55db1f6d333950a1529b8a50deb62f7d4b3bd02f
[x262.git] / common / frame.c
1 /*****************************************************************************
2  * frame.c: frame handling
3  *****************************************************************************
4  * Copyright (C) 2003-2013 x264 project
5  *
6  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
7  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
8  *          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 = 16;
76 #if ARCH_X86 || ARCH_X86_64
77     if( h->param.cpu&X264_CPU_CACHELINE_64 )
78         align = 64;
79     else if( h->param.cpu&X264_CPU_CACHELINE_32 || h->param.cpu&X264_CPU_AVX2 )
80         align = 32;
81 #endif
82 #if ARCH_PPC
83     int disalign = 1<<9;
84 #else
85     int disalign = 1<<10;
86 #endif
87
88     CHECKED_MALLOCZERO( frame, sizeof(x264_frame_t) );
89     PREALLOC_INIT
90
91     /* allocate frame data (+64 for extra data for me) */
92     i_width  = h->mb.i_mb_width*16;
93     i_lines  = h->mb.i_mb_height*16;
94     i_stride = align_stride( i_width + 2*PADH, align, disalign );
95
96     if( i_csp == X264_CSP_NV12 || i_csp == X264_CSP_NV16 )
97     {
98         luma_plane_count = 1;
99         frame->i_plane = 2;
100         for( int i = 0; i < 2; i++ )
101         {
102             frame->i_width[i] = i_width >> i;
103             frame->i_lines[i] = i_lines >> (i && i_csp == X264_CSP_NV12);
104             frame->i_stride[i] = i_stride;
105         }
106     }
107     else if( i_csp == X264_CSP_I444 )
108     {
109         luma_plane_count = 3;
110         frame->i_plane = 3;
111         for( int i = 0; i < 3; i++ )
112         {
113             frame->i_width[i] = i_width;
114             frame->i_lines[i] = i_lines;
115             frame->i_stride[i] = i_stride;
116         }
117     }
118     else
119         goto fail;
120
121     frame->i_csp = i_csp;
122     frame->i_width_lowres = frame->i_width[0]/2;
123     frame->i_lines_lowres = frame->i_lines[0]/2;
124     frame->i_stride_lowres = align_stride( frame->i_width_lowres + 2*PADH, align, disalign<<1 );
125
126     for( int i = 0; i < h->param.i_bframe + 2; i++ )
127         for( int j = 0; j < h->param.i_bframe + 2; j++ )
128             PREALLOC( frame->i_row_satds[i][j], i_lines/16 * sizeof(int) );
129
130     frame->i_poc = -1;
131     frame->i_type = X264_TYPE_AUTO;
132     frame->i_qpplus1 = X264_QP_AUTO;
133     frame->i_pts = -1;
134     frame->i_frame = -1;
135     frame->i_frame_num = -1;
136     frame->i_lines_completed = -1;
137     frame->b_fdec = b_fdec;
138     frame->i_pic_struct = PIC_STRUCT_AUTO;
139     frame->i_field_cnt = -1;
140     frame->i_duration =
141     frame->i_cpb_duration =
142     frame->i_dpb_output_delay =
143     frame->i_cpb_delay = 0;
144     frame->i_coded_fields_lookahead =
145     frame->i_cpb_delay_lookahead = -1;
146
147     frame->orig = frame;
148
149     if( i_csp == X264_CSP_NV12 || i_csp == X264_CSP_NV16 )
150     {
151         int chroma_padv = i_padv >> (i_csp == X264_CSP_NV12);
152         int chroma_plane_size = (frame->i_stride[1] * (frame->i_lines[1] + 2*chroma_padv));
153         PREALLOC( frame->buffer[1], chroma_plane_size * sizeof(pixel) );
154         if( PARAM_INTERLACED )
155             PREALLOC( frame->buffer_fld[1], chroma_plane_size * sizeof(pixel) );
156     }
157
158     /* all 4 luma planes allocated together, since the cacheline split code
159      * requires them to be in-phase wrt cacheline alignment. */
160
161     for( int p = 0; p < luma_plane_count; p++ )
162     {
163         int luma_plane_size = align_plane_size( frame->i_stride[p] * (frame->i_lines[p] + 2*i_padv), disalign );
164         if( h->param.analyse.i_subpel_refine && b_fdec )
165         {
166             /* FIXME: Don't allocate both buffers in non-adaptive MBAFF. */
167             PREALLOC( frame->buffer[p], 4*luma_plane_size * sizeof(pixel) );
168             if( PARAM_INTERLACED )
169                 PREALLOC( frame->buffer_fld[p], 4*luma_plane_size * sizeof(pixel) );
170         }
171         else
172         {
173             PREALLOC( frame->buffer[p], luma_plane_size * sizeof(pixel) );
174             if( PARAM_INTERLACED )
175                 PREALLOC( frame->buffer_fld[p], luma_plane_size * sizeof(pixel) );
176         }
177     }
178
179     frame->b_duplicate = 0;
180
181     if( b_fdec ) /* fdec frame */
182     {
183         PREALLOC( frame->mb_type, i_mb_count * sizeof(int8_t) );
184         PREALLOC( frame->mb_partition, i_mb_count * sizeof(uint8_t) );
185         PREALLOC( frame->mv[0], 2*16 * i_mb_count * sizeof(int16_t) );
186         PREALLOC( frame->mv16x16, 2*(i_mb_count+1) * sizeof(int16_t) );
187         PREALLOC( frame->ref[0], 4 * i_mb_count * sizeof(int8_t) );
188         if( h->param.i_bframe )
189         {
190             PREALLOC( frame->mv[1], 2*16 * i_mb_count * sizeof(int16_t) );
191             PREALLOC( frame->ref[1], 4 * i_mb_count * sizeof(int8_t) );
192         }
193         else
194         {
195             frame->mv[1]  = NULL;
196             frame->ref[1] = NULL;
197         }
198         PREALLOC( frame->i_row_bits, i_lines/16 * sizeof(int) );
199         PREALLOC( frame->f_row_qp, i_lines/16 * sizeof(float) );
200         PREALLOC( frame->f_row_qscale, i_lines/16 * sizeof(float) );
201         if( h->param.analyse.i_me_method >= X264_ME_ESA )
202             PREALLOC( frame->buffer[3], frame->i_stride[0] * (frame->i_lines[0] + 2*i_padv) * sizeof(uint16_t) << h->frames.b_have_sub8x8_esa );
203         if( PARAM_INTERLACED )
204             PREALLOC( frame->field, i_mb_count * sizeof(uint8_t) );
205         if( h->param.analyse.b_mb_info )
206             PREALLOC( frame->effective_qp, i_mb_count * sizeof(uint8_t) );
207     }
208     else /* fenc frame */
209     {
210         if( h->frames.b_have_lowres )
211         {
212             int luma_plane_size = align_plane_size( frame->i_stride_lowres * (frame->i_lines[0]/2 + 2*PADV), disalign );
213
214             PREALLOC( frame->buffer_lowres[0], 4 * luma_plane_size * sizeof(pixel) );
215
216             for( int j = 0; j <= !!h->param.i_bframe; j++ )
217                 for( int i = 0; i <= h->param.i_bframe; i++ )
218                 {
219                     PREALLOC( frame->lowres_mvs[j][i], 2*h->mb.i_mb_count*sizeof(int16_t) );
220                     PREALLOC( frame->lowres_mv_costs[j][i], h->mb.i_mb_count*sizeof(int) );
221                 }
222             PREALLOC( frame->i_propagate_cost, (i_mb_count+7) * sizeof(uint16_t) );
223             for( int j = 0; j <= h->param.i_bframe+1; j++ )
224                 for( int i = 0; i <= h->param.i_bframe+1; i++ )
225                     PREALLOC( frame->lowres_costs[j][i], (i_mb_count+3) * sizeof(uint16_t) );
226
227         }
228         if( h->param.rc.i_aq_mode )
229         {
230             PREALLOC( frame->f_qp_offset, h->mb.i_mb_count * sizeof(float) );
231             PREALLOC( frame->f_qp_offset_aq, h->mb.i_mb_count * sizeof(float) );
232             if( h->frames.b_have_lowres )
233                 PREALLOC( frame->i_inv_qscale_factor, (h->mb.i_mb_count+3) * sizeof(uint16_t) );
234         }
235     }
236
237     PREALLOC_END( frame->base );
238
239     if( i_csp == X264_CSP_NV12 || i_csp == X264_CSP_NV16 )
240     {
241         int chroma_padv = i_padv >> (i_csp == X264_CSP_NV12);
242         frame->plane[1] = frame->buffer[1] + frame->i_stride[1] * chroma_padv + PADH;
243         if( PARAM_INTERLACED )
244             frame->plane_fld[1] = frame->buffer_fld[1] + frame->i_stride[1] * chroma_padv + PADH;
245     }
246
247     for( int p = 0; p < luma_plane_count; p++ )
248     {
249         int luma_plane_size = align_plane_size( frame->i_stride[p] * (frame->i_lines[p] + 2*i_padv), disalign );
250         if( h->param.analyse.i_subpel_refine && b_fdec )
251         {
252             for( int i = 0; i < 4; i++ )
253             {
254                 frame->filtered[p][i] = frame->buffer[p] + i*luma_plane_size + frame->i_stride[p] * i_padv + PADH;
255                 frame->filtered_fld[p][i] = frame->buffer_fld[p] + i*luma_plane_size + frame->i_stride[p] * i_padv + PADH;
256             }
257             frame->plane[p] = frame->filtered[p][0];
258             frame->plane_fld[p] = frame->filtered_fld[p][0];
259         }
260         else
261         {
262             frame->filtered[p][0] = frame->plane[p] = frame->buffer[p] + frame->i_stride[p] * i_padv + PADH;
263             frame->filtered_fld[p][0] = frame->plane_fld[p] = frame->buffer_fld[p] + frame->i_stride[p] * i_padv + PADH;
264         }
265     }
266
267     if( b_fdec )
268     {
269         M32( frame->mv16x16[0] ) = 0;
270         frame->mv16x16++;
271
272         if( h->param.analyse.i_me_method >= X264_ME_ESA )
273             frame->integral = (uint16_t*)frame->buffer[3] + frame->i_stride[0] * i_padv + PADH;
274     }
275     else
276     {
277         if( h->frames.b_have_lowres )
278         {
279             int luma_plane_size = align_plane_size( frame->i_stride_lowres * (frame->i_lines[0]/2 + 2*PADV), disalign );
280             for( int i = 0; i < 4; i++ )
281                 frame->lowres[i] = frame->buffer_lowres[0] + (frame->i_stride_lowres * PADV + PADH) + i * luma_plane_size;
282
283             for( int j = 0; j <= !!h->param.i_bframe; j++ )
284                 for( int i = 0; i <= h->param.i_bframe; i++ )
285                     memset( frame->lowres_mvs[j][i], 0, 2*h->mb.i_mb_count*sizeof(int16_t) );
286
287             frame->i_intra_cost = frame->lowres_costs[0][0];
288             memset( frame->i_intra_cost, -1, (i_mb_count+3) * sizeof(uint16_t) );
289
290             if( h->param.rc.i_aq_mode )
291                 /* shouldn't really be initialized, just silences a valgrind false-positive in x264_mbtree_propagate_cost_sse2 */
292                 memset( frame->i_inv_qscale_factor, 0, (h->mb.i_mb_count+3) * sizeof(uint16_t) );
293         }
294     }
295
296     if( x264_pthread_mutex_init( &frame->mutex, NULL ) )
297         goto fail;
298     if( x264_pthread_cond_init( &frame->cv, NULL ) )
299         goto fail;
300
301 #if HAVE_OPENCL
302     frame->opencl.ocl = h->opencl.ocl;
303 #endif
304
305     return frame;
306
307 fail:
308     x264_free( frame );
309     return NULL;
310 }
311
312 void x264_frame_delete( x264_frame_t *frame )
313 {
314     /* Duplicate frames are blank copies of real frames (including pointers),
315      * so freeing those pointers would cause a double free later. */
316     if( !frame->b_duplicate )
317     {
318         x264_free( frame->base );
319
320         if( frame->param && frame->param->param_free )
321             frame->param->param_free( frame->param );
322         if( frame->mb_info_free )
323             frame->mb_info_free( frame->mb_info );
324         if( frame->extra_sei.sei_free )
325         {
326             for( int i = 0; i < frame->extra_sei.num_payloads; i++ )
327                 frame->extra_sei.sei_free( frame->extra_sei.payloads[i].payload );
328             frame->extra_sei.sei_free( frame->extra_sei.payloads );
329         }
330         x264_pthread_mutex_destroy( &frame->mutex );
331         x264_pthread_cond_destroy( &frame->cv );
332 #if HAVE_OPENCL
333         x264_opencl_frame_delete( frame );
334 #endif
335     }
336     x264_free( frame );
337 }
338
339 static int get_plane_ptr( x264_t *h, x264_picture_t *src, uint8_t **pix, int *stride, int plane, int xshift, int yshift )
340 {
341     int width = h->param.i_width >> xshift;
342     int height = h->param.i_height >> yshift;
343     *pix = src->img.plane[plane];
344     *stride = src->img.i_stride[plane];
345     if( src->img.i_csp & X264_CSP_VFLIP )
346     {
347         *pix += (height-1) * *stride;
348         *stride = -*stride;
349     }
350     if( width > abs(*stride) )
351     {
352         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "Input picture width (%d) is greater than stride (%d)\n", width, *stride );
353         return -1;
354     }
355     return 0;
356 }
357
358 #define get_plane_ptr(...) do{ if( get_plane_ptr(__VA_ARGS__) < 0 ) return -1; }while(0)
359
360 int x264_frame_copy_picture( x264_t *h, x264_frame_t *dst, x264_picture_t *src )
361 {
362     int i_csp = src->img.i_csp & X264_CSP_MASK;
363     if( dst->i_csp != x264_frame_internal_csp( i_csp ) )
364     {
365         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "Invalid input colorspace\n" );
366         return -1;
367     }
368
369 #if HIGH_BIT_DEPTH
370     if( !(src->img.i_csp & X264_CSP_HIGH_DEPTH) )
371     {
372         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "This build of x264 requires high depth input. Rebuild to support 8-bit input.\n" );
373         return -1;
374     }
375 #else
376     if( src->img.i_csp & X264_CSP_HIGH_DEPTH )
377     {
378         x264_log( h, X264_LOG_ERROR, "This build of x264 requires 8-bit input. Rebuild to support high depth input.\n" );
379         return -1;
380     }
381 #endif
382
383     dst->i_type     = src->i_type;
384     dst->i_qpplus1  = src->i_qpplus1;
385     dst->i_pts      = dst->i_reordered_pts = src->i_pts;
386     dst->param      = src->param;
387     dst->i_pic_struct = src->i_pic_struct;
388     dst->extra_sei  = src->extra_sei;
389     dst->opaque     = src->opaque;
390     dst->mb_info    = h->param.analyse.b_mb_info ? src->prop.mb_info : NULL;
391     dst->mb_info_free = h->param.analyse.b_mb_info ? src->prop.mb_info_free : NULL;
392
393     uint8_t *pix[3];
394     int stride[3];
395     if ( i_csp >= X264_CSP_BGR )
396     {
397          stride[0] = src->img.i_stride[0];
398          pix[0] = src->img.plane[0];
399          if( src->img.i_csp & X264_CSP_VFLIP )
400          {
401              pix[0] += (h->param.i_height-1) * stride[0];
402              stride[0] = -stride[0];
403          }
404          int b = i_csp==X264_CSP_RGB;
405          h->mc.plane_copy_deinterleave_rgb( dst->plane[1+b], dst->i_stride[1+b],
406                                             dst->plane[0], dst->i_stride[0],
407                                             dst->plane[2-b], dst->i_stride[2-b],
408                                             (pixel*)pix[0], stride[0]/sizeof(pixel), i_csp==X264_CSP_BGRA ? 4 : 3, h->param.i_width, h->param.i_height );
409     }
410     else
411     {
412         int v_shift = CHROMA_V_SHIFT;
413         get_plane_ptr( h, src, &pix[0], &stride[0], 0, 0, 0 );
414         h->mc.plane_copy( dst->plane[0], dst->i_stride[0], (pixel*)pix[0],
415                           stride[0]/sizeof(pixel), h->param.i_width, h->param.i_height );
416         if( i_csp == X264_CSP_NV12 || i_csp == X264_CSP_NV16 )
417         {
418             get_plane_ptr( h, src, &pix[1], &stride[1], 1, 0, v_shift );
419             h->mc.plane_copy( dst->plane[1], dst->i_stride[1], (pixel*)pix[1],
420                               stride[1]/sizeof(pixel), h->param.i_width, h->param.i_height>>v_shift );
421         }
422         else if( i_csp == X264_CSP_I420 || i_csp == X264_CSP_I422 || i_csp == X264_CSP_YV12 || i_csp == X264_CSP_YV16 )
423         {
424             int uv_swap = i_csp == X264_CSP_YV12 || i_csp == X264_CSP_YV16;
425             get_plane_ptr( h, src, &pix[1], &stride[1], uv_swap ? 2 : 1, 1, v_shift );
426             get_plane_ptr( h, src, &pix[2], &stride[2], uv_swap ? 1 : 2, 1, v_shift );
427             h->mc.plane_copy_interleave( dst->plane[1], dst->i_stride[1],
428                                          (pixel*)pix[1], stride[1]/sizeof(pixel),
429                                          (pixel*)pix[2], stride[2]/sizeof(pixel),
430                                          h->param.i_width>>1, h->param.i_height>>v_shift );
431         }
432         else //if( i_csp == X264_CSP_I444 || i_csp == X264_CSP_YV24 )
433         {
434             get_plane_ptr( h, src, &pix[1], &stride[1], i_csp==X264_CSP_I444 ? 1 : 2, 0, 0 );
435             get_plane_ptr( h, src, &pix[2], &stride[2], i_csp==X264_CSP_I444 ? 2 : 1, 0, 0 );
436             h->mc.plane_copy( dst->plane[1], dst->i_stride[1], (pixel*)pix[1],
437                               stride[1]/sizeof(pixel), h->param.i_width, h->param.i_height );
438             h->mc.plane_copy( dst->plane[2], dst->i_stride[2], (pixel*)pix[2],
439                               stride[2]/sizeof(pixel), h->param.i_width, h->param.i_height );
440         }
441     }
442     return 0;
443 }
444
445 static void ALWAYS_INLINE pixel_memset( pixel *dst, pixel *src, int len, int size )
446 {
447     uint8_t *dstp = (uint8_t*)dst;
448     uint32_t v1 = *src;
449     uint32_t v2 = size == 1 ? v1 + (v1 <<  8) : M16( src );
450     uint32_t v4 = size <= 2 ? v2 + (v2 << 16) : M32( src );
451     int i = 0;
452     len *= size;
453
454     /* Align the input pointer if it isn't already */
455     if( (intptr_t)dstp & (WORD_SIZE - 1) )
456     {
457         if( size <= 2 && ((intptr_t)dstp & 3) )
458         {
459             if( size == 1 && ((intptr_t)dstp & 1) )
460                 dstp[i++] = v1;
461             if( (intptr_t)dstp & 2 )
462             {
463                 M16( dstp+i ) = v2;
464                 i += 2;
465             }
466         }
467         if( WORD_SIZE == 8 && (intptr_t)dstp & 4 )
468         {
469             M32( dstp+i ) = v4;
470             i += 4;
471         }
472     }
473
474     /* Main copy loop */
475     if( WORD_SIZE == 8 )
476     {
477         uint64_t v8 = v4 + ((uint64_t)v4<<32);
478         for( ; i < len - 7; i+=8 )
479             M64( dstp+i ) = v8;
480     }
481     for( ; i < len - 3; i+=4 )
482         M32( dstp+i ) = v4;
483
484     /* Finish up the last few bytes */
485     if( size <= 2 )
486     {
487         if( i < len - 1 )
488         {
489             M16( dstp+i ) = v2;
490             i += 2;
491         }
492         if( size == 1 && i != len )
493             dstp[i] = v1;
494     }
495 }
496
497 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 )
498 {
499 #define PPIXEL(x, y) ( pix + (x) + (y)*i_stride )
500     for( int y = 0; y < i_height; y++ )
501     {
502         /* left band */
503         pixel_memset( PPIXEL(-i_padh, y), PPIXEL(0, y), i_padh>>b_chroma, sizeof(pixel)<<b_chroma );
504         /* right band */
505         pixel_memset( PPIXEL(i_width, y), PPIXEL(i_width-1-b_chroma, y), i_padh>>b_chroma, sizeof(pixel)<<b_chroma );
506     }
507     /* upper band */
508     if( b_pad_top )
509         for( int y = 0; y < i_padv; y++ )
510             memcpy( PPIXEL(-i_padh, -y-1), PPIXEL(-i_padh, 0), (i_width+2*i_padh) * sizeof(pixel) );
511     /* lower band */
512     if( b_pad_bottom )
513         for( int y = 0; y < i_padv; y++ )
514             memcpy( PPIXEL(-i_padh, i_height+y), PPIXEL(-i_padh, i_height-1), (i_width+2*i_padh) * sizeof(pixel) );
515 #undef PPIXEL
516 }
517
518 void x264_frame_expand_border( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int mb_y )
519 {
520     int pad_top = mb_y == 0;
521     int pad_bot = mb_y == h->mb.i_mb_height - (1 << SLICE_MBAFF);
522     int b_start = mb_y == h->i_threadslice_start;
523     int b_end   = mb_y == h->i_threadslice_end - (1 << SLICE_MBAFF);
524     if( mb_y & SLICE_MBAFF )
525         return;
526     for( int i = 0; i < frame->i_plane; i++ )
527     {
528         int h_shift = i && CHROMA_H_SHIFT;
529         int v_shift = i && CHROMA_V_SHIFT;
530         int stride = frame->i_stride[i];
531         int width = 16*h->mb.i_mb_width;
532         int height = (pad_bot ? 16*(h->mb.i_mb_height - mb_y) >> SLICE_MBAFF : 16) >> v_shift;
533         int padh = PADH;
534         int padv = PADV >> v_shift;
535         // buffer: 2 chroma, 3 luma (rounded to 4) because deblocking goes beyond the top of the mb
536         if( b_end && !b_start )
537             height += 4 >> (v_shift + SLICE_MBAFF);
538         pixel *pix;
539         int starty = 16*mb_y - 4*!b_start;
540         if( SLICE_MBAFF )
541         {
542             // border samples for each field are extended separately
543             pix = frame->plane_fld[i] + (starty*stride >> v_shift);
544             plane_expand_border( pix, stride*2, width, height, padh, padv, pad_top, pad_bot, h_shift );
545             plane_expand_border( pix+stride, stride*2, width, height, padh, padv, pad_top, pad_bot, h_shift );
546
547             height = (pad_bot ? 16*(h->mb.i_mb_height - mb_y) : 32) >> v_shift;
548             if( b_end && !b_start )
549                 height += 4 >> v_shift;
550             pix = frame->plane[i] + (starty*stride >> v_shift);
551             plane_expand_border( pix, stride, width, height, padh, padv, pad_top, pad_bot, h_shift );
552         }
553         else
554         {
555             pix = frame->plane[i] + (starty*stride >> v_shift);
556             plane_expand_border( pix, stride, width, height, padh, padv, pad_top, pad_bot, h_shift );
557         }
558     }
559 }
560
561 void x264_frame_expand_border_filtered( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int mb_y, int b_end )
562 {
563     /* during filtering, 8 extra pixels were filtered on each edge,
564      * but up to 3 of the horizontal ones may be wrong.
565        we want to expand border from the last filtered pixel */
566     int b_start = !mb_y;
567     int width = 16*h->mb.i_mb_width + 8;
568     int height = b_end ? (16*(h->mb.i_mb_height - mb_y) >> SLICE_MBAFF) + 16 : 16;
569     int padh = PADH - 4;
570     int padv = PADV - 8;
571     for( int p = 0; p < (CHROMA444 ? 3 : 1); p++ )
572         for( int i = 1; i < 4; i++ )
573         {
574             int stride = frame->i_stride[p];
575             // buffer: 8 luma, to match the hpel filter
576             pixel *pix;
577             if( SLICE_MBAFF )
578             {
579                 pix = frame->filtered_fld[p][i] + (16*mb_y - 16) * stride - 4;
580                 plane_expand_border( pix, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end, 0 );
581                 plane_expand_border( pix+stride, stride*2, width, height, padh, padv, b_start, b_end, 0 );
582             }
583
584             pix = frame->filtered[p][i] + (16*mb_y - 8) * stride - 4;
585             plane_expand_border( pix, stride, width, height << SLICE_MBAFF, padh, padv, b_start, b_end, 0 );
586         }
587 }
588
589 void x264_frame_expand_border_lowres( x264_frame_t *frame )
590 {
591     for( int i = 0; i < 4; i++ )
592         plane_expand_border( frame->lowres[i], frame->i_stride_lowres, frame->i_width_lowres, frame->i_lines_lowres, PADH, PADV, 1, 1, 0 );
593 }
594
595 void x264_frame_expand_border_chroma( x264_t *h, x264_frame_t *frame, int plane )
596 {
597     int v_shift = CHROMA_V_SHIFT;
598     plane_expand_border( frame->plane[plane], frame->i_stride[plane], 16*h->mb.i_mb_width, 16*h->mb.i_mb_height>>v_shift,
599                          PADH, PADV>>v_shift, 1, 1, CHROMA_H_SHIFT );
600 }
601
602 void x264_frame_expand_border_mod16( x264_t *h, x264_frame_t *frame )
603 {
604     for( int i = 0; i < frame->i_plane; i++ )
605     {
606         int i_width = h->param.i_width;
607         int h_shift = i && CHROMA_H_SHIFT;
608         int v_shift = i && CHROMA_V_SHIFT;
609         int i_height = h->param.i_height >> v_shift;
610         int i_padx = (h->mb.i_mb_width * 16 - h->param.i_width);
611         int i_pady = (h->mb.i_mb_height * 16 - h->param.i_height) >> v_shift;
612
613         if( i_padx )
614         {
615             for( int y = 0; y < i_height; y++ )
616                 pixel_memset( &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i] + i_width],
617                               &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i] + i_width - 1-h_shift],
618                               i_padx>>h_shift, sizeof(pixel)<<h_shift );
619         }
620         if( i_pady )
621         {
622             for( int y = i_height; y < i_height + i_pady; y++ )
623                 memcpy( &frame->plane[i][y*frame->i_stride[i]],
624                         &frame->plane[i][(i_height-(~y&PARAM_INTERLACED)-1)*frame->i_stride[i]],
625                         (i_width + i_padx) * sizeof(pixel) );
626         }
627     }
628 }
629
630 void x264_expand_border_mbpair( x264_t *h, int mb_x, int mb_y )
631 {
632     for( int i = 0; i < h->fenc->i_plane; i++ )
633     {
634         int v_shift = i && CHROMA_V_SHIFT;
635         int stride = h->fenc->i_stride[i];
636         int height = h->param.i_height >> v_shift;
637         int pady = (h->mb.i_mb_height * 16 - h->param.i_height) >> v_shift;
638         pixel *fenc = h->fenc->plane[i] + 16*mb_x;
639         for( int y = height; y < height + pady; y++ )
640             memcpy( fenc + y*stride, fenc + (height-1)*stride, 16*sizeof(pixel) );
641     }
642 }
643
644 /* threading */
645 void x264_frame_cond_broadcast( x264_frame_t *frame, int i_lines_completed )
646 {
647     x264_pthread_mutex_lock( &frame->mutex );
648     frame->i_lines_completed = i_lines_completed;
649     x264_pthread_cond_broadcast( &frame->cv );
650     x264_pthread_mutex_unlock( &frame->mutex );
651 }
652
653 void x264_frame_cond_wait( x264_frame_t *frame, int i_lines_completed )
654 {
655     x264_pthread_mutex_lock( &frame->mutex );
656     while( frame->i_lines_completed < i_lines_completed )
657         x264_pthread_cond_wait( &frame->cv, &frame->mutex );
658     x264_pthread_mutex_unlock( &frame->mutex );
659 }
660
661 void x264_threadslice_cond_broadcast( x264_t *h, int pass )
662 {
663     x264_pthread_mutex_lock( &h->mutex );
664     h->i_threadslice_pass = pass;
665     if( pass > 0 )
666         x264_pthread_cond_broadcast( &h->cv );
667     x264_pthread_mutex_unlock( &h->mutex );
668 }
669
670 void x264_threadslice_cond_wait( x264_t *h, int pass )
671 {
672     x264_pthread_mutex_lock( &h->mutex );
673     while( h->i_threadslice_pass < pass )
674         x264_pthread_cond_wait( &h->cv, &h->mutex );
675     x264_pthread_mutex_unlock( &h->mutex );
676 }
677
678 int x264_frame_new_slice( x264_t *h, x264_frame_t *frame )
679 {
680     if( h->param.i_slice_count_max )
681     {
682         int slice_count;
683         if( h->param.b_sliced_threads )
684             slice_count = x264_pthread_fetch_and_add( &frame->i_slice_count, 1, &frame->mutex );
685         else
686             slice_count = frame->i_slice_count++;
687         if( slice_count >= h->param.i_slice_count_max )
688             return -1;
689     }
690     return 0;
691 }
692
693 /* list operators */
694
695 void x264_frame_push( x264_frame_t **list, x264_frame_t *frame )
696 {
697     int i = 0;
698     while( list[i] ) i++;
699     list[i] = frame;
700 }
701
702 x264_frame_t *x264_frame_pop( x264_frame_t **list )
703 {
704     x264_frame_t *frame;
705     int i = 0;
706     assert( list[0] );
707     while( list[i+1] ) i++;
708     frame = list[i];
709     list[i] = NULL;
710     return frame;
711 }
712
713 void x264_frame_unshift( x264_frame_t **list, x264_frame_t *frame )
714 {
715     int i = 0;
716     while( list[i] ) i++;
717     while( i-- )
718         list[i+1] = list[i];
719     list[0] = frame;
720 }
721
722 x264_frame_t *x264_frame_shift( x264_frame_t **list )
723 {
724     x264_frame_t *frame = list[0];
725     int i;
726     for( i = 0; list[i]; i++ )
727         list[i] = list[i+1];
728     assert(frame);
729     return frame;
730 }
731
732 void x264_frame_push_unused( x264_t *h, x264_frame_t *frame )
733 {
734     assert( frame->i_reference_count > 0 );
735     frame->i_reference_count--;
736     if( frame->i_reference_count == 0 )
737         x264_frame_push( h->frames.unused[frame->b_fdec], frame );
738 }
739
740 x264_frame_t *x264_frame_pop_unused( x264_t *h, int b_fdec )
741 {
742     x264_frame_t *frame;
743     if( h->frames.unused[b_fdec][0] )
744         frame = x264_frame_pop( h->frames.unused[b_fdec] );
745     else
746         frame = x264_frame_new( h, b_fdec );
747     if( !frame )
748         return NULL;
749     frame->b_last_minigop_bframe = 0;
750     frame->i_reference_count = 1;
751     frame->b_intra_calculated = 0;
752     frame->b_scenecut = 1;
753     frame->b_keyframe = 0;
754     frame->b_corrupt = 0;
755     frame->i_slice_count = h->param.b_sliced_threads ? h->param.i_threads : 1;
756
757     memset( frame->weight, 0, sizeof(frame->weight) );
758     memset( frame->f_weighted_cost_delta, 0, sizeof(frame->f_weighted_cost_delta) );
759
760     return frame;
761 }
762
763 void x264_frame_push_blank_unused( x264_t *h, x264_frame_t *frame )
764 {
765     assert( frame->i_reference_count > 0 );
766     frame->i_reference_count--;
767     if( frame->i_reference_count == 0 )
768         x264_frame_push( h->frames.blank_unused, frame );
769 }
770
771 x264_frame_t *x264_frame_pop_blank_unused( x264_t *h )
772 {
773     x264_frame_t *frame;
774     if( h->frames.blank_unused[0] )
775         frame = x264_frame_pop( h->frames.blank_unused );
776     else
777         frame = x264_malloc( sizeof(x264_frame_t) );
778     if( !frame )
779         return NULL;
780     frame->b_duplicate = 1;
781     frame->i_reference_count = 1;
782     return frame;
783 }
784
785 void x264_weight_scale_plane( x264_t *h, pixel *dst, intptr_t i_dst_stride, pixel *src, intptr_t i_src_stride,
786                               int i_width, int i_height, x264_weight_t *w )
787 {
788     /* Weight horizontal strips of height 16. This was found to be the optimal height
789      * in terms of the cache loads. */
790     while( i_height > 0 )
791     {
792         int x;
793         for( x = 0; x < i_width-8; x += 16 )
794             w->weightfn[16>>2]( dst+x, i_dst_stride, src+x, i_src_stride, w, X264_MIN( i_height, 16 ) );
795         if( x < i_width )
796             w->weightfn[ 8>>2]( dst+x, i_dst_stride, src+x, i_src_stride, w, X264_MIN( i_height, 16 ) );
797         i_height -= 16;
798         dst += 16 * i_dst_stride;
799         src += 16 * i_src_stride;
800     }
801 }
802
803 void x264_frame_delete_list( x264_frame_t **list )
804 {
805     int i = 0;
806     if( !list )
807         return;
808     while( list[i] )
809         x264_frame_delete( list[i++] );
810     x264_free( list );
811 }
812
813 int x264_sync_frame_list_init( x264_sync_frame_list_t *slist, int max_size )
814 {
815     if( max_size < 0 )
816         return -1;
817     slist->i_max_size = max_size;
818     slist->i_size = 0;
819     CHECKED_MALLOCZERO( slist->list, (max_size+1) * sizeof(x264_frame_t*) );
820     if( x264_pthread_mutex_init( &slist->mutex, NULL ) ||
821         x264_pthread_cond_init( &slist->cv_fill, NULL ) ||
822         x264_pthread_cond_init( &slist->cv_empty, NULL ) )
823         return -1;
824     return 0;
825 fail:
826     return -1;
827 }
828
829 void x264_sync_frame_list_delete( x264_sync_frame_list_t *slist )
830 {
831     x264_pthread_mutex_destroy( &slist->mutex );
832     x264_pthread_cond_destroy( &slist->cv_fill );
833     x264_pthread_cond_destroy( &slist->cv_empty );
834     x264_frame_delete_list( slist->list );
835 }
836
837 void x264_sync_frame_list_push( x264_sync_frame_list_t *slist, x264_frame_t *frame )
838 {
839     x264_pthread_mutex_lock( &slist->mutex );
840     while( slist->i_size == slist->i_max_size )
841         x264_pthread_cond_wait( &slist->cv_empty, &slist->mutex );
842     slist->list[ slist->i_size++ ] = frame;
843     x264_pthread_mutex_unlock( &slist->mutex );
844     x264_pthread_cond_broadcast( &slist->cv_fill );
845 }
846
847 x264_frame_t *x264_sync_frame_list_pop( x264_sync_frame_list_t *slist )
848 {
849     x264_frame_t *frame;
850     x264_pthread_mutex_lock( &slist->mutex );
851     while( !slist->i_size )
852         x264_pthread_cond_wait( &slist->cv_fill, &slist->mutex );
853     frame = slist->list[ --slist->i_size ];
854     slist->list[ slist->i_size ] = NULL;
855     x264_pthread_cond_broadcast( &slist->cv_empty );
856     x264_pthread_mutex_unlock( &slist->mutex );
857     return frame;
858 }