, 1 );
1190         COST_MV_RD  ( omx + square1[i+1][0], omy + square1[i+1][1], satd, 0, 0 );
1191     }
1192
1193     m->cost = bcost;
1194     m->mv[0] = bmx;
1195     m->mv[1] = bmy;
1196     x264_macroblock_cache_mv ( h, block_idx_x[i4], block_idx_y[i4], bw>>2, bh>>2, i_list, pack16to32_mask(bmx, bmy) );
1197     amvd = pack8to16( X264_MIN(abs(bmx - m->mvp[0]),33), X264_MIN(abs(bmy - m->mvp[1]),33) );
1198     x264_macroblock_cache_mvd( h, block_idx_x[i4], block_idx_y[i4], bw>>2, bh>>2, i_list, amvd );
1199     h->mb.b_skip_mc = 0;
1200 }