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

   1 /*****************************************************************************
   2  * slicetype.c: lookahead analysis
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2005-2013 x264 project
   5  *
   6  * Authors: Fiona Glaser <fiona@x264.com>
   7  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
   8  *          Dylan Yudaken <dyudaken@gmail.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
  23  *
  24  * This program is also available under a commercial proprietary license.
  25  * For more information, contact us at licensing@x264.com.
  26  *****************************************************************************/
  27
  28 #include "common/common.h"
  29 #include "macroblock.h"
  30 #include "me.h"
  31
  32 // Indexed by pic_struct values
  33 static const uint8_t delta_tfi_divisor[10] = { 0, 2, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 6 };
  34
  35 static int x264_slicetype_frame_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
  36                                       x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
  37                                       int b_intra_penalty );
  38
  39 void x264_weights_analyse( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, x264_frame_t *ref, int b_lookahead );
  40
  41 #if HAVE_OPENCL
  42 int x264_opencl_lowres_init( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, int lambda );
  43 int x264_opencl_motionsearch( x264_t *h, x264_frame_t **frames, int b, int ref, int b_islist1, int lambda, const x264_weight_t *w );
  44 int x264_opencl_finalize_cost( x264_t *h, int lambda, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b, int dist_scale_factor );
  45 int x264_opencl_precalculate_frame_cost( x264_t *h, x264_frame_t **frames, int lambda, int p0, int p1, int b );
  46 void x264_opencl_flush( x264_t *h );
  47 void x264_opencl_slicetype_prep( x264_t *h, x264_frame_t **frames, int num_frames, int lambda );
  48 void x264_opencl_slicetype_end( x264_t *h );
  49 #endif
  50
  51 static void x264_lowres_context_init( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a )
  52 {
  53     a->i_qp = X264_LOOKAHEAD_QP;
  54     a->i_lambda = x264_lambda_tab[ a->i_qp ];
  55     x264_mb_analyse_load_costs( h, a );
  56     if( h->param.analyse.i_subpel_refine > 1 )
  57     {
  58         h->mb.i_me_method = X264_MIN( X264_ME_HEX, h->param.analyse.i_me_method );
  59         h->mb.i_subpel_refine = 4;
  60     }
  61     else
  62     {
  63         h->mb.i_me_method = X264_ME_DIA;
  64         h->mb.i_subpel_refine = 2;
  65     }
  66     h->mb.b_chroma_me = 0;
  67 }
  68
  69 /* makes a non-h264 weight (i.e. fix7), into an h264 weight */
  70 static void x264_weight_get_h264( int weight_nonh264, int offset, x264_weight_t *w )
  71 {
  72     w->i_offset = offset;
  73     w->i_denom = 7;
  74     w->i_scale = weight_nonh264;
  75     while( w->i_denom > 0 && (w->i_scale > 127) )
  76     {
  77         w->i_denom--;
  78         w->i_scale >>= 1;
  79     }
  80     w->i_scale = X264_MIN( w->i_scale, 127 );
  81 }
  82
  83 static NOINLINE pixel *x264_weight_cost_init_luma( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, x264_frame_t *ref, pixel *dest )
  84 {
  85     int ref0_distance = fenc->i_frame - ref->i_frame - 1;
  86     /* Note: this will never run during lookahead as weights_analyse is only called if no
  87      * motion search has been done. */
  88     if( fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][0][0] != 0x7FFF )
  89     {
  90         int i_stride = fenc->i_stride_lowres;
  91         int i_lines = fenc->i_lines_lowres;
  92         int i_width = fenc->i_width_lowres;
  93         int i_mb_xy = 0;
  94         pixel *p = dest;
  95
  96         for( int y = 0; y < i_lines; y += 8, p += i_stride*8 )
  97             for( int x = 0; x < i_width; x += 8, i_mb_xy++ )
  98             {
  99                 int mvx = fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][i_mb_xy][0];
 100                 int mvy = fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][i_mb_xy][1];
 101                 h->mc.mc_luma( p+x, i_stride, ref->lowres, i_stride,
 102                                mvx+(x<<2), mvy+(y<<2), 8, 8, x264_weight_none );
 103             }
 104         x264_emms();
 105         return dest;
 106     }
 107     x264_emms();
 108     return ref->lowres[0];
 109 }
 110
 111 /* How data is organized for 4:2:0/4:2:2 chroma weightp:
 112  * [U: ref] [U: fenc]
 113  * [V: ref] [V: fenc]
 114  * fenc = ref + offset
 115  * v = u + stride * chroma height */
 116
 117 static NOINLINE void x264_weight_cost_init_chroma( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, x264_frame_t *ref, pixel *dstu, pixel *dstv )
 118 {
 119     int ref0_distance = fenc->i_frame - ref->i_frame - 1;
 120     int i_stride = fenc->i_stride[1];
 121     int i_offset = i_stride / 2;
 122     int i_lines = fenc->i_lines[1];
 123     int i_width = fenc->i_width[1];
 124     int v_shift = CHROMA_V_SHIFT;
 125     int cw = 8*h->mb.i_mb_width;
 126     int ch = 16*h->mb.i_mb_height >> v_shift;
 127     int height = 16 >> v_shift;
 128
 129     if( fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][0][0] != 0x7FFF )
 130     {
 131         x264_frame_expand_border_chroma( h, ref, 1 );
 132         for( int y = 0, mb_xy = 0, pel_offset_y = 0; y < i_lines; y += height, pel_offset_y = y*i_stride )
 133             for( int x = 0, pel_offset_x = 0; x < i_width; x += 8, mb_xy++, pel_offset_x += 8 )
 134             {
 135                 pixel *pixu = dstu + pel_offset_y + pel_offset_x;
 136                 pixel *pixv = dstv + pel_offset_y + pel_offset_x;
 137                 pixel *src1 =  ref->plane[1] + pel_offset_y + pel_offset_x*2; /* NV12/NV16 */
 138                 int mvx = fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][mb_xy][0];
 139                 int mvy = fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][mb_xy][1];
 140                 h->mc.mc_chroma( pixu, pixv, i_stride, src1, i_stride, mvx, 2*mvy>>v_shift, 8, height );
 141             }
 142     }
 143     else
 144         h->mc.plane_copy_deinterleave( dstu, i_stride, dstv, i_stride, ref->plane[1], i_stride, cw, ch );
 145     h->mc.plane_copy_deinterleave( dstu+i_offset, i_stride, dstv+i_offset, i_stride, fenc->plane[1], i_stride, cw, ch );
 146     x264_emms();
 147 }
 148
 149 static NOINLINE pixel *x264_weight_cost_init_chroma444( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, x264_frame_t *ref, pixel *dst, int p )
 150 {
 151     int ref0_distance = fenc->i_frame - ref->i_frame - 1;
 152     int i_stride = fenc->i_stride[p];
 153     int i_lines = fenc->i_lines[p];
 154     int i_width = fenc->i_width[p];
 155
 156     if( fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][0][0] != 0x7FFF )
 157     {
 158         x264_frame_expand_border_chroma( h, ref, p );
 159         for( int y = 0, mb_xy = 0, pel_offset_y = 0; y < i_lines; y += 16, pel_offset_y = y*i_stride )
 160             for( int x = 0, pel_offset_x = 0; x < i_width; x += 16, mb_xy++, pel_offset_x += 16 )
 161             {
 162                 pixel *pix = dst + pel_offset_y + pel_offset_x;
 163                 pixel *src = ref->plane[p] + pel_offset_y + pel_offset_x;
 164                 int mvx = fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][mb_xy][0] / 2;
 165                 int mvy = fenc->lowres_mvs[0][ref0_distance][mb_xy][1] / 2;
 166                 /* We don't want to calculate hpels for fenc frames, so we round the motion
 167                  * vectors to fullpel here.  It's not too bad, I guess? */
 168                 h->mc.copy_16x16_unaligned( pix, i_stride, src+mvx+mvy*i_stride, i_stride, 16 );
 169             }
 170         x264_emms();
 171         return dst;
 172     }
 173     x264_emms();
 174     return ref->plane[p];
 175 }
 176
 177 static int x264_weight_slice_header_cost( x264_t *h, x264_weight_t *w, int b_chroma )
 178 {
 179     /* Add cost of weights in the slice header. */
 180     int lambda = x264_lambda_tab[X264_LOOKAHEAD_QP];
 181     /* 4 times higher, because chroma is analyzed at full resolution. */
 182     if( b_chroma )
 183         lambda *= 4;
 184     int numslices;
 185     if( h->param.i_slice_count )
 186         numslices = h->param.i_slice_count;
 187     else if( h->param.i_slice_max_mbs )
 188         numslices = (h->mb.i_mb_width * h->mb.i_mb_height + h->param.i_slice_max_mbs-1) / h->param.i_slice_max_mbs;
 189     else
 190         numslices = 1;
 191     /* FIXME: find a way to account for --slice-max-size?
 192      * Multiply by 2 as there will be a duplicate. 10 bits added as if there is a weighted frame, then an additional duplicate is used.
 193      * Cut denom cost in half if chroma, since it's shared between the two chroma planes. */
 194     int denom_cost = bs_size_ue( w[0].i_denom ) * (2 - b_chroma);
 195     return lambda * numslices * ( 10 + denom_cost + 2 * (bs_size_se( w[0].i_scale ) + bs_size_se( w[0].i_offset )) );
 196 }
 197
 198 static NOINLINE unsigned int x264_weight_cost_luma( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, pixel *src, x264_weight_t *w )
 199 {
 200     unsigned int cost = 0;
 201     int i_stride = fenc->i_stride_lowres;
 202     int i_lines = fenc->i_lines_lowres;
 203     int i_width = fenc->i_width_lowres;
 204     pixel *fenc_plane = fenc->lowres[0];
 205     ALIGNED_ARRAY_16( pixel, buf,[8*8] );
 206     int pixoff = 0;
 207     int i_mb = 0;
 208
 209     if( w )
 210     {
 211         for( int y = 0; y < i_lines; y += 8, pixoff = y*i_stride )
 212             for( int x = 0; x < i_width; x += 8, i_mb++, pixoff += 8)
 213             {
 214                 w->weightfn[8>>2]( buf, 8, &src[pixoff], i_stride, w, 8 );
 215                 int cmp = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( buf, 8, &fenc_plane[pixoff], i_stride );
 216                 cost += X264_MIN( cmp, fenc->i_intra_cost[i_mb] );
 217             }
 218         cost += x264_weight_slice_header_cost( h, w, 0 );
 219     }
 220     else
 221         for( int y = 0; y < i_lines; y += 8, pixoff = y*i_stride )
 222             for( int x = 0; x < i_width; x += 8, i_mb++, pixoff += 8 )
 223             {
 224                 int cmp = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( &src[pixoff], i_stride, &fenc_plane[pixoff], i_stride );
 225                 cost += X264_MIN( cmp, fenc->i_intra_cost[i_mb] );
 226             }
 227     x264_emms();
 228     return cost;
 229 }
 230
 231 static NOINLINE unsigned int x264_weight_cost_chroma( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, pixel *ref, x264_weight_t *w )
 232 {
 233     unsigned int cost = 0;
 234     int i_stride = fenc->i_stride[1];
 235     int i_lines = fenc->i_lines[1];
 236     int i_width = fenc->i_width[1];
 237     pixel *src = ref + (i_stride >> 1);
 238     ALIGNED_ARRAY_16( pixel, buf, [8*16] );
 239     int pixoff = 0;
 240     int height = 16 >> CHROMA_V_SHIFT;
 241     if( w )
 242     {
 243         for( int y = 0; y < i_lines; y += height, pixoff = y*i_stride )
 244             for( int x = 0; x < i_width; x += 8, pixoff += 8 )
 245             {
 246                 w->weightfn[8>>2]( buf, 8, &ref[pixoff], i_stride, w, height );
 247                 /* The naive and seemingly sensible algorithm is to use mbcmp as in luma.
 248                  * But testing shows that for chroma the DC coefficient is by far the most
 249                  * important part of the coding cost.  Thus a more useful chroma weight is
 250                  * obtained by comparing each block's DC coefficient instead of the actual
 251                  * pixels. */
 252                 cost += h->pixf.asd8( buf, 8, &src[pixoff], i_stride, height );
 253             }
 254         cost += x264_weight_slice_header_cost( h, w, 1 );
 255     }
 256     else
 257         for( int y = 0; y < i_lines; y += height, pixoff = y*i_stride )
 258             for( int x = 0; x < i_width; x += 8, pixoff += 8 )
 259                 cost += h->pixf.asd8( &ref[pixoff], i_stride, &src[pixoff], i_stride, height );
 260     x264_emms();
 261     return cost;
 262 }
 263
 264 static NOINLINE unsigned int x264_weight_cost_chroma444( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, pixel *ref, x264_weight_t *w, int p )
 265 {
 266     unsigned int cost = 0;
 267     int i_stride = fenc->i_stride[p];
 268     int i_lines = fenc->i_lines[p];
 269     int i_width = fenc->i_width[p];
 270     pixel *src = fenc->plane[p];
 271     ALIGNED_ARRAY_16( pixel, buf, [16*16] );
 272     int pixoff = 0;
 273     if( w )
 274     {
 275         for( int y = 0; y < i_lines; y += 16, pixoff = y*i_stride )
 276             for( int x = 0; x < i_width; x += 16, pixoff += 16 )
 277             {
 278                 w->weightfn[16>>2]( buf, 16, &ref[pixoff], i_stride, w, 16 );
 279                 cost += h->pixf.mbcmp[PIXEL_16x16]( buf, 16, &src[pixoff], i_stride );
 280             }
 281         cost += x264_weight_slice_header_cost( h, w, 1 );
 282     }
 283     else
 284         for( int y = 0; y < i_lines; y += 16, pixoff = y*i_stride )
 285             for( int x = 0; x < i_width; x += 16, pixoff += 16 )
 286                 cost += h->pixf.mbcmp[PIXEL_16x16]( &ref[pixoff], i_stride, &src[pixoff], i_stride );
 287     x264_emms();
 288     return cost;
 289 }
 290
 291 void x264_weights_analyse( x264_t *h, x264_frame_t *fenc, x264_frame_t *ref, int b_lookahead )
 292 {
 293     int i_delta_index = fenc->i_frame - ref->i_frame - 1;
 294     /* epsilon is chosen to require at least a numerator of 127 (with denominator = 128) */
 295     const float epsilon = 1.f/128.f;
 296     x264_weight_t *weights = fenc->weight[0];
 297     SET_WEIGHT( weights[0], 0, 1, 0, 0 );
 298     SET_WEIGHT( weights[1], 0, 1, 0, 0 );
 299     SET_WEIGHT( weights[2], 0, 1, 0, 0 );
 300     int chroma_initted = 0;
 301     float guess_scale[3];
 302     float fenc_mean[3];
 303     float ref_mean[3];
 304     for( int plane = 0; plane <= 2*!b_lookahead; plane++ )
 305     {
 306         float fenc_var = fenc->i_pixel_ssd[plane] + !ref->i_pixel_ssd[plane];
 307         float ref_var  =  ref->i_pixel_ssd[plane] + !ref->i_pixel_ssd[plane];
 308         guess_scale[plane] = sqrtf( fenc_var / ref_var );
 309         fenc_mean[plane] = (float)fenc->i_pixel_sum[plane] / (fenc->i_lines[!!plane] * fenc->i_width[!!plane]) / (1 << (BIT_DEPTH - 8));
 310         ref_mean[plane]  = (float) ref->i_pixel_sum[plane] / (fenc->i_lines[!!plane] * fenc->i_width[!!plane]) / (1 << (BIT_DEPTH - 8));
 311     }
 312
 313     int chroma_denom = 7;
 314     if( !b_lookahead )
 315     {
 316         /* make sure both our scale factors fit */
 317         while( chroma_denom > 0 )
 318         {
 319             float thresh = 127.f / (1<<chroma_denom);
 320             if( guess_scale[1] < thresh && guess_scale[2] < thresh )
 321                 break;
 322             chroma_denom--;
 323         }
 324     }
 325
 326     /* Don't check chroma in lookahead, or if there wasn't a luma weight. */
 327     for( int plane = 0; plane <= 2 && !( plane && ( !weights[0].weightfn || b_lookahead ) ); plane++ )
 328     {
 329         int minoff, minscale, mindenom;
 330         unsigned int minscore, origscore;
 331         int found;
 332
 333         //early termination
 334         if( fabsf( ref_mean[plane] - fenc_mean[plane] ) < 0.5f && fabsf( 1.f - guess_scale[plane] ) < epsilon )
 335         {
 336             SET_WEIGHT( weights[plane], 0, 1, 0, 0 );
 337             continue;
 338         }
 339
 340         if( plane )
 341         {
 342             weights[plane].i_denom = chroma_denom;
 343             weights[plane].i_scale = x264_clip3( round( guess_scale[plane] * (1<<chroma_denom) ), 0, 255 );
 344             if( weights[plane].i_scale > 127 )
 345             {
 346                 weights[1].weightfn = weights[2].weightfn = NULL;
 347                 break;
 348             }
 349         }
 350         else
 351             x264_weight_get_h264( round( guess_scale[plane] * 128 ), 0, &weights[plane] );
 352
 353         found = 0;
 354         mindenom = weights[plane].i_denom;
 355         minscale = weights[plane].i_scale;
 356         minoff = 0;
 357
 358         pixel *mcbuf;
 359         if( !plane )
 360         {
 361             if( !fenc->b_intra_calculated )
 362             {
 363                 x264_mb_analysis_t a;
 364                 x264_lowres_context_init( h, &a );
 365                 x264_slicetype_frame_cost( h, &a, &fenc, 0, 0, 0, 0 );
 366             }
 367             mcbuf = x264_weight_cost_init_luma( h, fenc, ref, h->mb.p_weight_buf[0] );
 368             origscore = minscore = x264_weight_cost_luma( h, fenc, mcbuf, NULL );
 369         }
 370         else
 371         {
 372             if( CHROMA444 )
 373             {
 374                 mcbuf = x264_weight_cost_init_chroma444( h, fenc, ref, h->mb.p_weight_buf[0], plane );
 375                 origscore = minscore = x264_weight_cost_chroma444( h, fenc, mcbuf, NULL, plane );
 376             }
 377             else
 378             {
 379                 pixel *dstu = h->mb.p_weight_buf[0];
 380                 pixel *dstv = h->mb.p_weight_buf[0]+fenc->i_stride[1]*fenc->i_lines[1];
 381                 if( !chroma_initted++ )
 382                     x264_weight_cost_init_chroma( h, fenc, ref, dstu, dstv );
 383                 mcbuf = plane == 1 ? dstu : dstv;
 384                 origscore = minscore = x264_weight_cost_chroma( h, fenc, mcbuf, NULL );
 385             }
 386         }
 387
 388         if( !minscore )
 389             continue;
 390
 391         /* Picked somewhat arbitrarily */
 392         static const uint8_t weight_check_distance[][2] =
 393         {
 394             {0,0},{0,0},{0,1},{0,1},
 395             {0,1},{0,1},{0,1},{1,1},
 396             {1,1},{2,1},{2,1},{4,2}
 397         };
 398         int scale_dist =  b_lookahead ? 0 : weight_check_distance[h->param.analyse.i_subpel_refine][0];
 399         int offset_dist = b_lookahead ? 0 : weight_check_distance[h->param.analyse.i_subpel_refine][1];
 400
 401         int start_scale  = x264_clip3( minscale - scale_dist, 0, 127 );
 402         int end_scale    = x264_clip3( minscale + scale_dist, 0, 127 );
 403         for( int i_scale = start_scale; i_scale <= end_scale; i_scale++ )
 404         {
 405             int cur_scale = i_scale;
 406             int cur_offset = fenc_mean[plane] - ref_mean[plane] * cur_scale / (1 << mindenom) + 0.5f * b_lookahead;
 407             if( cur_offset < - 128 || cur_offset > 127 )
 408             {
 409                 /* Rescale considering the constraints on cur_offset. We do it in this order
 410                  * because scale has a much wider range than offset (because of denom), so
 411                  * it should almost never need to be clamped. */
 412                 cur_offset = x264_clip3( cur_offset, -128, 127 );
 413                 cur_scale = (1 << mindenom) * (fenc_mean[plane] - cur_offset) / ref_mean[plane] + 0.5f;
 414                 cur_scale = x264_clip3( cur_scale, 0, 127 );
 415             }
 416             int start_offset = x264_clip3( cur_offset - offset_dist, -128, 127 );
 417             int end_offset   = x264_clip3( cur_offset + offset_dist, -128, 127 );
 418             for( int i_off = start_offset; i_off <= end_offset; i_off++ )
 419             {
 420                 SET_WEIGHT( weights[plane], 1, cur_scale, mindenom, i_off );
 421                 unsigned int s;
 422                 if( plane )
 423                 {
 424                     if( CHROMA444 )
 425                         s = x264_weight_cost_chroma444( h, fenc, mcbuf, &weights[plane], plane );
 426                     else
 427                         s = x264_weight_cost_chroma( h, fenc, mcbuf, &weights[plane] );
 428                 }
 429                 else
 430                     s = x264_weight_cost_luma( h, fenc, mcbuf, &weights[plane] );
 431                 COPY4_IF_LT( minscore, s, minscale, cur_scale, minoff, i_off, found, 1 );
 432
 433                 // Don't check any more offsets if the previous one had a lower cost than the current one
 434                 if( minoff == start_offset && i_off != start_offset )
 435                     break;
 436             }
 437         }
 438         x264_emms();
 439
 440         /* Use a smaller denominator if possible */
 441         if( !plane )
 442         {
 443             while( mindenom > 0 && !(minscale&1) )
 444             {
 445                 mindenom--;
 446                 minscale >>= 1;
 447             }
 448         }
 449
 450         /* FIXME: More analysis can be done here on SAD vs. SATD termination. */
 451         /* 0.2% termination derived experimentally to avoid weird weights in frames that are mostly intra. */
 452         if( !found || (minscale == 1 << mindenom && minoff == 0) || (float)minscore / origscore > 0.998f )
 453         {
 454             SET_WEIGHT( weights[plane], 0, 1, 0, 0 );
 455             continue;
 456         }
 457         else
 458             SET_WEIGHT( weights[plane], 1, minscale, mindenom, minoff );
 459
 460         if( h->param.analyse.i_weighted_pred == X264_WEIGHTP_FAKE && weights[0].weightfn && !plane )
 461             fenc->f_weighted_cost_delta[i_delta_index] = (float)minscore / origscore;
 462     }
 463
 464     /* Optimize and unify denominator */
 465     if( weights[1].weightfn || weights[2].weightfn )
 466     {
 467         int denom = weights[1].weightfn ? weights[1].i_denom : weights[2].i_denom;
 468         int both_weighted = weights[1].weightfn && weights[2].weightfn;
 469         /* If only one plane is weighted, the other has an implicit scale of 1<<denom.
 470          * With denom==7, this comes out to 128, which is invalid, so don't allow that. */
 471         while( (!both_weighted && denom==7) ||
 472                (denom > 0 && !(weights[1].weightfn && (weights[1].i_scale&1))
 473                          && !(weights[2].weightfn && (weights[2].i_scale&1))) )
 474         {
 475             denom--;
 476             for( int i = 1; i <= 2; i++ )
 477                 if( weights[i].weightfn )
 478                 {
 479                     weights[i].i_scale >>= 1;
 480                     weights[i].i_denom = denom;
 481                 }
 482         }
 483     }
 484     for( int i = 1; i <= 2; i++ )
 485         if( weights[i].weightfn )
 486             h->mc.weight_cache( h, &weights[i] );
 487
 488     if( weights[0].weightfn && b_lookahead )
 489     {
 490         //scale lowres in lookahead for slicetype_frame_cost
 491         pixel *src = ref->buffer_lowres[0];
 492         pixel *dst = h->mb.p_weight_buf[0];
 493         int width = ref->i_width_lowres + PADH*2;
 494         int height = ref->i_lines_lowres + PADV*2;
 495         x264_weight_scale_plane( h, dst, ref->i_stride_lowres, src, ref->i_stride_lowres,
 496                                  width, height, &weights[0] );
 497         fenc->weighted[0] = h->mb.p_weight_buf[0] + PADH + ref->i_stride_lowres * PADV;
 498     }
 499 }
 500
 501 /* Output buffers are separated by 128 bytes to avoid false sharing of cachelines
 502  * in multithreaded lookahead. */
 503 #define PAD_SIZE 32
 504 /* cost_est, cost_est_aq, intra_mbs, num rows */
 505 #define NUM_INTS 4
 506 #define COST_EST 0
 507 #define COST_EST_AQ 1
 508 #define INTRA_MBS 2
 509 #define NUM_ROWS 3
 510 #define ROW_SATD (NUM_INTS + (h->mb.i_mb_y - h->i_threadslice_start))
 511
 512 static void x264_slicetype_mb_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
 513                                     x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
 514                                     int dist_scale_factor, int do_search[2], const x264_weight_t *w,
 515                                     int *output_inter, int *output_intra )
 516 {
 517     x264_frame_t *fref0 = frames[p0];
 518     x264_frame_t *fref1 = frames[p1];
 519     x264_frame_t *fenc  = frames[b];
 520     const int b_bidir = (b < p1);
 521     const int i_mb_x = h->mb.i_mb_x;
 522     const int i_mb_y = h->mb.i_mb_y;
 523     const int i_mb_stride = h->mb.i_mb_width;
 524     const int i_mb_xy = i_mb_x + i_mb_y * i_mb_stride;
 525     const int i_stride = fenc->i_stride_lowres;
 526     const int i_pel_offset = 8 * (i_mb_x + i_mb_y * i_stride);
 527     const int i_bipred_weight = h->param.analyse.b_weighted_bipred ? 64 - (dist_scale_factor>>2) : 32;
 528     int16_t (*fenc_mvs[2])[2] = { &fenc->lowres_mvs[0][b-p0-1][i_mb_xy], &fenc->lowres_mvs[1][p1-b-1][i_mb_xy] };
 529     int (*fenc_costs[2]) = { &fenc->lowres_mv_costs[0][b-p0-1][i_mb_xy], &fenc->lowres_mv_costs[1][p1-b-1][i_mb_xy] };
 530     int b_frame_score_mb = (i_mb_x > 0 && i_mb_x < h->mb.i_mb_width - 1 &&
 531                             i_mb_y > 0 && i_mb_y < h->mb.i_mb_height - 1) ||
 532                             h->mb.i_mb_width <= 2 || h->mb.i_mb_height <= 2;
 533
 534     ALIGNED_ARRAY_16( pixel, pix1,[9*FDEC_STRIDE] );
 535     pixel *pix2 = pix1+8;
 536     x264_me_t m[2];
 537     int i_bcost = COST_MAX;
 538     int list_used = 0;
 539     /* A small, arbitrary bias to avoid VBV problems caused by zero-residual lookahead blocks. */
 540     int lowres_penalty = 4;
 541
 542     h->mb.pic.p_fenc[0] = h->mb.pic.fenc_buf;
 543     h->mc.copy[PIXEL_8x8]( h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE, &fenc->lowres[0][i_pel_offset], i_stride, 8 );
 544
 545     if( p0 == p1 )
 546         goto lowres_intra_mb;
 547
 548     // no need for h->mb.mv_min[]
 549     h->mb.mv_limit_fpel[0][0] = -8*h->mb.i_mb_x - 4;
 550     h->mb.mv_limit_fpel[1][0] = 8*( h->mb.i_mb_width - h->mb.i_mb_x - 1 ) + 4;
 551     h->mb.mv_min_spel[0] = 4*( h->mb.mv_limit_fpel[0][0] - 8 );
 552     h->mb.mv_max_spel[0] = 4*( h->mb.mv_limit_fpel[1][0] + 8 );
 553     if( h->mb.i_mb_x >= h->mb.i_mb_width - 2 )
 554     {
 555         h->mb.mv_limit_fpel[0][1] = -8*h->mb.i_mb_y - 4;
 556         h->mb.mv_limit_fpel[1][1] = 8*( h->mb.i_mb_height - h->mb.i_mb_y - 1 ) + 4;
 557         h->mb.mv_min_spel[1] = 4*( h->mb.mv_limit_fpel[0][1] - 8 );
 558         h->mb.mv_max_spel[1] = 4*( h->mb.mv_limit_fpel[1][1] + 8 );
 559     }
 560
 561 #define LOAD_HPELS_LUMA(dst, src) \
 562     { \
 563         (dst)[0] = &(src)[0][i_pel_offset]; \
 564         (dst)[1] = &(src)[1][i_pel_offset]; \
 565         (dst)[2] = &(src)[2][i_pel_offset]; \
 566         (dst)[3] = &(src)[3][i_pel_offset]; \
 567     }
 568 #define LOAD_WPELS_LUMA(dst,src) \
 569     (dst) = &(src)[i_pel_offset];
 570
 571 #define CLIP_MV( mv ) \
 572     { \
 573         mv[0] = x264_clip3( mv[0], h->mb.mv_min_spel[0], h->mb.mv_max_spel[0] ); \
 574         mv[1] = x264_clip3( mv[1], h->mb.mv_min_spel[1], h->mb.mv_max_spel[1] ); \
 575     }
 576 #define TRY_BIDIR( mv0, mv1, penalty ) \
 577     { \
 578         int i_cost; \
 579         if( h->param.analyse.i_subpel_refine <= 1 ) \
 580         { \
 581             int hpel_idx1 = (((mv0)[0]&2)>>1) + ((mv0)[1]&2); \
 582             int hpel_idx2 = (((mv1)[0]&2)>>1) + ((mv1)[1]&2); \
 583             pixel *src1 = m[0].p_fref[hpel_idx1] + ((mv0)[0]>>2) + ((mv0)[1]>>2) * m[0].i_stride[0]; \
 584             pixel *src2 = m[1].p_fref[hpel_idx2] + ((mv1)[0]>>2) + ((mv1)[1]>>2) * m[1].i_stride[0]; \
 585             h->mc.avg[PIXEL_8x8]( pix1, 16, src1, m[0].i_stride[0], src2, m[1].i_stride[0], i_bipred_weight ); \
 586         } \
 587         else \
 588         { \
 589             intptr_t stride1 = 16, stride2 = 16; \
 590             pixel *src1, *src2; \
 591             src1 = h->mc.get_ref( pix1, &stride1, m[0].p_fref, m[0].i_stride[0], \
 592                                   (mv0)[0], (mv0)[1], 8, 8, w ); \
 593             src2 = h->mc.get_ref( pix2, &stride2, m[1].p_fref, m[1].i_stride[0], \
 594                                   (mv1)[0], (mv1)[1], 8, 8, w ); \
 595             h->mc.avg[PIXEL_8x8]( pix1, 16, src1, stride1, src2, stride2, i_bipred_weight ); \
 596         } \
 597         i_cost = penalty * a->i_lambda + h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( \
 598                            m[0].p_fenc[0], FENC_STRIDE, pix1, 16 ); \
 599         COPY2_IF_LT( i_bcost, i_cost, list_used, 3 ); \
 600     }
 601
 602     m[0].i_pixel = PIXEL_8x8;
 603     m[0].p_cost_mv = a->p_cost_mv;
 604     m[0].i_stride[0] = i_stride;
 605     m[0].p_fenc[0] = h->mb.pic.p_fenc[0];
 606     m[0].weight = w;
 607     m[0].i_ref = 0;
 608     LOAD_HPELS_LUMA( m[0].p_fref, fref0->lowres );
 609     m[0].p_fref_w = m[0].p_fref[0];
 610     if( w[0].weightfn )
 611         LOAD_WPELS_LUMA( m[0].p_fref_w, fenc->weighted[0] );
 612
 613     if( b_bidir )
 614     {
 615         int16_t *mvr = fref1->lowres_mvs[0][p1-p0-1][i_mb_xy];
 616         ALIGNED_ARRAY_8( int16_t, dmv,[2],[2] );
 617
 618         m[1].i_pixel = PIXEL_8x8;
 619         m[1].p_cost_mv = a->p_cost_mv;
 620         m[1].i_stride[0] = i_stride;
 621         m[1].p_fenc[0] = h->mb.pic.p_fenc[0];
 622         m[1].i_ref = 0;
 623         m[1].weight = x264_weight_none;
 624         LOAD_HPELS_LUMA( m[1].p_fref, fref1->lowres );
 625         m[1].p_fref_w = m[1].p_fref[0];
 626
 627         dmv[0][0] = ( mvr[0] * dist_scale_factor + 128 ) >> 8;
 628         dmv[0][1] = ( mvr[1] * dist_scale_factor + 128 ) >> 8;
 629         dmv[1][0] = dmv[0][0] - mvr[0];
 630         dmv[1][1] = dmv[0][1] - mvr[1];
 631         CLIP_MV( dmv[0] );
 632         CLIP_MV( dmv[1] );
 633         if( h->param.analyse.i_subpel_refine <= 1 )
 634             M64( dmv ) &= ~0x0001000100010001ULL; /* mv & ~1 */
 635
 636         TRY_BIDIR( dmv[0], dmv[1], 0 );
 637         if( M64( dmv ) )
 638         {
 639             int i_cost;
 640             h->mc.avg[PIXEL_8x8]( pix1, 16, m[0].p_fref[0], m[0].i_stride[0], m[1].p_fref[0], m[1].i_stride[0], i_bipred_weight );
 641             i_cost = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( m[0].p_fenc[0], FENC_STRIDE, pix1, 16 );
 642             COPY2_IF_LT( i_bcost, i_cost, list_used, 3 );
 643         }
 644     }
 645
 646     for( int l = 0; l < 1 + b_bidir; l++ )
 647     {
 648         if( do_search[l] )
 649         {
 650             int i_mvc = 0;
 651             int16_t (*fenc_mv)[2] = fenc_mvs[l];
 652             ALIGNED_4( int16_t mvc[4][2] );
 653
 654             /* Reverse-order MV prediction. */
 655             M32( mvc[0] ) = 0;
 656             M32( mvc[2] ) = 0;
 657 #define MVC(mv) { CP32( mvc[i_mvc], mv ); i_mvc++; }
 658             if( i_mb_x < h->mb.i_mb_width - 1 )
 659                 MVC( fenc_mv[1] );
 660             if( i_mb_y < h->i_threadslice_end - 1 )
 661             {
 662                 MVC( fenc_mv[i_mb_stride] );
 663                 if( i_mb_x > 0 )
 664                     MVC( fenc_mv[i_mb_stride-1] );
 665                 if( i_mb_x < h->mb.i_mb_width - 1 )
 666                     MVC( fenc_mv[i_mb_stride+1] );
 667             }
 668 #undef MVC
 669             if( i_mvc <= 1 )
 670                 CP32( m[l].mvp, mvc[0] );
 671             else
 672                 x264_median_mv( m[l].mvp, mvc[0], mvc[1], mvc[2] );
 673
 674             /* Fast skip for cases of near-zero residual.  Shortcut: don't bother except in the mv0 case,
 675              * since anything else is likely to have enough residual to not trigger the skip. */
 676             if( !M32( m[l].mvp ) )
 677             {
 678                 m[l].cost = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( m[l].p_fenc[0], FENC_STRIDE, m[l].p_fref[0], m[l].i_stride[0] );
 679                 if( m[l].cost < 64 )
 680                 {
 681                     M32( m[l].mv ) = 0;
 682                     goto skip_motionest;
 683                 }
 684             }
 685
 686             x264_me_search( h, &m[l], mvc, i_mvc );
 687             m[l].cost -= a->p_cost_mv[0]; // remove mvcost from skip mbs
 688             if( M32( m[l].mv ) )
 689                 m[l].cost += 5 * a->i_lambda;
 690
 691 skip_motionest:
 692             CP32( fenc_mvs[l], m[l].mv );
 693             *fenc_costs[l] = m[l].cost;
 694         }
 695         else
 696         {
 697             CP32( m[l].mv, fenc_mvs[l] );
 698             m[l].cost = *fenc_costs[l];
 699         }
 700         COPY2_IF_LT( i_bcost, m[l].cost, list_used, l+1 );
 701     }
 702
 703     if( b_bidir && ( M32( m[0].mv ) || M32( m[1].mv ) ) )
 704         TRY_BIDIR( m[0].mv, m[1].mv, 5 );
 705
 706 lowres_intra_mb:
 707     if( !fenc->b_intra_calculated )
 708     {
 709         ALIGNED_ARRAY_16( pixel, edge,[36] );
 710         pixel *pix = &pix1[8+FDEC_STRIDE];
 711         pixel *src = &fenc->lowres[0][i_pel_offset];
 712         const int intra_penalty = 5 * a->i_lambda;
 713         int satds[3];
 714         int pixoff = 4 / sizeof(pixel);
 715
 716         /* Avoid store forwarding stalls by writing larger chunks */
 717         memcpy( pix-FDEC_STRIDE, src-i_stride, 16 * sizeof(pixel) );
 718         for( int i = -1; i < 8; i++ )
 719             M32( &pix[i*FDEC_STRIDE-pixoff] ) = M32( &src[i*i_stride-pixoff] );
 720
 721         h->pixf.intra_mbcmp_x3_8x8c( h->mb.pic.p_fenc[0], pix, satds );
 722         int i_icost = X264_MIN3( satds[0], satds[1], satds[2] );
 723
 724         if( h->param.analyse.i_subpel_refine > 1 )
 725         {
 726             h->predict_8x8c[I_PRED_CHROMA_P]( pix );
 727             int satd = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 728             i_icost = X264_MIN( i_icost, satd );
 729             h->predict_8x8_filter( pix, edge, ALL_NEIGHBORS, ALL_NEIGHBORS );
 730             for( int i = 3; i < 9; i++ )
 731             {
 732                 h->predict_8x8[i]( pix, edge );
 733                 satd = h->pixf.mbcmp[PIXEL_8x8]( pix, FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE );
 734                 i_icost = X264_MIN( i_icost, satd );
 735             }
 736         }
 737
 738         i_icost += intra_penalty + lowres_penalty;
 739         fenc->i_intra_cost[i_mb_xy] = i_icost;
 740         int i_icost_aq = i_icost;
 741         if( h->param.rc.i_aq_mode )
 742             i_icost_aq = (i_icost_aq * fenc->i_inv_qscale_factor[i_mb_xy] + 128) >> 8;
 743         output_intra[ROW_SATD] += i_icost_aq;
 744         if( b_frame_score_mb )
 745         {
 746             output_intra[COST_EST] += i_icost;
 747             output_intra[COST_EST_AQ] += i_icost_aq;
 748         }
 749     }
 750     i_bcost += lowres_penalty;
 751
 752     /* forbid intra-mbs in B-frames, because it's rare and not worth checking */
 753     /* FIXME: Should we still forbid them now that we cache intra scores? */
 754     if( !b_bidir )
 755     {
 756         int i_icost = fenc->i_intra_cost[i_mb_xy];
 757         int b_intra = i_icost < i_bcost;
 758         if( b_intra )
 759         {
 760             i_bcost = i_icost;
 761             list_used = 0;
 762         }
 763         if( b_frame_score_mb )
 764             output_inter[INTRA_MBS] += b_intra;
 765     }
 766
 767     /* In an I-frame, we've already added the results above in the intra section. */
 768     if( p0 != p1 )
 769     {
 770         int i_bcost_aq = i_bcost;
 771         if( h->param.rc.i_aq_mode )
 772             i_bcost_aq = (i_bcost_aq * fenc->i_inv_qscale_factor[i_mb_xy] + 128) >> 8;
 773         output_inter[ROW_SATD] += i_bcost_aq;
 774         if( b_frame_score_mb )
 775         {
 776             /* Don't use AQ-weighted costs for slicetype decision, only for ratecontrol. */
 777             output_inter[COST_EST] += i_bcost;
 778             output_inter[COST_EST_AQ] += i_bcost_aq;
 779         }
 780     }
 781
 782     fenc->lowres_costs[b-p0][p1-b][i_mb_xy] = X264_MIN( i_bcost, LOWRES_COST_MASK ) + (list_used << LOWRES_COST_SHIFT);
 783 }
 784 #undef TRY_BIDIR
 785
 786 #define NUM_MBS\
 787    (h->mb.i_mb_width > 2 && h->mb.i_mb_height > 2 ?\
 788    (h->mb.i_mb_width - 2) * (h->mb.i_mb_height - 2) :\
 789     h->mb.i_mb_width * h->mb.i_mb_height)
 790
 791 typedef struct
 792 {
 793     x264_t *h;
 794     x264_mb_analysis_t *a;
 795     x264_frame_t **frames;
 796     int p0;
 797     int p1;
 798     int b;
 799     int dist_scale_factor;
 800     int *do_search;
 801     const x264_weight_t *w;
 802     int *output_inter;
 803     int *output_intra;
 804 } x264_slicetype_slice_t;
 805
 806 static void x264_slicetype_slice_cost( x264_slicetype_slice_t *s )
 807 {
 808     x264_t *h = s->h;
 809
 810     /* Lowres lookahead goes backwards because the MVs are used as predictors in the main encode.
 811      * This considerably improves MV prediction overall. */
 812
 813     /* The edge mbs seem to reduce the predictive quality of the
 814      * whole frame's score, but are needed for a spatial distribution. */
 815     int do_edges = h->param.rc.b_mb_tree || h->param.rc.i_vbv_buffer_size || h->mb.i_mb_width <= 2 || h->mb.i_mb_height <= 2;
 816
 817     int start_y = X264_MIN( h->i_threadslice_end - 1, h->mb.i_mb_height - 2 + do_edges );
 818     int end_y = X264_MAX( h->i_threadslice_start, 1 - do_edges );
 819     int start_x = h->mb.i_mb_width - 2 + do_edges;
 820     int end_x = 1 - do_edges;
 821
 822     for( h->mb.i_mb_y = start_y; h->mb.i_mb_y >= end_y; h->mb.i_mb_y-- )
 823         for( h->mb.i_mb_x = start_x; h->mb.i_mb_x >= end_x; h->mb.i_mb_x-- )
 824             x264_slicetype_mb_cost( h, s->a, s->frames, s->p0, s->p1, s->b, s->dist_scale_factor,
 825                                     s->do_search, s->w, s->output_inter, s->output_intra );
 826 }
 827
 828 static int x264_slicetype_frame_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a,
 829                                       x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b,
 830                                       int b_intra_penalty )
 831 {
 832     int i_score = 0;
 833     int do_search[2];
 834     const x264_weight_t *w = x264_weight_none;
 835     x264_frame_t *fenc = frames[b];
 836
 837     /* Check whether we already evaluated this frame
 838      * If we have tried this frame as P, then we have also tried
 839      * the preceding frames as B. (is this still true?) */
 840     /* Also check that we already calculated the row SATDs for the current frame. */
 841     if( fenc->i_cost_est[b-p0][p1-b] >= 0 && (!h->param.rc.i_vbv_buffer_size || fenc->i_row_satds[b-p0][p1-b][0] != -1) )
 842         i_score = fenc->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 843     else
 844     {
 845         int dist_scale_factor = 128;
 846
 847         /* For each list, check to see whether we have lowres motion-searched this reference frame before. */
 848         do_search[0] = b != p0 && fenc->lowres_mvs[0][b-p0-1][0][0] == 0x7FFF;
 849         do_search[1] = b != p1 && fenc->lowres_mvs[1][p1-b-1][0][0] == 0x7FFF;
 850         if( do_search[0] )
 851         {
 852             if( h->param.analyse.i_weighted_pred && b == p1 )
 853             {
 854                 x264_emms();
 855                 x264_weights_analyse( h, fenc, frames[p0], 1 );
 856                 w = fenc->weight[0];
 857             }
 858             fenc->lowres_mvs[0][b-p0-1][0][0] = 0;
 859         }
 860         if( do_search[1] ) fenc->lowres_mvs[1][p1-b-1][0][0] = 0;
 861
 862         if( p1 != p0 )
 863             dist_scale_factor = ( ((b-p0) << 8) + ((p1-p0) >> 1) ) / (p1-p0);
 864
 865         int output_buf_size = h->mb.i_mb_height + (NUM_INTS + PAD_SIZE) * h->param.i_lookahead_threads;
 866         int *output_inter[X264_LOOKAHEAD_THREAD_MAX+1];
 867         int *output_intra[X264_LOOKAHEAD_THREAD_MAX+1];
 868         output_inter[0] = h->scratch_buffer2;
 869         output_intra[0] = output_inter[0] + output_buf_size;
 870
 871 #if HAVE_OPENCL
 872         if( h->param.b_opencl )
 873         {
 874             x264_opencl_lowres_init(h, fenc, a->i_lambda );
 875             if( do_search[0] )
 876             {
 877                 x264_opencl_lowres_init( h, frames[p0], a->i_lambda );
 878                 x264_opencl_motionsearch( h, frames, b, p0, 0, a->i_lambda, w );
 879             }
 880             if( do_search[1] )
 881             {
 882                 x264_opencl_lowres_init( h, frames[p1], a->i_lambda );
 883                 x264_opencl_motionsearch( h, frames, b, p1, 1, a->i_lambda, NULL );
 884             }
 885             if( b != p0 )
 886                 x264_opencl_finalize_cost( h, a->i_lambda, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor );
 887             x264_opencl_flush( h );
 888
 889             i_score = fenc->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 890         }
 891         else
 892 #endif
 893         {
 894             if( h->param.i_lookahead_threads > 1 )
 895             {
 896                 x264_slicetype_slice_t s[X264_LOOKAHEAD_THREAD_MAX];
 897
 898                 for( int i = 0; i < h->param.i_lookahead_threads; i++ )
 899                 {
 900                     x264_t *t = h->lookahead_thread[i];
 901
 902                     /* FIXME move this somewhere else */
 903                     t->mb.i_me_method = h->mb.i_me_method;
 904                     t->mb.i_subpel_refine = h->mb.i_subpel_refine;
 905                     t->mb.b_chroma_me = h->mb.b_chroma_me;
 906
 907                     s[i] = (x264_slicetype_slice_t){ t, a, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor, do_search, w,
 908                         output_inter[i], output_intra[i] };
 909
 910                     t->i_threadslice_start = ((h->mb.i_mb_height *  i    + h->param.i_lookahead_threads/2) / h->param.i_lookahead_threads);
 911                     t->i_threadslice_end   = ((h->mb.i_mb_height * (i+1) + h->param.i_lookahead_threads/2) / h->param.i_lookahead_threads);
 912
 913                     int thread_height = t->i_threadslice_end - t->i_threadslice_start;
 914                     int thread_output_size = thread_height + NUM_INTS;
 915                     memset( output_inter[i], 0, thread_output_size * sizeof(int) );
 916                     memset( output_intra[i], 0, thread_output_size * sizeof(int) );
 917                     output_inter[i][NUM_ROWS] = output_intra[i][NUM_ROWS] = thread_height;
 918
 919                     output_inter[i+1] = output_inter[i] + thread_output_size + PAD_SIZE;
 920                     output_intra[i+1] = output_intra[i] + thread_output_size + PAD_SIZE;
 921
 922                     x264_threadpool_run( h->lookaheadpool, (void*)x264_slicetype_slice_cost, &s[i] );
 923                 }
 924                 for( int i = 0; i < h->param.i_lookahead_threads; i++ )
 925                     x264_threadpool_wait( h->lookaheadpool, &s[i] );
 926             }
 927             else
 928             {
 929                 h->i_threadslice_start = 0;
 930                 h->i_threadslice_end = h->mb.i_mb_height;
 931                 memset( output_inter[0], 0, (output_buf_size - PAD_SIZE) * sizeof(int) );
 932                 memset( output_intra[0], 0, (output_buf_size - PAD_SIZE) * sizeof(int) );
 933                 output_inter[0][NUM_ROWS] = output_intra[0][NUM_ROWS] = h->mb.i_mb_height;
 934                 x264_slicetype_slice_t s = (x264_slicetype_slice_t){ h, a, frames, p0, p1, b, dist_scale_factor, do_search, w,
 935                     output_inter[0], output_intra[0] };
 936                 x264_slicetype_slice_cost( &s );
 937             }
 938
 939             /* Sum up accumulators */
 940             if( b == p1 )
 941                 fenc->i_intra_mbs[b-p0] = 0;
 942             if( !fenc->b_intra_calculated )
 943             {
 944                 fenc->i_cost_est[0][0] = 0;
 945                 fenc->i_cost_est_aq[0][0] = 0;
 946             }
 947             fenc->i_cost_est[b-p0][p1-b] = 0;
 948             fenc->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b] = 0;
 949
 950             int *row_satd_inter = fenc->i_row_satds[b-p0][p1-b];
 951             int *row_satd_intra = fenc->i_row_satds[0][0];
 952             for( int i = 0; i < h->param.i_lookahead_threads; i++ )
 953             {
 954                 if( b == p1 )
 955                     fenc->i_intra_mbs[b-p0] += output_inter[i][INTRA_MBS];
 956                 if( !fenc->b_intra_calculated )
 957                 {
 958                     fenc->i_cost_est[0][0] += output_intra[i][COST_EST];
 959                     fenc->i_cost_est_aq[0][0] += output_intra[i][COST_EST_AQ];
 960                 }
 961
 962                 fenc->i_cost_est[b-p0][p1-b] += output_inter[i][COST_EST];
 963                 fenc->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b] += output_inter[i][COST_EST_AQ];
 964
 965                 if( h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
 966                 {
 967                     int row_count = output_inter[i][NUM_ROWS];
 968                     memcpy( row_satd_inter, output_inter[i] + NUM_INTS, row_count * sizeof(int) );
 969                     if( !fenc->b_intra_calculated )
 970                         memcpy( row_satd_intra, output_intra[i] + NUM_INTS, row_count * sizeof(int) );
 971                     row_satd_inter += row_count;
 972                     row_satd_intra += row_count;
 973                 }
 974             }
 975
 976             i_score = fenc->i_cost_est[b-p0][p1-b];
 977             if( b != p1 )
 978                 i_score = (uint64_t)i_score * 100 / (120 + h->param.i_bframe_bias);
 979             else
 980                 fenc->b_intra_calculated = 1;
 981
 982             fenc->i_cost_est[b-p0][p1-b] = i_score;
 983             x264_emms();
 984         }
 985     }
 986
 987     if( b_intra_penalty )
 988     {
 989         // arbitrary penalty for I-blocks after B-frames
 990         int nmb = NUM_MBS;
 991         i_score += (uint64_t)i_score * fenc->i_intra_mbs[b-p0] / (nmb * 8);
 992     }
 993     return i_score;
 994 }
 995
 996 /* If MB-tree changes the quantizers, we need to recalculate the frame cost without
 997  * re-running lookahead. */
 998 static int x264_slicetype_frame_cost_recalculate( x264_t *h, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b )
 999 {
1000     int i_score = 0;
1001     int *row_satd = frames[b]->i_row_satds[b-p0][p1-b];
1002     float *qp_offset = IS_X264_TYPE_B(frames[b]->i_type) ? frames[b]->f_qp_offset_aq : frames[b]->f_qp_offset;
1003     x264_emms();
1004     for( h->mb.i_mb_y = h->mb.i_mb_height - 1; h->mb.i_mb_y >= 0; h->mb.i_mb_y-- )
1005     {
1006         row_satd[ h->mb.i_mb_y ] = 0;
1007         for( h->mb.i_mb_x = h->mb.i_mb_width - 1; h->mb.i_mb_x >= 0; h->mb.i_mb_x-- )
1008         {
1009             int i_mb_xy = h->mb.i_mb_x + h->mb.i_mb_y*h->mb.i_mb_stride;
1010             int i_mb_cost = frames[b]->lowres_costs[b-p0][p1-b][i_mb_xy] & LOWRES_COST_MASK;
1011             float qp_adj = qp_offset[i_mb_xy];
1012             i_mb_cost = (i_mb_cost * x264_exp2fix8(qp_adj) + 128) >> 8;
1013             row_satd[ h->mb.i_mb_y ] += i_mb_cost;
1014             if( (h->mb.i_mb_y > 0 && h->mb.i_mb_y < h->mb.i_mb_height - 1 &&
1015                  h->mb.i_mb_x > 0 && h->mb.i_mb_x < h->mb.i_mb_width - 1) ||
1016                  h->mb.i_mb_width <= 2 || h->mb.i_mb_height <= 2 )
1017             {
1018                 i_score += i_mb_cost;
1019             }
1020         }
1021     }
1022     return i_score;
1023 }
1024
1025 static void x264_macroblock_tree_finish( x264_t *h, x264_frame_t *frame, float average_duration, int ref0_distance )
1026 {
1027     int fps_factor = round( CLIP_DURATION(average_duration) / CLIP_DURATION(frame->f_duration) * 256 );
1028     float weightdelta = 0.0;
1029     if( ref0_distance && frame->f_weighted_cost_delta[ref0_distance-1] > 0 )
1030         weightdelta = (1.0 - frame->f_weighted_cost_delta[ref0_distance-1]);
1031
1032     /* Allow the strength to be adjusted via qcompress, since the two
1033      * concepts are very similar. */
1034     float strength = 5.0f * (1.0f - h->param.rc.f_qcompress);
1035     for( int mb_index = 0; mb_index < h->mb.i_mb_count; mb_index++ )
1036     {
1037         int intra_cost = (frame->i_intra_cost[mb_index] * frame->i_inv_qscale_factor[mb_index] + 128) >> 8;
1038         if( intra_cost )
1039         {
1040             int propagate_cost = (frame->i_propagate_cost[mb_index] * fps_factor + 128) >> 8;
1041             float log2_ratio = x264_log2(intra_cost + propagate_cost) - x264_log2(intra_cost) + weightdelta;
1042             frame->f_qp_offset[mb_index] = frame->f_qp_offset_aq[mb_index] - strength * log2_ratio;
1043         }
1044     }
1045 }
1046
1047 static void x264_macroblock_tree_propagate( x264_t *h, x264_frame_t **frames, float average_duration, int p0, int p1, int b, int referenced )
1048 {
1049     uint16_t *ref_costs[2] = {frames[p0]->i_propagate_cost,frames[p1]->i_propagate_cost};
1050     int dist_scale_factor = ( ((b-p0) << 8) + ((p1-p0) >> 1) ) / (p1-p0);
1051     int i_bipred_weight = h->param.analyse.b_weighted_bipred ? 64 - (dist_scale_factor>>2) : 32;
1052     int16_t (*mvs[2])[2] = { frames[b]->lowres_mvs[0][b-p0-1], frames[b]->lowres_mvs[1][p1-b-1] };
1053     int bipred_weights[2] = {i_bipred_weight, 64 - i_bipred_weight};
1054     int *buf = h->scratch_buffer;
1055     uint16_t *propagate_cost = frames[b]->i_propagate_cost;
1056
1057     x264_emms();
1058     float fps_factor = CLIP_DURATION(frames[b]->f_duration) / CLIP_DURATION(average_duration);
1059
1060     /* For non-reffed frames the source costs are always zero, so just memset one row and re-use it. */
1061     if( !referenced )
1062         memset( frames[b]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_width * sizeof(uint16_t) );
1063
1064     for( h->mb.i_mb_y = 0; h->mb.i_mb_y < h->mb.i_mb_height; h->mb.i_mb_y++ )
1065     {
1066         int mb_index = h->mb.i_mb_y*h->mb.i_mb_stride;
1067         h->mc.mbtree_propagate_cost( buf, propagate_cost,
1068             frames[b]->i_intra_cost+mb_index, frames[b]->lowres_costs[b-p0][p1-b]+mb_index,
1069             frames[b]->i_inv_qscale_factor+mb_index, &fps_factor, h->mb.i_mb_width );
1070         if( referenced )
1071             propagate_cost += h->mb.i_mb_width;
1072         for( h->mb.i_mb_x = 0; h->mb.i_mb_x < h->mb.i_mb_width; h->mb.i_mb_x++, mb_index++ )
1073         {
1074             int propagate_amount = buf[h->mb.i_mb_x];
1075             /* Don't propagate for an intra block. */
1076             if( propagate_amount > 0 )
1077             {
1078                 /* Access width-2 bitfield. */
1079                 int lists_used = frames[b]->lowres_costs[b-p0][p1-b][mb_index] >> LOWRES_COST_SHIFT;
1080                 /* Follow the MVs to the previous frame(s). */
1081                 for( int list = 0; list < 2; list++ )
1082                     if( (lists_used >> list)&1 )
1083                     {
1084 #define CLIP_ADD(s,x) (s) = X264_MIN((s)+(x),(1<<16)-1)
1085                         int listamount = propagate_amount;
1086                         /* Apply bipred weighting. */
1087                         if( lists_used == 3 )
1088                             listamount = (listamount * bipred_weights[list] + 32) >> 6;
1089
1090                         /* Early termination for simple case of mv0. */
1091                         if( !M32( mvs[list][mb_index] ) )
1092                         {
1093                             CLIP_ADD( ref_costs[list][mb_index], listamount );
1094                             continue;
1095                         }
1096
1097                         int x = mvs[list][mb_index][0];
1098                         int y = mvs[list][mb_index][1];
1099                         int mbx = (x>>5)+h->mb.i_mb_x;
1100                         int mby = (y>>5)+h->mb.i_mb_y;
1101                         int idx0 = mbx + mby * h->mb.i_mb_stride;
1102                         int idx1 = idx0 + 1;
1103                         int idx2 = idx0 + h->mb.i_mb_stride;
1104                         int idx3 = idx0 + h->mb.i_mb_stride + 1;
1105                         x &= 31;
1106                         y &= 31;
1107                         int idx0weight = (32-y)*(32-x);
1108                         int idx1weight = (32-y)*x;
1109                         int idx2weight = y*(32-x);
1110                         int idx3weight = y*x;
1111
1112                         /* We could just clip the MVs, but pixels that lie outside the frame probably shouldn't
1113                          * be counted. */
1114                         if( mbx < h->mb.i_mb_width-1 && mby < h->mb.i_mb_height-1 && mbx >= 0 && mby >= 0 )
1115                         {
1116                             CLIP_ADD( ref_costs[list][idx0], (listamount*idx0weight+512)>>10 );
1117                             CLIP_ADD( ref_costs[list][idx1], (listamount*idx1weight+512)>>10 );
1118                             CLIP_ADD( ref_costs[list][idx2], (listamount*idx2weight+512)>>10 );
1119                             CLIP_ADD( ref_costs[list][idx3], (listamount*idx3weight+512)>>10 );
1120                         }
1121                         else /* Check offsets individually */
1122                         {
1123                             if( mbx < h->mb.i_mb_width && mby < h->mb.i_mb_height && mbx >= 0 && mby >= 0 )
1124                                 CLIP_ADD( ref_costs[list][idx0], (listamount*idx0weight+512)>>10 );
1125                             if( mbx+1 < h->mb.i_mb_width && mby < h->mb.i_mb_height && mbx+1 >= 0 && mby >= 0 )
1126                                 CLIP_ADD( ref_costs[list][idx1], (listamount*idx1weight+512)>>10 );
1127                             if( mbx < h->mb.i_mb_width && mby+1 < h->mb.i_mb_height && mbx >= 0 && mby+1 >= 0 )
1128                                 CLIP_ADD( ref_costs[list][idx2], (listamount*idx2weight+512)>>10 );
1129                             if( mbx+1 < h->mb.i_mb_width && mby+1 < h->mb.i_mb_height && mbx+1 >= 0 && mby+1 >= 0 )
1130                                 CLIP_ADD( ref_costs[list][idx3], (listamount*idx3weight+512)>>10 );
1131                         }
1132                     }
1133             }
1134         }
1135     }
1136
1137     if( h->param.rc.i_vbv_buffer_size && h->param.rc.i_lookahead && referenced )
1138         x264_macroblock_tree_finish( h, frames[b], average_duration, b == p1 ? b - p0 : 0 );
1139 }
1140
1141 static void x264_macroblock_tree( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int num_frames, int b_intra )
1142 {
1143     int idx = !b_intra;
1144     int last_nonb, cur_nonb = 1;
1145     int bframes = 0;
1146
1147     x264_emms();
1148     float total_duration = 0.0;
1149     for( int j = 0; j <= num_frames; j++ )
1150         total_duration += frames[j]->f_duration;
1151     float average_duration = total_duration / (num_frames + 1);
1152
1153     int i = num_frames;
1154
1155     if( b_intra )
1156         x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, 0, 0, 0, 0 );
1157
1158     while( i > 0 && frames[i]->i_type == X264_TYPE_B )
1159         i--;
1160     last_nonb = i;
1161
1162     /* Lookaheadless MB-tree is not a theoretically distinct case; the same extrapolation could
1163      * be applied to the end of a lookahead buffer of any size.  However, it's most needed when
1164      * lookahead=0, so that's what's currently implemented. */
1165     if( !h->param.rc.i_lookahead )
1166     {
1167         if( b_intra )
1168         {
1169             memset( frames[0]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
1170             memcpy( frames[0]->f_qp_offset, frames[0]->f_qp_offset_aq, h->mb.i_mb_count * sizeof(float) );
1171             return;
1172         }
1173         XCHG( uint16_t*, frames[last_nonb]->i_propagate_cost, frames[0]->i_propagate_cost );
1174         memset( frames[0]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
1175     }
1176     else
1177     {
1178         if( last_nonb < idx )
1179             return;
1180         memset( frames[last_nonb]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
1181     }
1182
1183     while( i-- > idx )
1184     {
1185         cur_nonb = i;
1186         while( frames[cur_nonb]->i_type == X264_TYPE_B && cur_nonb > 0 )
1187             cur_nonb--;
1188         if( cur_nonb < idx )
1189             break;
1190         x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_nonb, last_nonb, last_nonb, 0 );
1191         memset( frames[cur_nonb]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
1192         bframes = last_nonb - cur_nonb - 1;
1193         if( h->param.i_bframe_pyramid && bframes > 1 )
1194         {
1195             int middle = (bframes + 1)/2 + cur_nonb;
1196             x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_nonb, last_nonb, middle, 0 );
1197             memset( frames[middle]->i_propagate_cost, 0, h->mb.i_mb_count * sizeof(uint16_t) );
1198             while( i > cur_nonb )
1199             {
1200                 int p0 = i > middle ? middle : cur_nonb;
1201                 int p1 = i < middle ? middle : last_nonb;
1202                 if( i != middle )
1203                 {
1204                     x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, p0, p1, i, 0 );
1205                     x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, average_duration, p0, p1, i, 0 );
1206                 }
1207                 i--;
1208             }
1209             x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, average_duration, cur_nonb, last_nonb, middle, 1 );
1210         }
1211         else
1212         {
1213             while( i > cur_nonb )
1214             {
1215                 x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_nonb, last_nonb, i, 0 );
1216                 x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, average_duration, cur_nonb, last_nonb, i, 0 );
1217                 i--;
1218             }
1219         }
1220         x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, average_duration, cur_nonb, last_nonb, last_nonb, 1 );
1221         last_nonb = cur_nonb;
1222     }
1223
1224     if( !h->param.rc.i_lookahead )
1225     {
1226         x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, 0, last_nonb, last_nonb, 0 );
1227         x264_macroblock_tree_propagate( h, frames, average_duration, 0, last_nonb, last_nonb, 1 );
1228         XCHG( uint16_t*, frames[last_nonb]->i_propagate_cost, frames[0]->i_propagate_cost );
1229     }
1230
1231     x264_macroblock_tree_finish( h, frames[last_nonb], average_duration, last_nonb );
1232     if( h->param.i_bframe_pyramid && bframes > 1 && !h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
1233         x264_macroblock_tree_finish( h, frames[last_nonb+(bframes+1)/2], average_duration, 0 );
1234 }
1235
1236 static int x264_vbv_frame_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int b )
1237 {
1238     int cost = x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, p0, p1, b, 0 );
1239     if( h->param.rc.i_aq_mode )
1240     {
1241         if( h->param.rc.b_mb_tree )
1242             return x264_slicetype_frame_cost_recalculate( h, frames, p0, p1, b );
1243         else
1244             return frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b];
1245     }
1246     return cost;
1247 }
1248
1249 static void x264_calculate_durations( x264_t *h, x264_frame_t *cur_frame, x264_frame_t *prev_frame, int64_t *i_cpb_delay, int64_t *i_coded_fields )
1250 {
1251     cur_frame->i_cpb_delay = *i_cpb_delay;
1252     cur_frame->i_dpb_output_delay = cur_frame->i_field_cnt - *i_coded_fields;
1253
1254     // add a correction term for frame reordering
1255     cur_frame->i_dpb_output_delay += h->sps->vui.i_num_reorder_frames*2;
1256
1257     // fix possible negative dpb_output_delay because of pulldown changes and reordering
1258     if( cur_frame->i_dpb_output_delay < 0 )
1259     {
1260         cur_frame->i_cpb_delay += cur_frame->i_dpb_output_delay;
1261         cur_frame->i_dpb_output_delay = 0;
1262         if( prev_frame )
1263             prev_frame->i_cpb_duration += cur_frame->i_dpb_output_delay;
1264     }
1265
1266     // don't reset cpb delay for IDR frames when using intra-refresh
1267     if( cur_frame->b_keyframe && !h->param.b_intra_refresh )
1268         *i_cpb_delay = 0;
1269
1270     *i_cpb_delay += cur_frame->i_duration;
1271     *i_coded_fields += cur_frame->i_duration;
1272     cur_frame->i_cpb_duration = cur_frame->i_duration;
1273 }
1274
1275 static void x264_vbv_lookahead( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int num_frames, int keyframe )
1276 {
1277     int last_nonb = 0, cur_nonb = 1, idx = 0;
1278     x264_frame_t *prev_frame = NULL;
1279     int prev_frame_idx = 0;
1280     while( cur_nonb < num_frames && frames[cur_nonb]->i_type == X264_TYPE_B )
1281         cur_nonb++;
1282     int next_nonb = keyframe ? last_nonb : cur_nonb;
1283
1284     if( frames[cur_nonb]->i_coded_fields_lookahead >= 0 )
1285     {
1286         h->i_coded_fields_lookahead = frames[cur_nonb]->i_coded_fields_lookahead;
1287         h->i_cpb_delay_lookahead = frames[cur_nonb]->i_cpb_delay_lookahead;
1288     }
1289
1290     while( cur_nonb < num_frames )
1291     {
1292         /* P/I cost: This shouldn't include the cost of next_nonb */
1293         if( next_nonb != cur_nonb )
1294         {
1295             int p0 = IS_X264_TYPE_I( frames[cur_nonb]->i_type ) ? cur_nonb : last_nonb;
1296             frames[next_nonb]->i_planned_satd[idx] = x264_vbv_frame_cost( h, a, frames, p0, cur_nonb, cur_nonb );
1297             frames[next_nonb]->i_planned_type[idx] = frames[cur_nonb]->i_type;
1298             frames[cur_nonb]->i_coded_fields_lookahead = h->i_coded_fields_lookahead;
1299             frames[cur_nonb]->i_cpb_delay_lookahead = h->i_cpb_delay_lookahead;
1300             x264_calculate_durations( h, frames[cur_nonb], prev_frame, &h->i_cpb_delay_lookahead, &h->i_coded_fields_lookahead );
1301             if( prev_frame )
1302             {
1303                 frames[next_nonb]->f_planned_cpb_duration[prev_frame_idx] = (double)prev_frame->i_cpb_duration *
1304                                                                             h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
1305             }
1306             frames[next_nonb]->f_planned_cpb_duration[idx] = (double)frames[cur_nonb]->i_cpb_duration *
1307                                                              h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
1308             prev_frame = frames[cur_nonb];
1309             prev_frame_idx = idx;
1310             idx++;
1311         }
1312         /* Handle the B-frames: coded order */
1313         for( int i = last_nonb+1; i < cur_nonb; i++, idx++ )
1314         {
1315             frames[next_nonb]->i_planned_satd[idx] = x264_vbv_frame_cost( h, a, frames, last_nonb, cur_nonb, i );
1316             frames[next_nonb]->i_planned_type[idx] = X264_TYPE_B;
1317             frames[i]->i_coded_fields_lookahead = h->i_coded_fields_lookahead;
1318             frames[i]->i_cpb_delay_lookahead = h->i_cpb_delay_lookahead;
1319             x264_calculate_durations( h, frames[i], prev_frame, &h->i_cpb_delay_lookahead, &h->i_coded_fields_lookahead );
1320             if( prev_frame )
1321             {
1322                 frames[next_nonb]->f_planned_cpb_duration[prev_frame_idx] = (double)prev_frame->i_cpb_duration *
1323                                                                             h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
1324             }
1325             frames[next_nonb]->f_planned_cpb_duration[idx] = (double)frames[i]->i_cpb_duration *
1326                                                              h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
1327             prev_frame = frames[i];
1328             prev_frame_idx = idx;
1329         }
1330         last_nonb = cur_nonb;
1331         cur_nonb++;
1332         while( cur_nonb <= num_frames && frames[cur_nonb]->i_type == X264_TYPE_B )
1333             cur_nonb++;
1334     }
1335     frames[next_nonb]->i_planned_type[idx] = X264_TYPE_AUTO;
1336 }
1337
1338 static int x264_slicetype_path_cost( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, char *path, int threshold )
1339 {
1340     int loc = 1;
1341     int cost = 0;
1342     int cur_p = 0;
1343     path--; /* Since the 1st path element is really the second frame */
1344     while( path[loc] )
1345     {
1346         int next_p = loc;
1347         /* Find the location of the next P-frame. */
1348         while( path[next_p] != 'P' )
1349             next_p++;
1350
1351         /* Add the cost of the P-frame found above */
1352         cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, next_p, 0 );
1353         /* Early terminate if the cost we have found is larger than the best path cost so far */
1354         if( cost > threshold )
1355             break;
1356
1357         if( h->param.i_bframe_pyramid && next_p - cur_p > 2 )
1358         {
1359             int middle = cur_p + (next_p - cur_p)/2;
1360             cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, middle, 0 );
1361             for( int next_b = loc; next_b < middle && cost < threshold; next_b++ )
1362                 cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, middle, next_b, 0 );
1363             for( int next_b = middle+1; next_b < next_p && cost < threshold; next_b++ )
1364                 cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, middle, next_p, next_b, 0 );
1365         }
1366         else
1367             for( int next_b = loc; next_b < next_p && cost < threshold; next_b++ )
1368                 cost += x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, cur_p, next_p, next_b, 0 );
1369
1370         loc = next_p + 1;
1371         cur_p = next_p;
1372     }
1373     return cost;
1374 }
1375
1376 /* Viterbi/trellis slicetype decision algorithm. */
1377 /* Uses strings due to the fact that the speed of the control functions is
1378    negligible compared to the cost of running slicetype_frame_cost, and because
1379    it makes debugging easier. */
1380 static void x264_slicetype_path( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int length, char (*best_paths)[X264_LOOKAHEAD_MAX+1] )
1381 {
1382     char paths[2][X264_LOOKAHEAD_MAX+1];
1383     int num_paths = X264_MIN( h->param.i_bframe+1, length );
1384     int best_cost = COST_MAX;
1385     int idx = 0;
1386
1387     /* Iterate over all currently possible paths */
1388     for( int path = 0; path < num_paths; path++ )
1389     {
1390         /* Add suffixes to the current path */
1391         int len = length - (path + 1);
1392         memcpy( paths[idx], best_paths[len % (X264_BFRAME_MAX+1)], len );
1393         memset( paths[idx]+len, 'B', path );
1394         strcpy( paths[idx]+len+path, "P" );
1395
1396         /* Calculate the actual cost of the current path */
1397         int cost = x264_slicetype_path_cost( h, a, frames, paths[idx], best_cost );
1398         if( cost < best_cost )
1399         {
1400             best_cost = cost;
1401             idx ^= 1;
1402         }
1403     }
1404
1405     /* Store the best path. */
1406     memcpy( best_paths[length % (X264_BFRAME_MAX+1)], paths[idx^1], length );
1407 }
1408
1409 static int scenecut_internal( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int real_scenecut )
1410 {
1411     x264_frame_t *frame = frames[p1];
1412
1413     /* Don't do scenecuts on the right view of a frame-packed video. */
1414     if( real_scenecut && h->param.i_frame_packing == 5 && (frame->i_frame&1) )
1415         return 0;
1416
1417     x264_slicetype_frame_cost( h, a, frames, p0, p1, p1, 0 );
1418
1419     int icost = frame->i_cost_est[0][0];
1420     int pcost = frame->i_cost_est[p1-p0][0];
1421     float f_bias;
1422     int i_gop_size = frame->i_frame - h->lookahead->i_last_keyframe;
1423     float f_thresh_max = h->param.i_scenecut_threshold / 100.0;
1424     /* magic numbers pulled out of thin air */
1425     float f_thresh_min = f_thresh_max * 0.25;
1426     int res;
1427
1428     if( h->param.i_keyint_min == h->param.i_keyint_max )
1429         f_thresh_min = f_thresh_max;
1430     if( i_gop_size <= h->param.i_keyint_min / 4 || h->param.b_intra_refresh )
1431         f_bias = f_thresh_min / 4;
1432     else if( i_gop_size <= h->param.i_keyint_min )
1433         f_bias = f_thresh_min * i_gop_size / h->param.i_keyint_min;
1434     else
1435     {
1436         f_bias = f_thresh_min
1437                  + ( f_thresh_max - f_thresh_min )
1438                  * ( i_gop_size - h->param.i_keyint_min )
1439                  / ( h->param.i_keyint_max - h->param.i_keyint_min );
1440     }
1441
1442     res = pcost >= (1.0 - f_bias) * icost;
1443     if( res && real_scenecut )
1444     {
1445         int imb = frame->i_intra_mbs[p1-p0];
1446         int pmb = NUM_MBS - imb;
1447         x264_log( h, X264_LOG_DEBUG, "scene cut at %d Icost:%d Pcost:%d ratio:%.4f bias:%.4f gop:%d (imb:%d pmb:%d)\n",
1448                   frame->i_frame,
1449                   icost, pcost, 1. - (double)pcost / icost,
1450                   f_bias, i_gop_size, imb, pmb );
1451     }
1452     return res;
1453 }
1454
1455 static int scenecut( x264_t *h, x264_mb_analysis_t *a, x264_frame_t **frames, int p0, int p1, int real_scenecut, int num_frames, int i_max_search )
1456 {
1457     /* Only do analysis during a normal scenecut check. */
1458     if( real_scenecut && h->param.i_bframe )
1459     {
1460         int origmaxp1 = p0 + 1;
1461         /* Look ahead to avoid coding short flashes as scenecuts. */
1462         if( h->param.i_bframe_adaptive == X264_B_ADAPT_TRELLIS )
1463             /* Don't analyse any more frames than the trellis would have covered. */
1464             origmaxp1 += h->param.i_bframe;
1465         else
1466             origmaxp1++;
1467         int maxp1 = X264_MIN( origmaxp1, num_frames );
1468
1469         /* Where A and B are scenes: AAAAAABBBAAAAAA
1470          * If BBB is shorter than (maxp1-p0), it is detected as a flash
1471          * and not considered a scenecut. */
1472         for( int curp1 = p1; curp1 <= maxp1; curp1++ )
1473             if( !scenecut_internal( h, a, frames, p0, curp1, 0 ) )
1474                 /* Any frame in between p0 and cur_p1 cannot be a real scenecut. */
1475                 for( int i = curp1; i > p0; i-- )
1476                     frames[i]->b_scenecut = 0;
1477
1478         /* Where A-F are scenes: AAAAABBCCDDEEFFFFFF
1479          * If each of BB ... EE are shorter than (maxp1-p0), they are
1480          * detected as flashes and not considered scenecuts.
1481          * Instead, the first F frame becomes a scenecut.
1482          * If the video ends before F, no frame becomes a scenecut. */
1483         for( int curp0 = p0; curp0 <= maxp1; curp0++ )
1484             if( origmaxp1 > i_max_search || (curp0 < maxp1 && scenecut_internal( h, a, frames, curp0, maxp1, 0 )) )
1485                 /* If cur_p0 is the p0 of a scenecut, it cannot be the p1 of a scenecut. */
1486                     frames[curp0]->b_scenecut = 0;
1487     }
1488
1489     /* Ignore frames that are part of a flash, i.e. cannot be real scenecuts. */
1490     if( !frames[p1]->b_scenecut )
1491         return 0;
1492     return scenecut_internal( h, a, frames, p0, p1, real_scenecut );
1493 }
1494
1495 void x264_slicetype_analyse( x264_t *h, int intra_minigop )
1496 {
1497     x264_mb_analysis_t a;
1498     x264_frame_t *frames[X264_LOOKAHEAD_MAX+3] = { NULL, };
1499     int num_frames, orig_num_frames, keyint_limit, framecnt;
1500     int i_mb_count = NUM_MBS;
1501     int cost1p0, cost2p0, cost1b1, cost2p1;
1502     int i_max_search = X264_MIN( h->lookahead->next.i_size, X264_LOOKAHEAD_MAX );
1503     int vbv_lookahead = h->param.rc.i_vbv_buffer_size && h->param.rc.i_lookahead;
1504     /* For determinism we should limit the search to the number of frames lookahead has for sure
1505      * in h->lookahead->next.list buffer, except at the end of stream.
1506      * For normal calls with (intra_minigop == 0) that is h->lookahead->i_slicetype_length + 1 frames.
1507      * And for I-frame calls (intra_minigop != 0) we already removed intra_minigop frames from there. */
1508     if( h->param.b_deterministic )
1509         i_max_search = X264_MIN( i_max_search, h->lookahead->i_slicetype_length + 1 - intra_minigop );
1510     int keyframe = !!intra_minigop;
1511
1512     assert( h->frames.b_have_lowres );
1513
1514     if( !h->lookahead->last_nonb )
1515         return;
1516     frames[0] = h->lookahead->last_nonb;
1517     for( framecnt = 0; framecnt < i_max_search && h->lookahead->next.list[framecnt]->i_type == X264_TYPE_AUTO; framecnt++ )
1518         frames[framecnt+1] = h->lookahead->next.list[framecnt];
1519
1520     x264_lowres_context_init( h, &a );
1521
1522     if( !framecnt )
1523     {
1524         if( h->param.rc.b_mb_tree )
1525             x264_macroblock_tree( h, &a, frames, 0, keyframe );
1526         return;
1527     }
1528
1529     keyint_limit = h->param.i_keyint_max - frames[0]->i_frame + h->lookahead->i_last_keyframe - 1;
1530     orig_num_frames = num_frames = h->param.b_intra_refresh ? framecnt : X264_MIN( framecnt, keyint_limit );
1531
1532     /* This is important psy-wise: if we have a non-scenecut keyframe,
1533      * there will be significant visual artifacts if the frames just before
1534      * go down in quality due to being referenced less, despite it being
1535      * more RD-optimal. */
1536     if( (h->param.analyse.b_psy && h->param.rc.b_mb_tree) || vbv_lookahead )
1537         num_frames = framecnt;
1538     else if( h->param.b_open_gop && num_frames < framecnt )
1539         num_frames++;
1540     else if( num_frames == 0 )
1541     {
1542         frames[1]->i_type = X264_TYPE_I;
1543         return;
1544     }
1545
1546     int num_bframes = 0;
1547     int num_analysed_frames = num_frames;
1548     int reset_start;
1549     if( h->param.i_scenecut_threshold && scenecut( h, &a, frames, 0, 1, 1, orig_num_frames, i_max_search ) )
1550     {
1551         frames[1]->i_type = X264_TYPE_I;
1552         return;
1553     }
1554
1555 #if HAVE_OPENCL
1556     x264_opencl_slicetype_prep( h, frames, num_frames, a.i_lambda );
1557 #endif
1558
1559     if( h->param.i_bframe )
1560     {
1561         if( h->param.i_bframe_adaptive == X264_B_ADAPT_TRELLIS )
1562         {
1563             if( num_frames > 1 )
1564             {
1565                 char best_paths[X264_BFRAME_MAX+1][X264_LOOKAHEAD_MAX+1] = {"","P"};
1566                 int best_path_index = num_frames % (X264_BFRAME_MAX+1);
1567
1568                 /* Perform the frametype analysis. */
1569                 for( int j = 2; j <= num_frames; j++ )
1570                     x264_slicetype_path( h, &a, frames, j, best_paths );
1571
1572                 num_bframes = strspn( best_paths[best_path_index], "B" );
1573                 /* Load the results of the analysis into the frame types. */
1574                 for( int j = 1; j < num_frames; j++ )
1575                     frames[j]->i_type = best_paths[best_path_index][j-1] == 'B' ? X264_TYPE_B : X264_TYPE_P;
1576             }
1577             frames[num_frames]->i_type = X264_TYPE_P;
1578         }
1579         else if( h->param.i_bframe_adaptive == X264_B_ADAPT_FAST )
1580         {
1581             for( int i = 0; i <= num_frames-2; )
1582             {
1583                 cost2p1 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+0, i+2, i+2, 1 );
1584                 if( frames[i+2]->i_intra_mbs[2] > i_mb_count / 2 )
1585                 {
1586                     frames[i+1]->i_type = X264_TYPE_P;
1587                     frames[i+2]->i_type = X264_TYPE_P;
1588                     i += 2;
1589                     continue;
1590                 }
1591
1592 #if HAVE_OPENCL
1593                 if( h->param.b_opencl )
1594                 {
1595                     int b_work_done = 0;
1596                     b_work_done |= x264_opencl_precalculate_frame_cost(h, frames, a.i_lambda, i+0, i+2, i+1 );
1597                     b_work_done |= x264_opencl_precalculate_frame_cost(h, frames, a.i_lambda, i+0, i+1, i+1 );
1598                     b_work_done |= x264_opencl_precalculate_frame_cost(h, frames, a.i_lambda, i+1, i+2, i+2 );
1599                     if( b_work_done )
1600                         x264_opencl_flush( h );
1601                 }
1602 #endif
1603
1604                 cost1b1 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+0, i+2, i+1, 0 );
1605                 cost1p0 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+0, i+1, i+1, 0 );
1606                 cost2p0 = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+1, i+2, i+2, 0 );
1607
1608                 if( cost1p0 + cost2p0 < cost1b1 + cost2p1 )
1609                 {
1610                     frames[i+1]->i_type = X264_TYPE_P;
1611                     i += 1;
1612                     continue;
1613                 }
1614
1615                 // arbitrary and untuned
1616                 #define INTER_THRESH 300
1617                 #define P_SENS_BIAS (50 - h->param.i_bframe_bias)
1618                 frames[i+1]->i_type = X264_TYPE_B;
1619
1620                 int j;
1621                 for( j = i+2; j <= X264_MIN( i+h->param.i_bframe, num_frames-1 ); j++ )
1622                 {
1623                     int pthresh = X264_MAX(INTER_THRESH - P_SENS_BIAS * (j-i-1), INTER_THRESH/10);
1624                     int pcost = x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, i+0, j+1, j+1, 1 );
1625                     if( pcost > pthresh*i_mb_count || frames[j+1]->i_intra_mbs[j-i+1] > i_mb_count/3 )
1626                         break;
1627                     frames[j]->i_type = X264_TYPE_B;
1628                 }
1629                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
1630                 i = j;
1631             }
1632             frames[num_frames]->i_type = X264_TYPE_P;
1633             num_bframes = 0;
1634             while( num_bframes < num_frames && frames[num_bframes+1]->i_type == X264_TYPE_B )
1635                 num_bframes++;
1636         }
1637         else
1638         {
1639             num_bframes = X264_MIN(num_frames-1, h->param.i_bframe);
1640             for( int j = 1; j < num_frames; j++ )
1641                 frames[j]->i_type = (j%(num_bframes+1)) ? X264_TYPE_B : X264_TYPE_P;
1642             frames[num_frames]->i_type = X264_TYPE_P;
1643         }
1644
1645         /* Check scenecut on the first minigop. */
1646         for( int j = 1; j < num_bframes+1; j++ )
1647             if( h->param.i_scenecut_threshold && scenecut( h, &a, frames, j, j+1, 0, orig_num_frames, i_max_search ) )
1648             {
1649                 frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
1650                 num_analysed_frames = j;
1651                 break;
1652             }
1653
1654         reset_start = keyframe ? 1 : X264_MIN( num_bframes+2, num_analysed_frames+1 );
1655     }
1656     else
1657     {
1658         for( int j = 1; j <= num_frames; j++ )
1659             frames[j]->i_type = X264_TYPE_P;
1660         reset_start = !keyframe + 1;
1661         num_bframes = 0;
1662     }
1663
1664     /* Perform the actual macroblock tree analysis.
1665      * Don't go farther than the maximum keyframe interval; this helps in short GOPs. */
1666     if( h->param.rc.b_mb_tree )
1667         x264_macroblock_tree( h, &a, frames, X264_MIN(num_frames, h->param.i_keyint_max), keyframe );
1668
1669     /* Enforce keyframe limit. */
1670     if( !h->param.b_intra_refresh )
1671         for( int i = keyint_limit+1; i <= num_frames; i += h->param.i_keyint_max )
1672         {
1673             frames[i]->i_type = X264_TYPE_I;
1674             reset_start = X264_MIN( reset_start, i+1 );
1675             if( h->param.b_open_gop && h->param.b_bluray_compat )
1676                 while( IS_X264_TYPE_B( frames[i-1]->i_type ) )
1677                     i--;
1678         }
1679
1680     if( vbv_lookahead )
1681         x264_vbv_lookahead( h, &a, frames, num_frames, keyframe );
1682
1683     /* Restore frametypes for all frames that haven't actually been decided yet. */
1684     for( int j = reset_start; j <= num_frames; j++ )
1685         frames[j]->i_type = X264_TYPE_AUTO;
1686
1687 #if HAVE_OPENCL
1688     x264_opencl_slicetype_end( h );
1689 #endif
1690 }
1691
1692 void x264_slicetype_decide( x264_t *h )
1693 {
1694     x264_frame_t *frames[X264_BFRAME_MAX+2];
1695     x264_frame_t *frm;
1696     int bframes;
1697     int brefs;
1698
1699     if( !h->lookahead->next.i_size )
1700         return;
1701
1702     int lookahead_size = h->lookahead->next.i_size;
1703
1704     for( int i = 0; i < h->lookahead->next.i_size; i++ )
1705     {
1706         if( h->param.b_vfr_input )
1707         {
1708             if( lookahead_size-- > 1 )
1709                 h->lookahead->next.list[i]->i_duration = 2 * (h->lookahead->next.list[i+1]->i_pts - h->lookahead->next.list[i]->i_pts);
1710             else
1711                 h->lookahead->next.list[i]->i_duration = h->i_prev_duration;
1712         }
1713         else
1714             h->lookahead->next.list[i]->i_duration = delta_tfi_divisor[h->lookahead->next.list[i]->i_pic_struct];
1715         h->i_prev_duration = h->lookahead->next.list[i]->i_duration;
1716         h->lookahead->next.list[i]->f_duration = (double)h->lookahead->next.list[i]->i_duration
1717                                                * h->sps->vui.i_num_units_in_tick
1718                                                / h->sps->vui.i_time_scale;
1719
1720         if( h->lookahead->next.list[i]->i_frame > h->i_disp_fields_last_frame && lookahead_size > 0 )
1721         {
1722             h->lookahead->next.list[i]->i_field_cnt = h->i_disp_fields;
1723             h->i_disp_fields += h->lookahead->next.list[i]->i_duration;
1724             h->i_disp_fields_last_frame = h->lookahead->next.list[i]->i_frame;
1725         }
1726         else if( lookahead_size == 0 )
1727         {
1728             h->lookahead->next.list[i]->i_field_cnt = h->i_disp_fields;
1729             h->lookahead->next.list[i]->i_duration = h->i_prev_duration;
1730         }
1731     }
1732
1733     if( h->param.rc.b_stat_read )
1734     {
1735         /* Use the frame types from the first pass */
1736         for( int i = 0; i < h->lookahead->next.i_size; i++ )
1737             h->lookahead->next.list[i]->i_type =
1738                 x264_ratecontrol_slice_type( h, h->lookahead->next.list[i]->i_frame );
1739     }
1740     else if( (h->param.i_bframe && h->param.i_bframe_adaptive)
1741              || h->param.i_scenecut_threshold
1742              || h->param.rc.b_mb_tree
1743              || (h->param.rc.i_vbv_buffer_size && h->param.rc.i_lookahead) )
1744         x264_slicetype_analyse( h, 0 );
1745
1746     for( bframes = 0, brefs = 0;; bframes++ )
1747     {
1748         frm = h->lookahead->next.list[bframes];
1749         if( frm->i_type == X264_TYPE_BREF && h->param.i_bframe_pyramid < X264_B_PYRAMID_NORMAL &&
1750             brefs == h->param.i_bframe_pyramid )
1751         {
1752             frm->i_type = X264_TYPE_B;
1753             x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "B-ref at frame %d incompatible with B-pyramid %s \n",
1754                       frm->i_frame, x264_b_pyramid_names[h->param.i_bframe_pyramid] );
1755         }
1756         /* pyramid with multiple B-refs needs a big enough dpb that the preceding P-frame stays available.
1757            smaller dpb could be supported by smart enough use of mmco, but it's easier just to forbid it. */
1758         else if( frm->i_type == X264_TYPE_BREF && h->param.i_bframe_pyramid == X264_B_PYRAMID_NORMAL &&
1759             brefs && h->param.i_frame_reference <= (brefs+3) )
1760         {
1761             frm->i_type = X264_TYPE_B;
1762             x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "B-ref at frame %d incompatible with B-pyramid %s and %d reference frames\n",
1763                       frm->i_frame, x264_b_pyramid_names[h->param.i_bframe_pyramid], h->param.i_frame_reference );
1764         }
1765
1766         if( frm->i_type == X264_TYPE_KEYFRAME )
1767             frm->i_type = h->param.b_open_gop ? X264_TYPE_I : X264_TYPE_IDR;
1768
1769         /* Limit GOP size */
1770         if( (!h->param.b_intra_refresh || frm->i_frame == 0) && frm->i_frame - h->lookahead->i_last_keyframe >= h->param.i_keyint_max )
1771         {
1772             if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO || frm->i_type == X264_TYPE_I )
1773                 frm->i_type = h->param.b_open_gop && h->lookahead->i_last_keyframe >= 0 ? X264_TYPE_I : X264_TYPE_IDR;
1774             int warn = frm->i_type != X264_TYPE_IDR;
1775             if( warn && h->param.b_open_gop )
1776                 warn &= frm->i_type != X264_TYPE_I;
1777             if( warn )
1778             {
1779                 x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "specified frame type (%d) at %d is not compatible with keyframe interval\n", frm->i_type, frm->i_frame );
1780                 frm->i_type = h->param.b_open_gop && h->lookahead->i_last_keyframe >= 0 ? X264_TYPE_I : X264_TYPE_IDR;
1781             }
1782         }
1783         if( frm->i_type == X264_TYPE_I && frm->i_frame - h->lookahead->i_last_keyframe >= h->param.i_keyint_min )
1784         {
1785             if( h->param.b_open_gop )
1786             {
1787                 h->lookahead->i_last_keyframe = frm->i_frame; // Use display order
1788                 if( h->param.b_bluray_compat )
1789                     h->lookahead->i_last_keyframe -= bframes; // Use bluray order
1790                 frm->b_keyframe = 1;
1791             }
1792             else
1793                 frm->i_type = X264_TYPE_IDR;
1794         }
1795         if( frm->i_type == X264_TYPE_IDR )
1796         {
1797             /* Close GOP */
1798             h->lookahead->i_last_keyframe = frm->i_frame;
1799             frm->b_keyframe = 1;
1800             if( bframes > 0 )
1801             {
1802                 bframes--;
1803                 h->lookahead->next.list[bframes]->i_type = X264_TYPE_P;
1804             }
1805         }
1806
1807         if( bframes == h->param.i_bframe ||
1808             !h->lookahead->next.list[bframes+1] )
1809         {
1810             if( IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) )
1811                 x264_log( h, X264_LOG_WARNING, "specified frame type is not compatible with max B-frames\n" );
1812             if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO
1813                 || IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) )
1814                 frm->i_type = X264_TYPE_P;
1815         }
1816
1817         if( frm->i_type == X264_TYPE_BREF )
1818             brefs++;
1819
1820         if( frm->i_type == X264_TYPE_AUTO )
1821             frm->i_type = X264_TYPE_B;
1822
1823         else if( !IS_X264_TYPE_B( frm->i_type ) ) break;
1824     }
1825
1826     if( bframes )
1827         h->lookahead->next.list[bframes-1]->b_last_minigop_bframe = 1;
1828     h->lookahead->next.list[bframes]->i_bframes = bframes;
1829
1830     /* insert a bref into the sequence */
1831     if( h->param.i_bframe_pyramid && bframes > 1 && !brefs )
1832     {
1833         h->lookahead->next.list[bframes/2]->i_type = X264_TYPE_BREF;
1834         brefs++;
1835     }
1836
1837     /* calculate the frame costs ahead of time for x264_rc_analyse_slice while we still have lowres */
1838     if( h->param.rc.i_rc_method != X264_RC_CQP )
1839     {
1840         x264_mb_analysis_t a;
1841         int p0, p1, b;
1842         p1 = b = bframes + 1;
1843
1844         x264_lowres_context_init( h, &a );
1845
1846         frames[0] = h->lookahead->last_nonb;
1847         memcpy( &frames[1], h->lookahead->next.list, (bframes+1) * sizeof(x264_frame_t*) );
1848         if( IS_X264_TYPE_I( h->lookahead->next.list[bframes]->i_type ) )
1849             p0 = bframes + 1;
1850         else // P
1851             p0 = 0;
1852
1853         x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, p0, p1, b, 0 );
1854
1855         if( (p0 != p1 || bframes) && h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
1856         {
1857             /* We need the intra costs for row SATDs. */
1858             x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, b, b, b, 0 );
1859
1860             /* We need B-frame costs for row SATDs. */
1861             p0 = 0;
1862             for( b = 1; b <= bframes; b++ )
1863             {
1864                 if( frames[b]->i_type == X264_TYPE_B )
1865                     for( p1 = b; frames[p1]->i_type == X264_TYPE_B; )
1866                         p1++;
1867                 else
1868                     p1 = bframes + 1;
1869                 x264_slicetype_frame_cost( h, &a, frames, p0, p1, b, 0 );
1870                 if( frames[b]->i_type == X264_TYPE_BREF )
1871                     p0 = b;
1872             }
1873         }
1874     }
1875
1876     /* Analyse for weighted P frames */
1877     if( !h->param.rc.b_stat_read && h->lookahead->next.list[bframes]->i_type == X264_TYPE_P
1878         && h->param.analyse.i_weighted_pred >= X264_WEIGHTP_SIMPLE )
1879     {
1880         x264_emms();
1881         x264_weights_analyse( h, h->lookahead->next.list[bframes], h->lookahead->last_nonb, 0 );
1882     }
1883
1884     /* shift sequence to coded order.
1885        use a small temporary list to avoid shifting the entire next buffer around */
1886     int i_coded = h->lookahead->next.list[0]->i_frame;
1887     if( bframes )
1888     {
1889         int idx_list[] = { brefs+1, 1 };
1890         for( int i = 0; i < bframes; i++ )
1891         {
1892             int idx = idx_list[h->lookahead->next.list[i]->i_type == X264_TYPE_BREF]++;
1893             frames[idx] = h->lookahead->next.list[i];
1894             frames[idx]->i_reordered_pts = h->lookahead->next.list[idx]->i_pts;
1895         }
1896         frames[0] = h->lookahead->next.list[bframes];
1897         frames[0]->i_reordered_pts = h->lookahead->next.list[0]->i_pts;
1898         memcpy( h->lookahead->next.list, frames, (bframes+1) * sizeof(x264_frame_t*) );
1899     }
1900
1901     for( int i = 0; i <= bframes; i++ )
1902     {
1903         h->lookahead->next.list[i]->i_coded = i_coded++;
1904         if( i )
1905         {
1906             x264_calculate_durations( h, h->lookahead->next.list[i], h->lookahead->next.list[i-1], &h->i_cpb_delay, &h->i_coded_fields );
1907             h->lookahead->next.list[0]->f_planned_cpb_duration[i-1] = (double)h->lookahead->next.list[i-1]->i_cpb_duration *
1908                                                                       h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
1909         }
1910         else
1911             x264_calculate_durations( h, h->lookahead->next.list[i], NULL, &h->i_cpb_delay, &h->i_coded_fields );
1912
1913         h->lookahead->next.list[0]->f_planned_cpb_duration[i] = (double)h->lookahead->next.list[i]->i_cpb_duration *
1914                                                                 h->sps->vui.i_num_units_in_tick / h->sps->vui.i_time_scale;
1915     }
1916 }
1917
1918 int x264_rc_analyse_slice( x264_t *h )
1919 {
1920     int p0 = 0, p1, b;
1921     int cost;
1922     x264_emms();
1923
1924     if( IS_X264_TYPE_I(h->fenc->i_type) )
1925         p1 = b = 0;
1926     else if( h->fenc->i_type == X264_TYPE_P )
1927         p1 = b = h->fenc->i_bframes + 1;
1928     else //B
1929     {
1930         p1 = (h->fref_nearest[1]->i_poc - h->fref_nearest[0]->i_poc)/2;
1931         b  = (h->fenc->i_poc - h->fref_nearest[0]->i_poc)/2;
1932     }
1933     /* We don't need to assign p0/p1 since we are not performing any real analysis here. */
1934     x264_frame_t **frames = &h->fenc - b;
1935
1936     /* cost should have been already calculated by x264_slicetype_decide */
1937     cost = frames[b]->i_cost_est[b-p0][p1-b];
1938     assert( cost >= 0 );
1939
1940     if( h->param.rc.b_mb_tree && !h->param.rc.b_stat_read )
1941     {
1942         cost = x264_slicetype_frame_cost_recalculate( h, frames, p0, p1, b );
1943         if( b && h->param.rc.i_vbv_buffer_size )
1944             x264_slicetype_frame_cost_recalculate( h, frames, b, b, b );
1945     }
1946     /* In AQ, use the weighted score instead. */
1947     else if( h->param.rc.i_aq_mode )
1948         cost = frames[b]->i_cost_est_aq[b-p0][p1-b];
1949
1950     h->fenc->i_row_satd = h->fenc->i_row_satds[b-p0][p1-b];
1951     h->fdec->i_row_satd = h->fdec->i_row_satds[b-p0][p1-b];
1952     h->fdec->i_satd = cost;
1953     memcpy( h->fdec->i_row_satd, h->fenc->i_row_satd, h->mb.i_mb_height * sizeof(int) );
1954     if( !IS_X264_TYPE_I(h->fenc->i_type) )
1955         memcpy( h->fdec->i_row_satds[0][0], h->fenc->i_row_satds[0][0], h->mb.i_mb_height * sizeof(int) );
1956
1957     if( h->param.b_intra_refresh && h->param.rc.i_vbv_buffer_size && h->fenc->i_type == X264_TYPE_P )
1958     {
1959         int ip_factor = 256 * h->param.rc.f_ip_factor; /* fix8 */
1960         for( int y = 0; y < h->mb.i_mb_height; y++ )
1961         {
1962             int mb_xy = y * h->mb.i_mb_stride + h->fdec->i_pir_start_col;
1963             for( int x = h->fdec->i_pir_start_col; x <= h->fdec->i_pir_end_col; x++, mb_xy++ )
1964             {
1965                 int intra_cost = (h->fenc->i_intra_cost[mb_xy] * ip_factor + 128) >> 8;
1966                 int inter_cost = h->fenc->lowres_costs[b-p0][p1-b][mb_xy] & LOWRES_COST_MASK;
1967                 int diff = intra_cost - inter_cost;
1968                 if( h->param.rc.i_aq_mode )
1969                     h->fdec->i_row_satd[y] += (diff * frames[b]->i_inv_qscale_factor[mb_xy] + 128) >> 8;
1970                 else
1971                     h->fdec->i_row_satd[y] += diff;
1972                 cost += diff;
1973             }
1974         }
1975     }
1976
1977     if( BIT_DEPTH > 8 )
1978         for( int y = 0; y < h->mb.i_mb_height; y++ )
1979             h->fdec->i_row_satd[y] >>= (BIT_DEPTH - 8);
1980
1981     return cost >> (BIT_DEPTH - 8);
1982 }