Bump dates to 2014
[x262.git] / encoder / cavlc.c
1 /*****************************************************************************
2  * cavlc.c: cavlc bitstream writing
3  *****************************************************************************
4  * Copyright (C) 2003-2014 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/common.h"
29 #include "macroblock.h"
30
31 #ifndef RDO_SKIP_BS
32 #define RDO_SKIP_BS 0
33 #endif
34
35 /* [400,420][inter,intra] */
36 static const uint8_t cbp_to_golomb[2][2][48] =
37 {
38     {{ 0,  1,  2,  5,  3,  6, 14, 10,  4, 15,  7, 11,  8, 12, 13,  9 },
39      { 1, 10, 11,  6, 12,  7, 14,  2, 13, 15,  8,  3,  9,  4,  5,  0 }},
40     {{ 0,  2,  3,  7,  4,  8, 17, 13,  5, 18,  9, 14, 10, 15, 16, 11,
41        1, 32, 33, 36, 34, 37, 44, 40, 35, 45, 38, 41, 39, 42, 43, 19,
42        6, 24, 25, 20, 26, 21, 46, 28, 27, 47, 22, 29, 23, 30, 31, 12 },
43      { 3, 29, 30, 17, 31, 18, 37,  8, 32, 38, 19,  9, 20, 10, 11,  2,
44       16, 33, 34, 21, 35, 22, 39,  4, 36, 40, 23,  5, 24,  6,  7,  1,
45       41, 42, 43, 25, 44, 26, 46, 12, 45, 47, 27, 13, 28, 14, 15,  0 }}
46 };
47
48 static const uint8_t mb_type_b_to_golomb[3][9]=
49 {
50     { 4,  8, 12, 10,  6, 14, 16, 18, 20 }, /* D_16x8 */
51     { 5,  9, 13, 11,  7, 15, 17, 19, 21 }, /* D_8x16 */
52     { 1, -1, -1, -1,  2, -1, -1, -1,  3 }  /* D_16x16 */
53 };
54
55 static const uint8_t subpartition_p_to_golomb[4]=
56 {
57     3, 1, 2, 0
58 };
59
60 static const uint8_t subpartition_b_to_golomb[13]=
61 {
62     10,  4,  5,  1, 11,  6,  7,  2, 12,  8,  9,  3,  0
63 };
64
65 #define bs_write_vlc(s,v) bs_write( s, (v).i_size, (v).i_bits )
66
67 /****************************************************************************
68  * x264_cavlc_block_residual:
69  ****************************************************************************/
70 static inline int x264_cavlc_block_residual_escape( x264_t *h, int i_suffix_length, int level )
71 {
72     bs_t *s = &h->out.bs;
73     static const uint16_t next_suffix[7] = { 0, 3, 6, 12, 24, 48, 0xffff };
74     int i_level_prefix = 15;
75     int mask = level >> 31;
76     int abs_level = (level^mask)-mask;
77     int i_level_code = abs_level*2-mask-2;
78     if( ( i_level_code >> i_suffix_length ) < 15 )
79     {
80         bs_write( s, (i_level_code >> i_suffix_length) + 1 + i_suffix_length,
81                  (1<<i_suffix_length) + (i_level_code & ((1<<i_suffix_length)-1)) );
82     }
83     else
84     {
85         i_level_code -= 15 << i_suffix_length;
86         if( i_suffix_length == 0 )
87             i_level_code -= 15;
88
89         /* If the prefix size exceeds 15, High Profile is required. */
90         if( i_level_code >= 1<<12 )
91         {
92             if( h->sps->i_profile_idc >= PROFILE_HIGH )
93             {
94                 while( i_level_code > 1<<(i_level_prefix-3) )
95                 {
96                     i_level_code -= 1<<(i_level_prefix-3);
97                     i_level_prefix++;
98                 }
99             }
100             else
101             {
102 #if RDO_SKIP_BS
103                 /* Weight highly against overflows. */
104                 s->i_bits_encoded += 2000;
105 #else
106                 /* We've had an overflow; note it down and re-encode the MB later. */
107                 h->mb.b_overflow = 1;
108 #endif
109             }
110         }
111         bs_write( s, i_level_prefix + 1, 1 );
112         bs_write( s, i_level_prefix - 3, i_level_code & ((1<<(i_level_prefix-3))-1) );
113     }
114     if( i_suffix_length == 0 )
115         i_suffix_length++;
116     if( abs_level > next_suffix[i_suffix_length] )
117         i_suffix_length++;
118     return i_suffix_length;
119 }
120
121 static int x264_cavlc_block_residual_internal( x264_t *h, int ctx_block_cat, dctcoef *l, int nC )
122 {
123     bs_t *s = &h->out.bs;
124     static const uint8_t ctz_index[8] = {3,0,1,0,2,0,1,0};
125     static const uint8_t count_cat[14] = {16, 15, 16, 0, 15, 64, 16, 15, 16, 64, 16, 15, 16, 64};
126     x264_run_level_t runlevel;
127     int i_total, i_trailing, i_total_zero, i_suffix_length;
128     unsigned int i_sign;
129
130     /* level and run and total */
131     i_total = h->quantf.coeff_level_run[ctx_block_cat]( l, &runlevel );
132     x264_prefetch( &x264_run_before[runlevel.mask] );
133     i_total_zero = runlevel.last + 1 - i_total;
134
135     /* branchless i_trailing calculation */
136     runlevel.level[i_total+0] = 2;
137     runlevel.level[i_total+1] = 2;
138     i_trailing = ((((runlevel.level[0]+1) | (1-runlevel.level[0])) >> 31) & 1) // abs(runlevel.level[0])>1
139                | ((((runlevel.level[1]+1) | (1-runlevel.level[1])) >> 31) & 2)
140                | ((((runlevel.level[2]+1) | (1-runlevel.level[2])) >> 31) & 4);
141     i_trailing = ctz_index[i_trailing];
142     i_sign = ((runlevel.level[2] >> 31) & 1)
143            | ((runlevel.level[1] >> 31) & 2)
144            | ((runlevel.level[0] >> 31) & 4);
145     i_sign >>= 3-i_trailing;
146
147     /* total/trailing */
148     bs_write_vlc( s, x264_coeff_token[nC][i_total-1][i_trailing] );
149
150     i_suffix_length = i_total > 10 && i_trailing < 3;
151     bs_write( s, i_trailing, i_sign );
152
153     if( i_trailing < i_total )
154     {
155         int val = runlevel.level[i_trailing];
156         int val_original = runlevel.level[i_trailing]+LEVEL_TABLE_SIZE/2;
157         val -= ((val>>31)|1) & -(i_trailing < 3); /* as runlevel.level[i] can't be 1 for the first one if i_trailing < 3 */
158         val += LEVEL_TABLE_SIZE/2;
159
160         if( (unsigned)val_original < LEVEL_TABLE_SIZE )
161         {
162             bs_write_vlc( s, x264_level_token[i_suffix_length][val] );
163             i_suffix_length = x264_level_token[i_suffix_length][val_original].i_next;
164         }
165         else
166             i_suffix_length = x264_cavlc_block_residual_escape( h, i_suffix_length, val-LEVEL_TABLE_SIZE/2 );
167         for( int i = i_trailing+1; i < i_total; i++ )
168         {
169             val = runlevel.level[i] + LEVEL_TABLE_SIZE/2;
170             if( (unsigned)val < LEVEL_TABLE_SIZE )
171             {
172                 bs_write_vlc( s, x264_level_token[i_suffix_length][val] );
173                 i_suffix_length = x264_level_token[i_suffix_length][val].i_next;
174             }
175             else
176                 i_suffix_length = x264_cavlc_block_residual_escape( h, i_suffix_length, val-LEVEL_TABLE_SIZE/2 );
177         }
178     }
179
180     if( ctx_block_cat == DCT_CHROMA_DC )
181     {
182         if( i_total < 8>>CHROMA_V_SHIFT )
183         {
184             vlc_t total_zeros = CHROMA_FORMAT == CHROMA_420 ? x264_total_zeros_2x2_dc[i_total-1][i_total_zero]
185                                                             : x264_total_zeros_2x4_dc[i_total-1][i_total_zero];
186             bs_write_vlc( s, total_zeros );
187         }
188     }
189     else if( (uint8_t)i_total < count_cat[ctx_block_cat] )
190         bs_write_vlc( s, x264_total_zeros[i_total-1][i_total_zero] );
191
192     int zero_run_code = x264_run_before[runlevel.mask];
193     bs_write( s, zero_run_code&0x1f, zero_run_code>>5 );
194
195     return i_total;
196 }
197
198 static const uint8_t ct_index[17] = {0,0,1,1,2,2,2,2,3,3,3,3,3,3,3,3,3};
199
200 #define x264_cavlc_block_residual(h,cat,idx,l)\
201 {\
202     int nC = cat == DCT_CHROMA_DC ? 5 - CHROMA_V_SHIFT\
203                                   : ct_index[x264_mb_predict_non_zero_code( h, cat == DCT_LUMA_DC ? (idx - LUMA_DC)*16 : idx )];\
204     uint8_t *nnz = &h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[idx]];\
205     if( !*nnz )\
206         bs_write_vlc( &h->out.bs, x264_coeff0_token[nC] );\
207     else\
208         *nnz = x264_cavlc_block_residual_internal(h,cat,l,nC);\
209 }
210
211 static void x264_cavlc_qp_delta( x264_t *h )
212 {
213     bs_t *s = &h->out.bs;
214     int i_dqp = h->mb.i_qp - h->mb.i_last_qp;
215
216     /* Avoid writing a delta quant if we have an empty i16x16 block, e.g. in a completely
217      * flat background area. Don't do this if it would raise the quantizer, since that could
218      * cause unexpected deblocking artifacts. */
219     if( h->mb.i_type == I_16x16 && !(h->mb.i_cbp_luma | h->mb.i_cbp_chroma)
220         && !h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[LUMA_DC]]
221         && !h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[CHROMA_DC+0]]
222         && !h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[CHROMA_DC+1]]
223         && h->mb.i_qp > h->mb.i_last_qp )
224     {
225 #if !RDO_SKIP_BS
226         h->mb.i_qp = h->mb.i_last_qp;
227 #endif
228         i_dqp = 0;
229     }
230
231     if( i_dqp )
232     {
233         if( i_dqp < -(QP_MAX_SPEC+1)/2 )
234             i_dqp += QP_MAX_SPEC+1;
235         else if( i_dqp > QP_MAX_SPEC/2 )
236             i_dqp -= QP_MAX_SPEC+1;
237     }
238     bs_write_se( s, i_dqp );
239 }
240
241 static void x264_cavlc_mvd( x264_t *h, int i_list, int idx, int width )
242 {
243     bs_t *s = &h->out.bs;
244     ALIGNED_4( int16_t mvp[2] );
245     x264_mb_predict_mv( h, i_list, idx, width, mvp );
246     bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[idx]][0] - mvp[0] );
247     bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[idx]][1] - mvp[1] );
248 }
249
250 static inline void x264_cavlc_8x8_mvd( x264_t *h, int i )
251 {
252     switch( h->mb.i_sub_partition[i] )
253     {
254         case D_L0_8x8:
255             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i, 2 );
256             break;
257         case D_L0_8x4:
258             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+0, 2 );
259             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+2, 2 );
260             break;
261         case D_L0_4x8:
262             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+0, 1 );
263             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+1, 1 );
264             break;
265         case D_L0_4x4:
266             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+0, 1 );
267             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+1, 1 );
268             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+2, 1 );
269             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i+3, 1 );
270             break;
271     }
272 }
273
274 static ALWAYS_INLINE void x264_cavlc_macroblock_luma_residual( x264_t *h, int plane_count )
275 {
276     if( h->mb.b_transform_8x8 )
277     {
278         /* shuffle 8x8 dct coeffs into 4x4 lists */
279         for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
280             for( int i8 = 0; i8 < 4; i8++ )
281                 if( h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[p*16+i8*4]] )
282                     h->zigzagf.interleave_8x8_cavlc( h->dct.luma4x4[p*16+i8*4], h->dct.luma8x8[p*4+i8],
283                                                      &h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[p*16+i8*4]] );
284     }
285
286     for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
287         FOREACH_BIT( i8, 0, h->mb.i_cbp_luma )
288             for( int i4 = 0; i4 < 4; i4++ )
289                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_4x4, i4+i8*4+p*16, h->dct.luma4x4[i4+i8*4+p*16] );
290 }
291
292 static ALWAYS_INLINE void x264_cavlc_partition_luma_residual( x264_t *h, int i8, int p )
293 {
294     if( h->mb.b_transform_8x8 && h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[i8*4]] )
295         h->zigzagf.interleave_8x8_cavlc( h->dct.luma4x4[i8*4+p*16], h->dct.luma8x8[i8+p*4],
296                                          &h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[i8*4+p*16]] );
297
298     if( h->mb.i_cbp_luma & (1 << i8) )
299         for( int i4 = 0; i4 < 4; i4++ )
300             x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_4x4, i4+i8*4+p*16, h->dct.luma4x4[i4+i8*4+p*16] );
301 }
302
303 static void x264_cavlc_mb_header_i( x264_t *h, int i_mb_type, int i_mb_i_offset, int chroma )
304 {
305     bs_t *s = &h->out.bs;
306     if( i_mb_type == I_16x16 )
307     {
308         bs_write_ue( s, i_mb_i_offset + 1 + x264_mb_pred_mode16x16_fix[h->mb.i_intra16x16_pred_mode] +
309                         h->mb.i_cbp_chroma * 4 + ( h->mb.i_cbp_luma == 0 ? 0 : 12 ) );
310     }
311     else //if( i_mb_type == I_4x4 || i_mb_type == I_8x8 )
312     {
313         int di = i_mb_type == I_8x8 ? 4 : 1;
314         bs_write_ue( s, i_mb_i_offset + 0 );
315         if( h->pps->b_transform_8x8_mode )
316             bs_write1( s, h->mb.b_transform_8x8 );
317
318         /* Prediction: Luma */
319         for( int i = 0; i < 16; i += di )
320         {
321             int i_pred = x264_mb_predict_intra4x4_mode( h, i );
322             int i_mode = x264_mb_pred_mode4x4_fix( h->mb.cache.intra4x4_pred_mode[x264_scan8[i]] );
323
324             if( i_pred == i_mode )
325                 bs_write1( s, 1 );  /* b_prev_intra4x4_pred_mode */
326             else
327                 bs_write( s, 4, i_mode - (i_mode > i_pred) );
328         }
329
330     }
331     if( chroma )
332         bs_write_ue( s, x264_mb_chroma_pred_mode_fix[h->mb.i_chroma_pred_mode] );
333 }
334
335 static ALWAYS_INLINE void x264_cavlc_mb_header_p( x264_t *h, int i_mb_type, int chroma )
336 {
337     bs_t *s = &h->out.bs;
338     if( i_mb_type == P_L0 )
339     {
340         if( h->mb.i_partition == D_16x16 )
341         {
342             bs_write1( s, 1 );
343
344             if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
345                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
346             x264_cavlc_mvd( h, 0, 0, 4 );
347         }
348         else if( h->mb.i_partition == D_16x8 )
349         {
350             bs_write_ue( s, 1 );
351             if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
352             {
353                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
354                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[8]] );
355             }
356             x264_cavlc_mvd( h, 0, 0, 4 );
357             x264_cavlc_mvd( h, 0, 8, 4 );
358         }
359         else if( h->mb.i_partition == D_8x16 )
360         {
361             bs_write_ue( s, 2 );
362             if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
363             {
364                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
365                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[4]] );
366             }
367             x264_cavlc_mvd( h, 0, 0, 2 );
368             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4, 2 );
369         }
370     }
371     else if( i_mb_type == P_8x8 )
372     {
373         int b_sub_ref;
374         if( (h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] | h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[ 4]] |
375              h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[8]] | h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[12]]) == 0 )
376         {
377             bs_write_ue( s, 4 );
378             b_sub_ref = 0;
379         }
380         else
381         {
382             bs_write_ue( s, 3 );
383             b_sub_ref = 1;
384         }
385
386         /* sub mb type */
387         if( h->param.analyse.inter & X264_ANALYSE_PSUB8x8 )
388             for( int i = 0; i < 4; i++ )
389                 bs_write_ue( s, subpartition_p_to_golomb[ h->mb.i_sub_partition[i] ] );
390         else
391             bs_write( s, 4, 0xf );
392
393         /* ref0 */
394         if( b_sub_ref )
395         {
396             bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
397             bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[4]] );
398             bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[8]] );
399             bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[12]] );
400         }
401
402         for( int i = 0; i < 4; i++ )
403             x264_cavlc_8x8_mvd( h, i );
404     }
405     else //if( IS_INTRA( i_mb_type ) )
406         x264_cavlc_mb_header_i( h, i_mb_type, 5, chroma );
407 }
408
409 static ALWAYS_INLINE void x264_cavlc_mb_header_b( x264_t *h, int i_mb_type, int chroma )
410 {
411     bs_t *s = &h->out.bs;
412     if( i_mb_type == B_8x8 )
413     {
414         bs_write_ue( s, 22 );
415
416         /* sub mb type */
417         for( int i = 0; i < 4; i++ )
418             bs_write_ue( s, subpartition_b_to_golomb[ h->mb.i_sub_partition[i] ] );
419
420         /* ref */
421         if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
422             for( int i = 0; i < 4; i++ )
423                 if( x264_mb_partition_listX_table[0][ h->mb.i_sub_partition[i] ] )
424                     bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[i*4]] );
425         if( h->mb.pic.i_fref[1] > 1 )
426             for( int i = 0; i < 4; i++ )
427                 if( x264_mb_partition_listX_table[1][ h->mb.i_sub_partition[i] ] )
428                     bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[1] - 1, h->mb.cache.ref[1][x264_scan8[i*4]] );
429
430         /* mvd */
431         for( int i = 0; i < 4; i++ )
432             if( x264_mb_partition_listX_table[0][ h->mb.i_sub_partition[i] ] )
433                 x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i, 2 );
434         for( int i = 0; i < 4; i++ )
435             if( x264_mb_partition_listX_table[1][ h->mb.i_sub_partition[i] ] )
436                 x264_cavlc_mvd( h, 1, 4*i, 2 );
437     }
438     else if( i_mb_type >= B_L0_L0 && i_mb_type <= B_BI_BI )
439     {
440         /* All B mode */
441         /* Motion Vector */
442         const uint8_t (*b_list)[2] = x264_mb_type_list_table[i_mb_type];
443         const int i_ref0_max = h->mb.pic.i_fref[0] - 1;
444         const int i_ref1_max = h->mb.pic.i_fref[1] - 1;
445
446         bs_write_ue( s, mb_type_b_to_golomb[ h->mb.i_partition - D_16x8 ][ i_mb_type - B_L0_L0 ] );
447         if( h->mb.i_partition == D_16x16 )
448         {
449             if( i_ref0_max && b_list[0][0] ) bs_write_te( s, i_ref0_max, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
450             if( i_ref1_max && b_list[1][0] ) bs_write_te( s, i_ref1_max, h->mb.cache.ref[1][x264_scan8[0]] );
451             if( b_list[0][0] ) x264_cavlc_mvd( h, 0, 0, 4 );
452             if( b_list[1][0] ) x264_cavlc_mvd( h, 1, 0, 4 );
453         }
454         else
455         {
456             if( i_ref0_max && b_list[0][0] ) bs_write_te( s, i_ref0_max, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[ 0]] );
457             if( i_ref0_max && b_list[0][1] ) bs_write_te( s, i_ref0_max, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[12]] );
458             if( i_ref1_max && b_list[1][0] ) bs_write_te( s, i_ref1_max, h->mb.cache.ref[1][x264_scan8[ 0]] );
459             if( i_ref1_max && b_list[1][1] ) bs_write_te( s, i_ref1_max, h->mb.cache.ref[1][x264_scan8[12]] );
460             if( h->mb.i_partition == D_16x8 )
461             {
462                 if( b_list[0][0] ) x264_cavlc_mvd( h, 0, 0, 4 );
463                 if( b_list[0][1] ) x264_cavlc_mvd( h, 0, 8, 4 );
464                 if( b_list[1][0] ) x264_cavlc_mvd( h, 1, 0, 4 );
465                 if( b_list[1][1] ) x264_cavlc_mvd( h, 1, 8, 4 );
466             }
467             else //if( h->mb.i_partition == D_8x16 )
468             {
469                 if( b_list[0][0] ) x264_cavlc_mvd( h, 0, 0, 2 );
470                 if( b_list[0][1] ) x264_cavlc_mvd( h, 0, 4, 2 );
471                 if( b_list[1][0] ) x264_cavlc_mvd( h, 1, 0, 2 );
472                 if( b_list[1][1] ) x264_cavlc_mvd( h, 1, 4, 2 );
473             }
474         }
475     }
476     else if( i_mb_type == B_DIRECT )
477         bs_write1( s, 1 );
478     else //if( IS_INTRA( i_mb_type ) )
479         x264_cavlc_mb_header_i( h, i_mb_type, 23, chroma );
480 }
481
482 /*****************************************************************************
483  * x264_macroblock_write:
484  *****************************************************************************/
485 void x264_macroblock_write_cavlc( x264_t *h )
486 {
487     bs_t *s = &h->out.bs;
488     const int i_mb_type = h->mb.i_type;
489     int plane_count = CHROMA444 ? 3 : 1;
490     int chroma = !CHROMA444;
491
492 #if RDO_SKIP_BS
493     s->i_bits_encoded = 0;
494 #else
495     const int i_mb_pos_start = bs_pos( s );
496     int       i_mb_pos_tex;
497 #endif
498
499     if( SLICE_MBAFF
500         && (!(h->mb.i_mb_y & 1) || IS_SKIP(h->mb.type[h->mb.i_mb_xy - h->mb.i_mb_stride])) )
501     {
502         bs_write1( s, MB_INTERLACED );
503     }
504
505 #if !RDO_SKIP_BS
506     if( i_mb_type == I_PCM )
507     {
508         static const uint8_t i_offsets[3] = {5,23,0};
509         uint8_t *p_start = s->p_start;
510         bs_write_ue( s, i_offsets[h->sh.i_type] + 25 );
511         i_mb_pos_tex = bs_pos( s );
512         h->stat.frame.i_mv_bits += i_mb_pos_tex - i_mb_pos_start;
513
514         bs_align_0( s );
515
516         for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
517             for( int i = 0; i < 256; i++ )
518                 bs_write( s, BIT_DEPTH, h->mb.pic.p_fenc[p][i] );
519         if( chroma )
520             for( int ch = 1; ch < 3; ch++ )
521                 for( int i = 0; i < 16>>CHROMA_V_SHIFT; i++ )
522                     for( int j = 0; j < 8; j++ )
523                         bs_write( s, BIT_DEPTH, h->mb.pic.p_fenc[ch][i*FENC_STRIDE+j] );
524
525         bs_init( s, s->p, s->p_end - s->p );
526         s->p_start = p_start;
527
528         h->stat.frame.i_tex_bits += bs_pos(s) - i_mb_pos_tex;
529         return;
530     }
531 #endif
532
533     if( h->sh.i_type == SLICE_TYPE_P )
534         x264_cavlc_mb_header_p( h, i_mb_type, chroma );
535     else if( h->sh.i_type == SLICE_TYPE_B )
536         x264_cavlc_mb_header_b( h, i_mb_type, chroma );
537     else //if( h->sh.i_type == SLICE_TYPE_I )
538         x264_cavlc_mb_header_i( h, i_mb_type, 0, chroma );
539
540 #if !RDO_SKIP_BS
541     i_mb_pos_tex = bs_pos( s );
542     h->stat.frame.i_mv_bits += i_mb_pos_tex - i_mb_pos_start;
543 #endif
544
545     /* Coded block pattern */
546     if( i_mb_type != I_16x16 )
547         bs_write_ue( s, cbp_to_golomb[chroma][IS_INTRA(i_mb_type)][(h->mb.i_cbp_chroma << 4)|h->mb.i_cbp_luma] );
548
549     /* transform size 8x8 flag */
550     if( x264_mb_transform_8x8_allowed( h ) && h->mb.i_cbp_luma )
551         bs_write1( s, h->mb.b_transform_8x8 );
552
553     if( i_mb_type == I_16x16 )
554     {
555         x264_cavlc_qp_delta( h );
556
557         /* DC Luma */
558         for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
559         {
560             x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_DC, LUMA_DC+p, h->dct.luma16x16_dc[p] );
561
562             /* AC Luma */
563             if( h->mb.i_cbp_luma )
564                 for( int i = p*16; i < p*16+16; i++ )
565                     x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_AC, i, h->dct.luma4x4[i]+1 );
566         }
567     }
568     else if( h->mb.i_cbp_luma | h->mb.i_cbp_chroma )
569     {
570         x264_cavlc_qp_delta( h );
571         x264_cavlc_macroblock_luma_residual( h, plane_count );
572     }
573     if( h->mb.i_cbp_chroma )
574     {
575         /* Chroma DC residual present */
576         x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_DC, CHROMA_DC+0, h->dct.chroma_dc[0] );
577         x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_DC, CHROMA_DC+1, h->dct.chroma_dc[1] );
578         if( h->mb.i_cbp_chroma == 2 ) /* Chroma AC residual present */
579         {
580             int step = 8 << CHROMA_V_SHIFT;
581             for( int i = 16; i < 3*16; i += step )
582                 for( int j = i; j < i+4; j++ )
583                     x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, j, h->dct.luma4x4[j]+1 );
584         }
585     }
586
587 #if !RDO_SKIP_BS
588     h->stat.frame.i_tex_bits += bs_pos(s) - i_mb_pos_tex;
589 #endif
590 }
591
592 #if RDO_SKIP_BS
593 /*****************************************************************************
594  * RD only; doesn't generate a valid bitstream
595  * doesn't write cbp or chroma dc (I don't know how much this matters)
596  * doesn't write ref (never varies between calls, so no point in doing so)
597  * only writes subpartition for p8x8, needed for sub-8x8 mode decision RDO
598  * works on all partition sizes except 16x16
599  *****************************************************************************/
600 static int x264_partition_size_cavlc( x264_t *h, int i8, int i_pixel )
601 {
602     bs_t *s = &h->out.bs;
603     const int i_mb_type = h->mb.i_type;
604     int b_8x16 = h->mb.i_partition == D_8x16;
605     int plane_count = CHROMA444 ? 3 : 1;
606     int j;
607
608     if( i_mb_type == P_8x8 )
609     {
610         x264_cavlc_8x8_mvd( h, i8 );
611         bs_write_ue( s, subpartition_p_to_golomb[ h->mb.i_sub_partition[i8] ] );
612     }
613     else if( i_mb_type == P_L0 )
614         x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i8, 4>>b_8x16 );
615     else if( i_mb_type > B_DIRECT && i_mb_type < B_8x8 )
616     {
617         if( x264_mb_type_list_table[ i_mb_type ][0][!!i8] ) x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i8, 4>>b_8x16 );
618         if( x264_mb_type_list_table[ i_mb_type ][1][!!i8] ) x264_cavlc_mvd( h, 1, 4*i8, 4>>b_8x16 );
619     }
620     else //if( i_mb_type == B_8x8 )
621     {
622         if( x264_mb_partition_listX_table[0][ h->mb.i_sub_partition[i8] ] )
623             x264_cavlc_mvd( h, 0, 4*i8, 2 );
624         if( x264_mb_partition_listX_table[1][ h->mb.i_sub_partition[i8] ] )
625             x264_cavlc_mvd( h, 1, 4*i8, 2 );
626     }
627
628     for( j = (i_pixel < PIXEL_8x8); j >= 0; j-- )
629     {
630         for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
631             x264_cavlc_partition_luma_residual( h, i8, p );
632         if( h->mb.i_cbp_chroma )
633         {
634             if( CHROMA_FORMAT == CHROMA_422 )
635             {
636                 int offset = (5*i8) & 0x09;
637                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, 16+offset, h->dct.luma4x4[16+offset]+1 );
638                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, 18+offset, h->dct.luma4x4[18+offset]+1 );
639                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, 32+offset, h->dct.luma4x4[32+offset]+1 );
640                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, 34+offset, h->dct.luma4x4[34+offset]+1 );
641             }
642             else
643             {
644                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, 16+i8, h->dct.luma4x4[16+i8]+1 );
645                 x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, 32+i8, h->dct.luma4x4[32+i8]+1 );
646             }
647         }
648         i8 += x264_pixel_size[i_pixel].h >> 3;
649     }
650
651     return h->out.bs.i_bits_encoded;
652 }
653
654 static int x264_subpartition_size_cavlc( x264_t *h, int i4, int i_pixel )
655 {
656     int plane_count = CHROMA444 ? 3 : 1;
657     int b_8x4 = i_pixel == PIXEL_8x4;
658     h->out.bs.i_bits_encoded = 0;
659     x264_cavlc_mvd( h, 0, i4, 1+b_8x4 );
660     for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
661     {
662         x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_4x4, p*16+i4, h->dct.luma4x4[p*16+i4] );
663         if( i_pixel != PIXEL_4x4 )
664             x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_4x4, p*16+i4+2-b_8x4, h->dct.luma4x4[p*16+i4+2-b_8x4] );
665     }
666
667     return h->out.bs.i_bits_encoded;
668 }
669
670 static int x264_cavlc_intra4x4_pred_size( x264_t *h, int i4, int i_mode )
671 {
672     if( x264_mb_predict_intra4x4_mode( h, i4 ) == x264_mb_pred_mode4x4_fix( i_mode ) )
673         return 1;
674     else
675         return 4;
676 }
677
678 static int x264_partition_i8x8_size_cavlc( x264_t *h, int i8, int i_mode )
679 {
680     int plane_count = CHROMA444 ? 3 : 1;
681     h->out.bs.i_bits_encoded = x264_cavlc_intra4x4_pred_size( h, 4*i8, i_mode );
682     bs_write_ue( &h->out.bs, cbp_to_golomb[!CHROMA444][1][(h->mb.i_cbp_chroma << 4)|h->mb.i_cbp_luma] );
683     for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
684         x264_cavlc_partition_luma_residual( h, i8, p );
685     return h->out.bs.i_bits_encoded;
686 }
687
688 static int x264_partition_i4x4_size_cavlc( x264_t *h, int i4, int i_mode )
689 {
690     int plane_count = CHROMA444 ? 3 : 1;
691     h->out.bs.i_bits_encoded = x264_cavlc_intra4x4_pred_size( h, i4, i_mode );
692     for( int p = 0; p < plane_count; p++ )
693         x264_cavlc_block_residual( h, DCT_LUMA_4x4, p*16+i4, h->dct.luma4x4[p*16+i4] );
694     return h->out.bs.i_bits_encoded;
695 }
696
697 static int x264_chroma_size_cavlc( x264_t *h )
698 {
699     h->out.bs.i_bits_encoded = bs_size_ue( x264_mb_chroma_pred_mode_fix[h->mb.i_chroma_pred_mode] );
700     if( h->mb.i_cbp_chroma )
701     {
702         x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_DC, CHROMA_DC+0, h->dct.chroma_dc[0] );
703         x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_DC, CHROMA_DC+1, h->dct.chroma_dc[1] );
704
705         if( h->mb.i_cbp_chroma == 2 )
706         {
707             int step = 8 << CHROMA_V_SHIFT;
708             for( int i = 16; i < 3*16; i += step )
709                 for( int j = i; j < i+4; j++ )
710                     x264_cavlc_block_residual( h, DCT_CHROMA_AC, j, h->dct.luma4x4[j]+1 );
711         }
712     }
713     return h->out.bs.i_bits_encoded;
714 }
715 #endif