SSSE3/SSE4/AVX 9-way fully merged i8x8 analysis (sa8d_x9)
[x262.git] / common / frame.c
1 /*****************************************************************************
2  * frame.c: frame handling
3  *****************************************************************************
4  * Copyright (C) 2003-2011 x264 project
5  *
6  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
7  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
8  *          Jason Garrett-Glaser <darkshikari@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.h"
29
30 static int align_stride( int x, int align, int disalign )
31 {
32     x = ALIGN( x, align );
33     if( !(x&(disalign-1)) )
34         x += align;
35     return x;
36 }
37
38 static int align_plane_size( int x, int disalign )
39 {
40     if( !(x&(disalign-1)) )
41         x += 128;
42     return x;
43 }
44
45 static int x264_frame_internal_csp( int external_csp )
46 {
47     switch( external_csp & X264_CSP_MASK )
48     {
49         case X264_CSP_NV12:
50         case X264_CSP_I420:
51         case X264_CSP_YV12:
52             return X264_CSP_NV12;
53         case X264_CSP_NV16:
54         case X264_CSP_I422:
55         case X264_CSP_YV16:
56             return X264_CSP_NV16;
57         case X264_CSP_I444:
58         case X264_CSP_YV24:
59         case X264_CSP_BGR:
60         case X264_CSP_BGRA:
61         case X264_CSP_RGB:
62             return X264_CSP_I444;
63         default:
64             return X264_CSP_NONE;
65     }
66 }
67
68 static x264_frame_t *x264_frame_new( x264_t *h, int b_fdec )
69 {
70     x264_frame_t *frame;
71     int i_csp = x264_frame_internal_csp( h->param.i_csp );
72     int i_mb_count = h->mb.i_mb_count;
73     int i_stride, i_width, i_lines, luma_plane_count;
74     int i_padv = PADV << PARAM_INTERLACED;
75     int align = h->param.cpu&X264_CPU_CACHELINE_64 ? 64 : h->param.cpu&X264_CPU_CACHELINE_32 ? 32 : 16;
76     int disalign = h->param.cpu&X264_CPU_ALTIVEC ? 1<<9 : 1<<10;
77
78     CHECKED_MALLOCZERO( frame, sizeof(x264_frame_t) );
79
80     /* allocate frame data (+64 for extra data for me) */
81     i_width  = h->mb.i_mb_width*16;
82     i_lines  = h->mb.i_mb_height*16;
83     i_stride = align_stride( i_width + 2*PADH, align, disalign );
84
85     if( i_csp == X264_CSP_NV12 || i_csp == X264_CSP_NV16 )
86     {
87         luma_plane_count = 1;
88         frame->i_plane = 2;
89         for( int i = 0; i < 2; i++ )
90         {
91             frame->i_width[i] = i_width >> i;
92             frame->i_lines[i] = i_lines >> (i && i_csp == X264_CSP_NV12);
93             frame->i_stride[i] = i_stride;
94         }
95     }
96     else if( i_csp == X264_CSP_I444 )
97     {
98         luma_plane_count = 3;
99         frame->i_plane = 3;
100         for( int i = 0; i < 3; i++ )
101         {
102             frame->i_width[i] = i_width;
103             frame->i_lines[i] = i_lines;
104             frame->i_stride[i] = i_stride;
105         }
106     }
107     else
108         goto fail;
109
110     frame->i_csp = i_csp;
111     frame->i_width_lowres = frame->i_width[0]/2;
112     frame->i_lines_lowres = frame->i_lines[0]/2;
113     frame->i_stride_lowres = align_stride( frame->i_width_lowres + 2*PADH, align, disalign<<1 );
114
115     for( int i = 0; i < h->param.i_bframe + 2; i++ )
116         for( int j = 0; j < h->param.i_bframe + 2; j++ )
117             CHECKED_MALLOC( frame->i_row_satds[i][j], i_lines/16 * sizeof(int) );
118
119     frame->i_poc = -1;
120     frame->i_type = X264_TYPE_AUTO;
121     frame->i_qpplus1 = X264_QP_AUTO;
122     frame->i_pts = -1;
123     frame->i_frame = -1;
124     frame->i_frame_num = -1;
125     frame->i_lines_completed = -1;
126     frame->b_fdec = b_fdec;
127     frame->i_pic_struct = PIC_STRUCT_AUTO;
128     frame->i_field_cnt = -1;
129     frame->i_duration =
130     frame->i_cpb_duration =
131     frame->i_dpb_output_delay =
132     frame->i_cpb_delay = 0;
133     frame->i_coded_fields_lookahead =
134     frame->i_cpb_delay_lookahead = -1;
135
136     frame->orig = frame;
137
138     if( i_csp == X264_CSP_NV12 || i_csp == X264_CSP_NV16 )
139     {
140         int chroma_padv = i_padv >> (i_csp == X264_CSP_NV12);
141         int chroma_plane_size = (frame->i_stride[1] * (frame->i_lines[1] + 2*chroma_padv));
142         CHECKED_MALLOC( frame->buffer[1], chroma_plane_size * sizeof(pixel) );
143         frame->plane[1] = frame->buffer[1] + frame->i_stride[1] * chroma_padv + PADH;
144         if( PARAM_INTERLACED )
145         {
146             CHECKED_MALLOC( frame->buffer_fld[1], chroma_plane_size * sizeof(pixel) );
147             frame->plane_fld[1] = frame->buffer_fld[1] + frame->i_stride[1] * chroma_padv + PADH;
148         }
149     }
150
151     /* all 4 luma planes allocated together, since the cacheline split code
152      * requires them to be in-phase wrt cacheline alignment. */
153
154     for( int p = 0; p < luma_plane_count; p++ )
155     {
156         int luma_plane_size = align_plane_size( frame->i_stride[p] * (frame->i_lines[p] + 2*i_padv), disalign );
157         if( h->param.analyse.i_subpel_refine && b_fdec )
158         {
159             /* FIXME: Don't allocate both buffers in non-adaptive MBAFF. */
160             CHECKED_MALLOC( frame->buffer[p], 4*luma_plane_size * sizeof(pixel) );
161             if( PARAM_INTERLACED )
162                 CHECKED_MALLOC( frame->buffer_fld[p], 4*luma_plane_size * sizeof(pixel) );
163             for( int i = 0; i < 4; i++ )
164             {
165                 frame->filtered[p][i] = frame->buffer[p] + i*luma_plane_size + frame->i_stride[p] * i_padv + PADH;
166                 frame->filtered_fld[p][i] = frame->buffer_fld[p] + i*luma_plane_size + frame->i_stride[p] * i_padv + PADH;
167             }
168             frame->plane[p] = frame->filtered[p][0];
169             frame->plane_fld[p] = frame->filtered_fld[p][0];
170         }
171         else
172         {
173             CHECKED_MALLOC( frame->buffer[p], luma_plane_size * sizeof(pixel) );
174             if( PARAM_INTERLACED )
175                 CHECKED_MALLOC( frame->buffer_fld[p], luma_plane_size * sizeof(pixel) );
176             frame->filtered[p][0] = frame->plane[p] = frame->buffer[p] + frame->i_stride[p] * i_padv + PADH;
177             frame->filtered_fld[p][0] = frame->plane_fld[p] = frame->buffer_fld[p] + frame->i_stride[p] * i_padv + PADH;
178         }
179     }
180
181     frame->b_duplicate = 0;
182
183     if( b_fdec ) /* fdec frame */
184     {
185         CHECKED_MALLOC( frame->mb_type, i_mb_count * sizeof(int8_t));
186         CHECKED_MALLOC( frame->mb_partition, i_mb_count * sizeof(uint8_t));
187         CHECKED_MALLOC( frame->mv[0], 2*16 * i_mb_count * sizeof(int16_t) );
188         CHECKED_MALLOC( frame->mv16x16, 2*(i_mb_count+1) * sizeof(int16_t) );
189         M32( frame->mv16x16[0] ) = 0;
190         frame->mv16x16++;
191         CHECKED_MALLOC( frame->ref[0], 4 * i_mb_count * sizeof(int8_t) );
192         if( h->param.i_bframe )
193         {
194             CHECKED_MALLOC( frame->mv[1], 2*16 * i_mb_count * sizeof(int16_t) );
195             CHECKED_MALLOC( frame->ref[1], 4 * i_mb_count * sizeof(int8_t) );
196         }
197         else
198         {
199             frame->mv[1]  = NULL;
200             frame->ref[1] = NULL;
201         }
202         CHECKED_MALLOC( frame->i_row_bits, i_lines/16 * sizeof(int) );
203         CHECKED_MALLOC( frame->f_row_qp, i_lines/16 * sizeof(float) );
204         CHECKED_MALLOC( frame->f_row_qscale, i_lines/16 * sizeof(float) );
205         if( h->param.analyse.i_me_method >= X264_ME_ESA )
206         {
207             CHECKED_MALLOC( frame->buffer[3],
208                             frame->i_stride[0] * (frame->i_lines[0] + 2*i_padv) * sizeof(uint16_t) << h->frames.b_have_sub8x8_esa );
209             frame->integral = (uint16_t*)frame->buffer[3] + frame->i_stride[0] * i_padv + PADH;
210         }
211         if( PARAM_INTERLACED )
212             CHECKED_MALLOC( frame->field, i_mb_count * sizeof(uint8_t) );
213     }
214     else /* fenc frame */
215     {
216         if( h->frames.b_have_lowres )
217         {
218             int luma_plane_size = align_plane_size( frame->i_stride_lowres * (frame->i_lines[0]/2 + 2*PADV), disalign );
219
220             CHECKED_MALLOC( frame->buffer_lowres[0], 4 * luma_plane_size * sizeof(pixel) );
221             for( int i = 0; i < 4; i++ )
222                 frame->lowres[i] = frame->buffer_lowres[0] + (frame->i_stride_lowres * PADV + PADH) + i * luma_plane_size;
223
224             for( int j = 0; j <= !!h->param.i_bframe; j++ )
225                 for( int i = 0; i <= h->param.i_bframe; i++ )
226                 {
227                     CHECKED_MALLOCZERO( frame->lowres_mvs[j][i], 2*h->mb.i_mb_count*sizeof(int16_t) );
228                     CHECKED_MALLOC( frame->lowres_mv_costs[j][i], h->mb.i_mb_count*sizeof(int) );
229                 }
230             CHECKED_MALLOC( frame->i_propagate_cost, (i_mb_count+7) * sizeof(uint16_t) );
231             for( int j = 0; j <= h->param.i_bframe+1; j++ )
232                 for( int i = 0; i <= h->param.i_bframe+1; i++ )
233                     CHECKED_MALLOC( frame->lowres_costs[j][i], (i_mb_count+3) * sizeof(uint16_t) );
234             frame->i_intra_cost = frame->lowres_costs[0][0];
235             memset( frame->i_intra_cost, -1, (i_mb_count+3) * sizeof(uint16_t) );
236         }
237         if( h->param.rc.i_aq_mode )
238         {
239             CHECKED_MALLOC( frame->f_qp_offset, h->mb.i_mb_count * sizeof(float) );
240             CHECKED_MALLOC( frame->f_qp_offset_aq, h->mb.i_mb_count * sizeof(float) );
241             if( h->frames.b_have_lowres )
242                 /* shouldn't really be initialized, just silences a valgrind false-positive in x264_mbtree_propagate_cost_sse2 */
243                 CHECKED_MALLOCZERO( frame->i_inv_qscale_factor, (h->mb.i_mb_count+3) * sizeof(uint16_t) );
244         }
245     }
246
247     if( x264_pthread_mutex_init( &frame->mutex, NULL ) )
248         goto fail;
249     if( x264_pthread_cond_init( &frame->cv, NULL ) )
250         goto fail;
251
252     return frame;
253
254 fail:
255     x264_free( frame );
256     return NULL;
257 }
258
259 void x264_frame_delete( x264_frame_t *frame )
260 {
261     /* Duplicate frames are blank copies of real frames (including pointers),
262      * so freeing those pointers would cause a double free later. */
263     if( !frame->b_duplicate )
264     {
265         for( int i = 0; i < 4; i++ )
266         {
267             x264_free( frame->buffer[i] );
268             x264_free( frame->buffer_fld[i] );
269         }
270         for( int i = 0; i < 4; i++ )
271             x264_free( frame->buffer_lowres[i] );
272         for( int i = 0; i < X264_BFRAME_MAX+2; i++ )
273             for( int j = 0; j < X264_BFRAME_MAX+2; j++ )
274                 x264_free( frame->i_row_satds[i][j] );
275         for( int j = 0; j < 2; j++ )
276             for( int i = 0; i <= X264_BFRAME_MAX; i++ )
277             {
278                 x264_free( frame->lowres_mvs[j][i] );
279                 x264_free( frame->lowres_mv_costs[j][i] );
280             }
281         x264_free( frame->i_propagate_cost );
282         for( int j = 0; j <= X264_BFRAME_MAX+1; j++ )
283             for( int i = 0; i <= X264_BFRAME_MAX+1; i++ )
284                 x264_free( frame->lowres_costs[j][i] );
285         x264_free( frame->f_qp_offset );
286         x264_free( frame->f_qp_offset_aq );
287         x264_free( frame->i_inv_qscale_factor );
288         x264_free( frame->i_row_bits );
289         x264_free( frame->f_row_qp );
290         x264_free( frame->f_row_qscale );
291         x264_free( frame->field );
292         x264_free( frame->mb_type );
293         x264_free( frame->mb_partition );
294         x264_free( frame->mv[0] );
295         x264_free( frame->mv[1] );
296         if( frame->mv16x16 )
297             x264_free( frame->mv16x16-1 );
298         x264_free( frame->ref[0] );
299         x264_free( frame->ref[1] );
300         x264_pthread_mutex_destroy( &frame->mutex );
301         x264_pthread_cond_destroy( &frame->cv );
302     }
303     x264_free( frame );
304 }
305
306 static int get_plane_ptr( x264_t *h, x264_picture_t *src, uint8_t **pix, int *stride, int plane, int xshift, int yshift )
307 {
308     int width = h->param.i_width >> xshift;
309     int height = h->param.i_height >> yshift;
310     *pix = src->img.plane[plane];
311     *stride = src->img.i_stride[plane];
312     if( src->img.i_csp & X264_CSP_VFLIP )
313     {
314         *pix += (height-1) * *stride;
315         *stride = -*stride;
316     }
317     if( width > abs(*stride) )
318     {
319         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "Input picture width (%d) is greater than stride (%d)\n", width, *stride );
320         return -1;
321     }
322     return 0;
323 }
324
325 #define get_plane_ptr(...) do{ if( get_plane_ptr(__VA_ARGS__) < 0 ) return -1; }while(0)
326
327 int x264_frame_copy_picture( x264_t *h, x264_frame_t *dst, x264_picture_t *src )
328 {
329     int i_csp = src->img.i_csp & X264_CSP_MASK;
330     if( i_csp <= X264_CSP_NONE || i_csp >= X264_CSP_MAX )
331     {
332         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "Invalid input colorspace\n" );
333         return -1;
334     }
335
336 #if HIGH_BIT_DEPTH
337     if( !(src->img.i_csp & X264_CSP_HIGH_DEPTH) )
338     {
339         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "This build of x264 requires high depth input. Rebuild to support 8-bit input.\n" );
340         return -1;
341     }
342 #else
343     if( src->img.i_csp & X264_CSP_HIGH_DEPTH )
344     {
345         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "This build of x264 requires 8-bit input. Rebuild to support high depth input.\n" );
346         return -1;
347     }
348 #endif
349
350     dst->i_type     = src->i_type;
351     dst->i_qpplus1  = src->i_qpplus1;
352     dst->i_pts      = dst->i_reordered_pts = src->i_pts;
353     dst->param      = src->param;
354     dst->i_pic_struct = src->i_pic_struct;
355     dst->extra_sei  = src->extra_sei;
356
357     uint8_t *pix[3];
358     int stride[3];
359     if ( i_csp >= X264_CSP_BGR )
360     {
361          stride[0] = src->img.i_stride[0];
362          pix[0] = src->img.plane[0];
363          if( src->img.i_csp & X264_CSP_VFLIP )
364          {
365              pix[0] += (h->param.i_height-1) * stride[0];
366              stride[0] = -stride[0];
367          }
368          int b = i_csp==X264_CSP_RGB ? 2 : 0;
369          h->mc.plane_copy_deinterleave_rgb( dst->plane[1], dst->i_stride[1],
370                                             dst->plane[b], dst->i_stride[b],
371                                             dst->plane[2-b], dst->i_stride[2-b],
372                                             (pixel*)pix[0], stride[0]/sizeof(pixel), i_csp==X264_CSP_BGRA ? 4 : 3, h->param.i_width, h->param.i_height );
373     }
374     else
375     {
376         int v_shift = CHROMA_V_SHIFT;
377         get_plane_ptr( h, src, &pix[0], &stride[0], 0, 0, 0 );
378         h->mc.plane_copy( dst->plane[0], dst->i_stride[0], (pixel*)pix[0],
379                           stride[0]/sizeof(pixel), h->param.i_width, h->param.i_height );
380         if( i_csp == X264_CSP_NV12 || i_csp == X264_CSP_NV16 )
381         {
382             get_plane_ptr( h, src, &pix[1], &stride[1], 1, 0, v_shift );
383             h->mc.plane_copy( dst->plane[1], dst->i_stride[1], (pixel*)pix[1],
384                               stride[1]/sizeof(pixel), h->param.i_width, h->param.i_height>>v_shift );
385         }
386         else if( i_csp == X264_CSP_I420 || i_csp == X264_CSP_I422 || i_csp == X264_CSP_YV12 || i_csp == X264_CSP_YV16 )
387         {
388             int uv_swap = i_csp == X264_CSP_YV12 || i_csp == X264_CSP_YV16;
389             get_plane_ptr( h, src, &pix[1], &stride[1], uv_swap ? 2 : 1, 1, v_shift );
390             get_plane_ptr( h, src, &pix[2], &stride[2], uv_swap ? 1 : 2, 1, v_shift );
391             h->mc.plane_copy_interleave( dst->plane[1], dst->i_stride[1],
392                                          (pixel*)pix[1], stride[1]/sizeof(pixel),
393                                          (pixel*)pix[2], stride[2]/sizeof(pixel),
394                                          h->param.i_width>>1, h->param.i_height>>v_shift );
395         }
396         else //if( i_csp == X264_CSP_I444 || i_csp == X264_CSP_YV24 )
397         {
398             get_plane_ptr( h, src, &pix[1], &stride[1], i_csp==X264_CSP_I444 ? 1 : 2, 0, 0 );
399             get_plane_ptr( h, src, &pix[2], &stride[2], i_csp==X264_CSP_I444 ? 2 : 1, 0, 0 );
400             h->mc.plane_copy( dst->plane[1], dst->i_stride[1], (pixel*)pix[1],
401                               stride[1]/sizeof(pixel), h->param.i_width, h->param.i_height );
402             h->mc.plane_copy( dst->plane[2], dst->i_stride[2], (pixel*)pix[2],
403                               stride[2]/sizeof(pixel), h->param.i_width, h->param.i_height );
404         }
405     }
406     return 0;
407 }
408
409 static void ALWAYS_INLINE pixel_memset( pixel *dst, pixel *src, int len, int size )
410 {
411     uint8_t *dstp = (uint8_t*)dst;
412     uint32_t v1 = *src;
413     uint32_t v2 = size == 1 ? v1 + (v1 <<  8) : M16( src );
414     uint32_t v4 = size <= 2 ? v2 + (v2 << 16) : M32( src );
415     int i = 0;
416     len *= size;
417
418     /* Align the input pointer if it isn't already */
419     if( (intptr_t)dstp & (WORD_SIZE - 1) )
420     {
421         if( size <= 2 && ((intptr_t)dstp & 3) )
422         {
423             if( size == 1 && ((intptr_t)dstp & 1) )
424                 dstp[i++] = v1;
425             if( (intptr_t)dstp & 2 )
426             {
427                 M16( dstp+i ) = v2;
428                 i += 2;
429             }
430         }
431         if( WORD_SIZE == 8 && (intptr_t)dstp & 4 )
432         {
433             M32( dstp+i ) = v4;
434             i += 4;
435         }
436     }
437
438     /* Main copy loop */
439     if( WORD_SIZE == 8 )
440     {
441         uint64_t v8 = v4 + ((uint64_t)v4<<32);
442         for( ; i < len - 7; i+=8 )
443             M64( dstp+i ) = v8;
444     }
445     for( ; i < len - 3; i+=4 )
446         M32( dstp+i ) = v4;
447
448     /* Finish up the last few bytes */
449     if( size <= 2 )
450     {
451         if( i < len - 1 )
452         {
453             M16( dstp+i ) = v2;
454             i += 2;
455         }
456         if( size == 1 && i != len )
457             dstp[i] = v1;
458     }
459 }
460
461 static void ALWAYS_INLINE plane_expand_border( pixel *pix, int i_stride, int i_width, int i_height, int i_padh, int i_padv, int b_pad_top, int b_pad_bottom, int b_chroma )
462 {
463 #define PPIXEL(x, y) ( pix + (x) + (y)*i_stride )
464     for( int y = 0; y < i_height; y++ )
465     {
466         /* left band */
467         pixel_memset( PPIXEL(-i_padh, y), PPIXEL(0, y), i_padh>>b_chroma, sizeof(pixel)<<b_chroma );
468         /* right band */
469         pixel_memset( PPIXEL(i_width, y), PPIXEL(i_width-1-b_chroma, y), i_padh>>b_chroma, sizeof(pixel)<<b_chroma );
470     }
471     /* upper band */
472     if( b_pad_top )
473         for( int y = 0; y < i_padv; y++ )
474             memcpy( PPIXEL(-i_padh, -y-1), PPIXEL(-i_padh, 0), (i_width+2*i_padh) * sizeof(pixel) );
475     /* lower band */
476     if( b_pad_bottom )
477         for( int y = 0; y < i_padv; y++ )
478             memcpy( PPIXEL(-i_padh, i_height+y), PPIXEL(-i_padh, i_height-1), (i_width+2*i_padh) * sizeof(pixel) );
479 #undef PPIXEL
480 }
481
482 void x264_frame_expand_border( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int mb_y, int b_end )
483 {
484     int b_start = !mb_y;
485     if( mb_y & SLICE_MBAFF )
486         return;
487     for( int i = 0; i < frame->i_plane; i++ )
488     {
489         int h_shift = i && CHROMA_H_SHIFT;
490         int v_shift = i && CHROMA_V_SHIFT;
491         int stride = frame->i_stride[i];
492         int width = 16*h->mb.i_mb_width;
493         int height = (b_end ? 16*(h->mb.i_mb_height - mb_y) >> SLICE_MBAFF : 16) >> v_shift;
494         int padh = PADH;
495         int padv = PADV >> v_shift;
496         // buffer: 2 chroma, 3 luma (rounded to 4) because deblocking goes beyond the top of the mb
497         if( b_end && !b_start )
498             height += 4 >> (v_shift + SLICE_MBAFF);
499         pixel *pix;
500         if( SLICE_MBAFF )
501         {
502             // border samples for each field are extended separately
503             pix = frame->plane_fld[i] + X264_MAX(0, (16*mb_y-4)*stride >> v_shift);
504             plane_expand_border( pix, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end, h_shift );
505             plane_expand_border( pix+stride, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end, h_shift );
506
507             height = (b_end ? 16*(h->mb.i_mb_height - mb_y) : 32) >> v_shift;
508             if( b_end && !b_start )
509                 height += 4 >> v_shift;
510             pix = frame->plane[i] + X264_MAX(0, (16*mb_y-4)*stride >> v_shift);
511             plane_expand_border( pix, stride, width, height, padh, padv, b_start, b_end, h_shift );
512         }
513         else
514         {
515             pix = frame->plane[i] + X264_MAX(0, (16*mb_y-4)*stride >> v_shift);
516             plane_expand_border( pix, stride, width, height, padh, padv, b_start, b_end, h_shift );
517         }
518     }
519 }
520
521 void x264_frame_expand_border_filtered( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int mb_y, int b_end )
522 {
523     /* during filtering, 8 extra pixels were filtered on each edge,
524      * but up to 3 of the horizontal ones may be wrong.
525        we want to expand border from the last filtered pixel */
526     int b_start = !mb_y;
527     int width = 16*h->mb.i_mb_width + 8;
528     int height = b_end ? (16*(h->mb.i_mb_height - mb_y) >> SLICE_MBAFF) + 16 : 16;
529     int padh = PADH - 4;
530     int padv = PADV - 8;
531     for( int p = 0; p < (CHROMA444 ? 3 : 1); p++ )
532         for( int i = 1; i < 4; i++ )
533         {
534             int stride = frame->i_stride[p];
535             // buffer: 8 luma, to match the hpel filter
536             pixel *pix;
537             if( SLICE_MBAFF )
538             {
539                 pix = frame->filtered_fld[p][i] + (16*mb_y - 16) * stride - 4;
540                 plane_expand_border( pix, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end, 0 );
541                 plane_expand_border( pix+stride, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end, 0 );
542             }
543
544             pix = frame->filtered[p][i] + (16*mb_y - 8) * stride - 4;
545             plane_expand_border( pix, stride, width, height << SLICE_MBAFF, padh, padv, b_start, b_end, 0 );
546         }
547 }
548
549 void x264_frame_expand_border_lowres( x264_frame_t *frame )
550 {
551     for( int i = 0; i < 4; i++ )
552         plane_expand_border( frame->lowres[i], frame->i_stride_lowres, frame->i_width_lowres, frame->i_lines_lowres, PADH, PADV, 1, 1, 0 );
553 }
554
555 void x264_frame_expand_border_chroma( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int plane )
556 {
557     int v_shift = CHROMA_V_SHIFT;
558     plane_expand_border( frame->plane[plane], frame->i_stride[plane], 16*h->mb.i_mb_width, 16*h->mb.i_mb_height>>v_shift,
559                          PADH, PADV>>v_shift, 1, 1, CHROMA_H_SHIFT );
560 }
561
562 void x264_frame_expand_border_mod16( x264_t *h, x264_frame_t *frame )
563 {
564     for( int i = 0; i < frame->i_plane; i++ )
565     {
566         int i_width = h->param.i_width;
567         int h_shift = i && CHROMA_H_SHIFT;
568         int v_shift = i && CHROMA_V_SHIFT;
569         int i_height = h->param.i_height >> v_shift;
570         int i_padx = (h->mb.i_mb_width * 16 - h->param.i_width);
571         int i_pady = (h->mb.i_mb_height * 16 - h->param.i_height) >> v_shift;
572
573         if( i_padx )
574         {
575             for( int y = 0; y < i_height; y++ )
576                 pixel_memset( &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i] + i_width],
577                               &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i] + i_width - 1-h_shift],
578                               i_padx>>h_shift, sizeof(pixel)<<h_shift );
579         }
580         if( i_pady )
581         {
582             for( int y = i_height; y < i_height + i_pady; y++ )
583                 memcpy( &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i]],
584                         &frame->plane[i][(i_height-(~y&PARAM_INTERLACED)-1)*frame->i_stride[i]],
585                         (i_width + i_padx) * sizeof(pixel) );
586         }
587     }
588 }
589
590 void x264_expand_border_mbpair( x264_t *h, int mb_x, int mb_y )
591 {
592     for( int i = 0; i < h->fenc->i_plane; i++ )
593     {
594         int v_shift = i && CHROMA_V_SHIFT;
595         int stride = h->fenc->i_stride[i];
596         int height = h->param.i_height >> v_shift;
597         int pady = (h->mb.i_mb_height * 16 - h->param.i_height) >> v_shift;
598         pixel *fenc = h->fenc->plane[i] + 16*mb_x;
599         for( int y = height; y < height + pady; y++ )
600             memcpy( fenc + y*stride, fenc + (height-1)*stride, 16*sizeof(pixel) );
601     }
602 }
603
604 /* threading */
605 void x264_frame_cond_broadcast( x264_frame_t *frame, int i_lines_completed )
606 {
607     x264_pthread_mutex_lock( &frame->mutex );
608     frame->i_lines_completed = i_lines_completed;
609     x264_pthread_cond_broadcast( &frame->cv );
610     x264_pthread_mutex_unlock( &frame->mutex );
611 }
612
613 void x264_frame_cond_wait( x264_frame_t *frame, int i_lines_completed )
614 {
615     x264_pthread_mutex_lock( &frame->mutex );
616     while( frame->i_lines_completed < i_lines_completed )
617         x264_pthread_cond_wait( &frame->cv, &frame->mutex );
618     x264_pthread_mutex_unlock( &frame->mutex );
619 }
620
621 /* list operators */
622
623 void x264_frame_push( x264_frame_t **list, x264_frame_t *frame )
624 {
625     int i = 0;
626     while( list[i] ) i++;
627     list[i] = frame;
628 }
629
630 x264_frame_t *x264_frame_pop( x264_frame_t **list )
631 {
632     x264_frame_t *frame;
633     int i = 0;
634     assert( list[0] );
635     while( list[i+1] ) i++;
636     frame = list[i];
637     list[i] = NULL;
638     return frame;
639 }
640
641 void x264_frame_unshift( x264_frame_t **list, x264_frame_t *frame )
642 {
643     int i = 0;
644     while( list[i] ) i++;
645     while( i-- )
646         list[i+1] = list[i];
647     list[0] = frame;
648 }
649
650 x264_frame_t *x264_frame_shift( x264_frame_t **list )
651 {
652     x264_frame_t *frame = list[0];
653     int i;
654     for( i = 0; list[i]; i++ )
655         list[i] = list[i+1];
656     assert(frame);
657     return frame;
658 }
659
660 void x264_frame_push_unused( x264_t *h, x264_frame_t *frame )
661 {
662     assert( frame->i_reference_count > 0 );
663     frame->i_reference_count--;
664     if( frame->i_reference_count == 0 )
665         x264_frame_push( h->frames.unused[frame->b_fdec], frame );
666 }
667
668 x264_frame_t *x264_frame_pop_unused( x264_t *h, int b_fdec )
669 {
670     x264_frame_t *frame;
671     if( h->frames.unused[b_fdec][0] )
672         frame = x264_frame_pop( h->frames.unused[b_fdec] );
673     else
674         frame = x264_frame_new( h, b_fdec );
675     if( !frame )
676         return NULL;
677     frame->b_last_minigop_bframe = 0;
678     frame->i_reference_count = 1;
679     frame->b_intra_calculated = 0;
680     frame->b_scenecut = 1;
681     frame->b_keyframe = 0;
682     frame->b_corrupt = 0;
683
684     memset( frame->weight, 0, sizeof(frame->weight) );
685     memset( frame->f_weighted_cost_delta, 0, sizeof(frame->f_weighted_cost_delta) );
686
687     return frame;
688 }
689
690 void x264_frame_push_blank_unused( x264_t *h, x264_frame_t *frame )
691 {
692     assert( frame->i_reference_count > 0 );
693     frame->i_reference_count--;
694     if( frame->i_reference_count == 0 )
695         x264_frame_push( h->frames.blank_unused, frame );
696 }
697
698 x264_frame_t *x264_frame_pop_blank_unused( x264_t *h )
699 {
700     x264_frame_t *frame;
701     if( h->frames.blank_unused[0] )
702         frame = x264_frame_pop( h->frames.blank_unused );
703     else
704         frame = x264_malloc( sizeof(x264_frame_t) );
705     if( !frame )
706         return NULL;
707     frame->b_duplicate = 1;
708     frame->i_reference_count = 1;
709     return frame;
710 }
711
712 void x264_weight_scale_plane( x264_t *h, pixel *dst, int i_dst_stride, pixel *src, int i_src_stride,
713                          int i_width, int i_height, x264_weight_t *w )
714 {
715     /* Weight horizontal strips of height 16. This was found to be the optimal height
716      * in terms of the cache loads. */
717     while( i_height > 0 )
718     {
719         int x;
720         for( x = 0; x < i_width-8; x += 16 )
721             w->weightfn[16>>2]( dst+x, i_dst_stride, src+x, i_src_stride, w, X264_MIN( i_height, 16 ) );
722         if( x < i_width )
723             w->weightfn[ 8>>2]( dst+x, i_dst_stride, src+x, i_src_stride, w, X264_MIN( i_height, 16 ) );
724         i_height -= 16;
725         dst += 16 * i_dst_stride;
726         src += 16 * i_src_stride;
727     }
728 }
729
730 void x264_frame_delete_list( x264_frame_t **list )
731 {
732     int i = 0;
733     if( !list )
734         return;
735     while( list[i] )
736         x264_frame_delete( list[i++] );
737     x264_free( list );
738 }
739
740 int x264_sync_frame_list_init( x264_sync_frame_list_t *slist, int max_size )
741 {
742     if( max_size < 0 )
743         return -1;
744     slist->i_max_size = max_size;
745     slist->i_size = 0;
746     CHECKED_MALLOCZERO( slist->list, (max_size+1) * sizeof(x264_frame_t*) );
747     if( x264_pthread_mutex_init( &slist->mutex, NULL ) ||
748         x264_pthread_cond_init( &slist->cv_fill, NULL ) ||
749         x264_pthread_cond_init( &slist->cv_empty, NULL ) )
750         return -1;
751     return 0;
752 fail:
753     return -1;
754 }
755
756 void x264_sync_frame_list_delete( x264_sync_frame_list_t *slist )
757 {
758     x264_pthread_mutex_destroy( &slist->mutex );
759     x264_pthread_cond_destroy( &slist->cv_fill );
760     x264_pthread_cond_destroy( &slist->cv_empty );
761     x264_frame_delete_list( slist->list );
762 }
763
764 void x264_sync_frame_list_push( x264_sync_frame_list_t *slist, x264_frame_t *frame )
765 {
766     x264_pthread_mutex_lock( &slist->mutex );
767     while( slist->i_size == slist->i_max_size )
768         x264_pthread_cond_wait( &slist->cv_empty, &slist->mutex );
769     slist->list[ slist->i_size++ ] = frame;
770     x264_pthread_mutex_unlock( &slist->mutex );
771     x264_pthread_cond_broadcast( &slist->cv_fill );
772 }
773
774 x264_frame_t *x264_sync_frame_list_pop( x264_sync_frame_list_t *slist )
775 {
776     x264_frame_t *frame;
777     x264_pthread_mutex_lock( &slist->mutex );
778     while( !slist->i_size )
779         x264_pthread_cond_wait( &slist->cv_fill, &slist->mutex );
780     frame = slist->list[ --slist->i_size ];
781     slist->list[ slist->i_size ] = NULL;
782     x264_pthread_cond_broadcast( &slist->cv_empty );
783     x264_pthread_mutex_unlock( &slist->mutex );
784     return frame;
785 }