MBAFF: Add frame/field MB stats
[x262.git] / common / common.h
index 906af51..7768571 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*****************************************************************************
- * common.h: h264 encoder
+ * common.h: misc common functions
  *****************************************************************************
- * Copyright (C) 2003-2008 x264 project
+ * Copyright (C) 2003-2011 x264 project
  *
  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
@@ -19,6 +19,9 @@
  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  * along with this program; if not, write to the Free Software
  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
+ *
+ * This program is also available under a commercial proprietary license.
+ * For more information, contact us at licensing@x264.com.
  *****************************************************************************/
 
 #ifndef X264_COMMON_H
@@ -36,6 +39,7 @@
 #define XCHG(type,a,b) do{ type t = a; a = b; b = t; } while(0)
 #define IS_DISPOSABLE(type) ( type == X264_TYPE_B )
 #define FIX8(f) ((int)(f*(1<<8)+.5))
+#define ALIGN(x,a) (((x)+((a)-1))&~((a)-1))
 
 #define CHECKED_MALLOC( var, size )\
 do {\
@@ -50,11 +54,18 @@ do {\
 } while( 0 )
 
 #define X264_BFRAME_MAX 16
+#define X264_REF_MAX 16
 #define X264_THREAD_MAX 128
-#define X264_PCM_COST (386*8)
+#define X264_PCM_COST (384*BIT_DEPTH+16)
 #define X264_LOOKAHEAD_MAX 250
+#define QP_BD_OFFSET (6*(BIT_DEPTH-8))
+#define QP_MAX_SPEC (51+QP_BD_OFFSET)
+#define QP_MAX (QP_MAX_SPEC+18)
+#define QP_MAX_MAX (51+2*6+18)
+#define PIXEL_MAX ((1 << BIT_DEPTH)-1)
 // arbitrary, but low because SATD scores are 1/4 normal
-#define X264_LOOKAHEAD_QP 12
+#define X264_LOOKAHEAD_QP (12+QP_BD_OFFSET)
+#define SPEC_QP(x) X264_MIN((x), QP_MAX_SPEC)
 
 // number of pixels (per thread) in progress at any given time.
 // 16 for the macroblock in progress + 3 for deblocking + 3 for motion compensation filter + 2 for extra safety
@@ -67,6 +78,9 @@ do {\
 
 #define X264_WEIGHTP_FAKE (-1)
 
+#define NALU_OVERHEAD 5 // startcode + NAL type costs 5 bytes per frame
+#define FILLER_OVERHEAD (NALU_OVERHEAD+1)
+
 /****************************************************************************
  * Includes
  ****************************************************************************/
@@ -78,6 +92,16 @@ do {\
 #include <assert.h>
 #include <limits.h>
 
+#if HAVE_INTERLACED
+#   define MB_INTERLACED h->mb.b_interlaced
+#   define SLICE_MBAFF h->sh.b_mbaff
+#   define PARAM_INTERLACED h->param.b_interlaced
+#else
+#   define MB_INTERLACED 0
+#   define SLICE_MBAFF 0
+#   define PARAM_INTERLACED 0
+#endif
+
 /* Unions for type-punning.
  * Mn: load or store n bits, aligned, native-endian
  * CPn: copy n bits, aligned, native-endian
@@ -85,15 +109,78 @@ do {\
 typedef union { uint16_t i; uint8_t  c[2]; } MAY_ALIAS x264_union16_t;
 typedef union { uint32_t i; uint16_t b[2]; uint8_t  c[4]; } MAY_ALIAS x264_union32_t;
 typedef union { uint64_t i; uint32_t a[2]; uint16_t b[4]; uint8_t c[8]; } MAY_ALIAS x264_union64_t;
+typedef struct { uint64_t i[2]; } x264_uint128_t;
+typedef union { x264_uint128_t i; uint64_t a[2]; uint32_t b[4]; uint16_t c[8]; uint8_t d[16]; } MAY_ALIAS x264_union128_t;
 #define M16(src) (((x264_union16_t*)(src))->i)
 #define M32(src) (((x264_union32_t*)(src))->i)
 #define M64(src) (((x264_union64_t*)(src))->i)
+#define M128(src) (((x264_union128_t*)(src))->i)
+#define M128_ZERO ((x264_uint128_t){{0,0}})
 #define CP16(dst,src) M16(dst) = M16(src)
 #define CP32(dst,src) M32(dst) = M32(src)
 #define CP64(dst,src) M64(dst) = M64(src)
+#define CP128(dst,src) M128(dst) = M128(src)
+
+#if HIGH_BIT_DEPTH
+    typedef uint16_t pixel;
+    typedef uint64_t pixel4;
+    typedef int32_t  dctcoef;
+    typedef uint32_t udctcoef;
+
+#   define PIXEL_SPLAT_X4(x) ((x)*0x0001000100010001ULL)
+#   define MPIXEL_X4(src) M64(src)
+#else
+    typedef uint8_t  pixel;
+    typedef uint32_t pixel4;
+    typedef int16_t  dctcoef;
+    typedef uint16_t udctcoef;
+
+#   define PIXEL_SPLAT_X4(x) ((x)*0x01010101U)
+#   define MPIXEL_X4(src) M32(src)
+#endif
+
+#define BIT_DEPTH X264_BIT_DEPTH
+
+#define CPPIXEL_X4(dst,src) MPIXEL_X4(dst) = MPIXEL_X4(src)
+
+#define X264_SCAN8_SIZE (6*8)
+#define X264_SCAN8_LUMA_SIZE (5*8)
+#define X264_SCAN8_0 (4+1*8)
+
+static const unsigned x264_scan8[16+2*4+3] =
+{
+    /* Luma */
+    4+1*8, 5+1*8, 4+2*8, 5+2*8,
+    6+1*8, 7+1*8, 6+2*8, 7+2*8,
+    4+3*8, 5+3*8, 4+4*8, 5+4*8,
+    6+3*8, 7+3*8, 6+4*8, 7+4*8,
+
+    /* Cb */
+    1+1*8, 2+1*8,
+    1+2*8, 2+2*8,
+
+    /* Cr */
+    1+4*8, 2+4*8,
+    1+5*8, 2+5*8,
+
+    /* Luma DC */
+    4+5*8,
+
+    /* Chroma DC */
+    6+5*8, 7+5*8
+};
+/*
+   0 1 2 3 4 5 6 7
+ 0
+ 1   B B   L L L L
+ 2   B B   L L L L
+ 3         L L L L
+ 4   R R   L L L L
+ 5   R R   Dy  DuDv
+*/
 
 #include "x264.h"
-#include "bs.h"
+#include "bitstream.h"
 #include "set.h"
 #include "predict.h"
 #include "pixel.h"
@@ -102,6 +189,8 @@ typedef union { uint64_t i; uint32_t a[2]; uint16_t b[4]; uint8_t c[8]; } MAY_AL
 #include "dct.h"
 #include "cabac.h"
 #include "quant.h"
+#include "cpu.h"
+#include "threadpool.h"
 
 /****************************************************************************
  * General functions
@@ -121,30 +210,30 @@ int64_t x264_mdate( void );
  * the encoding options */
 char *x264_param2string( x264_param_t *p, int b_res );
 
-int x264_nal_encode( uint8_t *dst, int b_annexb, x264_nal_t *nal );
-
 /* log */
 void x264_log( x264_t *h, int i_level, const char *psz_fmt, ... );
 
-void x264_reduce_fraction( int *n, int *d );
-void x264_init_vlc_tables();
+void x264_reduce_fraction( uint32_t *n, uint32_t *d );
+void x264_reduce_fraction64( uint64_t *n, uint64_t *d );
+void x264_cavlc_init( void );
+void x264_cabac_init( void );
 
-static inline uint8_t x264_clip_uint8( int x )
+static ALWAYS_INLINE pixel x264_clip_pixel( int x )
 {
-    return x&(~255) ? (-x)>>31 : x;
+    return ( (x & ~PIXEL_MAX) ? (-x)>>31 & PIXEL_MAX : x );
 }
 
-static inline int x264_clip3( int v, int i_min, int i_max )
+static ALWAYS_INLINE int x264_clip3( int v, int i_min, int i_max )
 {
     return ( (v < i_min) ? i_min : (v > i_max) ? i_max : v );
 }
 
-static inline double x264_clip3f( double v, double f_min, double f_max )
+static ALWAYS_INLINE double x264_clip3f( double v, double f_min, double f_max )
 {
     return ( (v < f_min) ? f_min : (v > f_max) ? f_max : v );
 }
 
-static inline int x264_median( int a, int b, int c )
+static ALWAYS_INLINE int x264_median( int a, int b, int c )
 {
     int t = (a-b)&((a-b)>>31);
     a -= t;
@@ -154,16 +243,16 @@ static inline int x264_median( int a, int b, int c )
     return b;
 }
 
-static inline void x264_median_mv( int16_t *dst, int16_t *a, int16_t *b, int16_t *c )
+static ALWAYS_INLINE void x264_median_mv( int16_t *dst, int16_t *a, int16_t *b, int16_t *c )
 {
     dst[0] = x264_median( a[0], b[0], c[0] );
     dst[1] = x264_median( a[1], b[1], c[1] );
 }
 
-static inline int x264_predictor_difference( int16_t (*mvc)[2], intptr_t i_mvc )
+static ALWAYS_INLINE int x264_predictor_difference( int16_t (*mvc)[2], intptr_t i_mvc )
 {
-    int sum = 0, i;
-    for( i = 0; i < i_mvc-1; i++ )
+    int sum = 0;
+    for( int i = 0; i < i_mvc-1; i++ )
     {
         sum += abs( mvc[i][0] - mvc[i+1][0] )
              + abs( mvc[i][1] - mvc[i+1][1] );
@@ -171,13 +260,24 @@ static inline int x264_predictor_difference( int16_t (*mvc)[2], intptr_t i_mvc )
     return sum;
 }
 
-static inline uint32_t x264_cabac_amvd_sum( int16_t *mvdleft, int16_t *mvdtop )
+static ALWAYS_INLINE uint16_t x264_cabac_mvd_sum( uint8_t *mvdleft, uint8_t *mvdtop )
 {
     int amvd0 = abs(mvdleft[0]) + abs(mvdtop[0]);
     int amvd1 = abs(mvdleft[1]) + abs(mvdtop[1]);
     amvd0 = (amvd0 > 2) + (amvd0 > 32);
     amvd1 = (amvd1 > 2) + (amvd1 > 32);
-    return amvd0 + (amvd1<<16);
+    return amvd0 + (amvd1<<8);
+}
+
+static void ALWAYS_INLINE x264_predictor_roundclip( int16_t (*dst)[2], int16_t (*mvc)[2], int i_mvc, int mv_x_min, int mv_x_max, int mv_y_min, int mv_y_max )
+{
+    for( int i = 0; i < i_mvc; i++ )
+    {
+        int mx = (mvc[i][0] + 2) >> 2;
+        int my = (mvc[i][1] + 2) >> 2;
+        dst[i][0] = x264_clip3( mx, mv_x_min, mv_x_max );
+        dst[i][1] = x264_clip3( my, mv_y_min, mv_y_max );
+    }
 }
 
 extern const uint8_t x264_exp2_lut[64];
@@ -208,11 +308,22 @@ enum slice_type_e
     SLICE_TYPE_P  = 0,
     SLICE_TYPE_B  = 1,
     SLICE_TYPE_I  = 2,
-    SLICE_TYPE_SP = 3,
-    SLICE_TYPE_SI = 4
 };
 
-static const char slice_type_to_char[] = { 'P', 'B', 'I', 'S', 'S' };
+static const char slice_type_to_char[] = { 'P', 'B', 'I' };
+
+enum sei_payload_type_e
+{
+    SEI_BUFFERING_PERIOD       = 0,
+    SEI_PIC_TIMING             = 1,
+    SEI_PAN_SCAN_RECT          = 2,
+    SEI_FILLER                 = 3,
+    SEI_USER_DATA_REGISTERED   = 4,
+    SEI_USER_DATA_UNREGISTERED = 5,
+    SEI_RECOVERY_POINT         = 6,
+    SEI_DEC_REF_PIC_MARKING    = 7,
+    SEI_FRAME_PACKING          = 45,
+};
 
 typedef struct
 {
@@ -233,7 +344,7 @@ typedef struct
 
     int i_idr_pic_id;   /* -1 if nal_type != 5 */
 
-    int i_poc_lsb;
+    int i_poc;
     int i_delta_poc_bottom;
 
     int i_delta_poc[2];
@@ -245,16 +356,15 @@ typedef struct
     int i_num_ref_idx_l0_active;
     int i_num_ref_idx_l1_active;
 
-    int b_ref_pic_list_reordering_l0;
-    int b_ref_pic_list_reordering_l1;
+    int b_ref_pic_list_reordering[2];
     struct
     {
         int idc;
         int arg;
-    } ref_pic_list_order[2][16];
+    } ref_pic_list_order[2][X264_REF_MAX];
 
     /* P-frame weighting */
-    x264_weight_t weight[32][3];
+    x264_weight_t weight[X264_REF_MAX*2][3];
 
     int i_mmco_remove_from_end;
     int i_mmco_command_count;
@@ -262,7 +372,7 @@ typedef struct
     {
         int i_difference_of_pic_nums;
         int i_poc;
-    } mmco[16];
+    } mmco[X264_REF_MAX];
 
     int i_cabac_init_idc;
 
@@ -286,49 +396,22 @@ typedef struct x264_lookahead_t
     int                           i_last_keyframe;
     int                           i_slicetype_length;
     x264_frame_t                  *last_nonb;
-    x264_synch_frame_list_t       ifbuf;
-    x264_synch_frame_list_t       next;
-    x264_synch_frame_list_t       ofbuf;
+    x264_pthread_t                thread_handle;
+    x264_sync_frame_list_t        ifbuf;
+    x264_sync_frame_list_t        next;
+    x264_sync_frame_list_t        ofbuf;
 } x264_lookahead_t;
 
-/* From ffmpeg
- */
-#define X264_SCAN8_SIZE (6*8)
-#define X264_SCAN8_0 (4+1*8)
+typedef struct x264_ratecontrol_t   x264_ratecontrol_t;
 
-static const int x264_scan8[16+2*4+3] =
+typedef struct x264_left_table_t
 {
-    /* Luma */
-    4+1*8, 5+1*8, 4+2*8, 5+2*8,
-    6+1*8, 7+1*8, 6+2*8, 7+2*8,
-    4+3*8, 5+3*8, 4+4*8, 5+4*8,
-    6+3*8, 7+3*8, 6+4*8, 7+4*8,
-
-    /* Cb */
-    1+1*8, 2+1*8,
-    1+2*8, 2+2*8,
-
-    /* Cr */
-    1+4*8, 2+4*8,
-    1+5*8, 2+5*8,
-
-    /* Luma DC */
-    4+5*8,
-
-    /* Chroma DC */
-    5+5*8, 6+5*8
-};
-/*
-   0 1 2 3 4 5 6 7
- 0
- 1   B B   L L L L
- 2   B B   L L L L
- 3         L L L L
- 4   R R   L L L L
- 5   R R   DyDuDv
-*/
-
-typedef struct x264_ratecontrol_t   x264_ratecontrol_t;
+    uint8_t intra[4];
+    uint8_t nnz[4];
+    uint8_t nnz_chroma[4];
+    uint8_t mv[4];
+    uint8_t ref[4];
+} x264_left_table_t;
 
 struct x264_t
 {
@@ -336,11 +419,11 @@ struct x264_t
     x264_param_t    param;
 
     x264_t          *thread[X264_THREAD_MAX+1];
-    x264_pthread_t  thread_handle;
     int             b_thread_active;
     int             i_thread_phase; /* which thread to use for the next frame */
     int             i_threadslice_start; /* first row in this thread slice */
     int             i_threadslice_end; /* row after the end of this thread slice */
+    x264_threadpool_t *threadpool;
 
     /* bitstream output */
     struct
@@ -356,6 +439,9 @@ struct x264_t
     uint8_t *nal_buffer;
     int      nal_buffer_size;
 
+    x264_sps_t      *sps;
+    x264_pps_t      *pps;
+
     /**** thread synchronization starts here ****/
 
     /* frame number/poc */
@@ -367,16 +453,25 @@ struct x264_t
     int             i_nal_type;
     int             i_nal_ref_idc;
 
+    int64_t         i_disp_fields;  /* Number of displayed fields (both coded and implied via pic_struct) */
+    int             i_disp_fields_last_frame;
+    int64_t         i_prev_duration; /* Duration of previous frame */
+    int64_t         i_coded_fields; /* Number of coded fields (both coded and implied via pic_struct) */
+    int64_t         i_cpb_delay;    /* Equal to number of fields preceding this field
+                                     * since last buffering_period SEI */
+    int64_t         i_coded_fields_lookahead; /* Use separate counters for lookahead */
+    int64_t         i_cpb_delay_lookahead;
+
+    int64_t         i_cpb_delay_pir_offset;
+
+    int             b_queued_intra_refresh;
+    int64_t         i_last_idr_pts;
+
     /* We use only one SPS and one PPS */
     x264_sps_t      sps_array[1];
-    x264_sps_t      *sps;
     x264_pps_t      pps_array[1];
-    x264_pps_t      *pps;
     int             i_idr_pic_id;
 
-    /* Timebase multiplier for DTS compression */
-    int             i_dts_compress_multiplier;
-
     /* quantization matrix for decoding, [cqm][qp%6][coef] */
     int             (*dequant4_mf[4])[16];   /* [4][6][16] */
     int             (*dequant8_mf[2])[64];   /* [2][6][64] */
@@ -384,26 +479,25 @@ struct x264_t
     int             (*unquant4_mf[4])[16];   /* [4][52][16] */
     int             (*unquant8_mf[2])[64];   /* [2][52][64] */
     /* quantization matrix for deadzone */
-    uint16_t        (*quant4_mf[4])[16];     /* [4][52][16] */
-    uint16_t        (*quant8_mf[2])[64];     /* [2][52][64] */
-    uint16_t        (*quant4_bias[4])[16];   /* [4][52][16] */
-    uint16_t        (*quant8_bias[2])[64];   /* [2][52][64] */
+    udctcoef        (*quant4_mf[4])[16];     /* [4][52][16] */
+    udctcoef        (*quant8_mf[2])[64];     /* [2][52][64] */
+    udctcoef        (*quant4_bias[4])[16];   /* [4][52][16] */
+    udctcoef        (*quant8_bias[2])[64];   /* [2][52][64] */
+    udctcoef        (*nr_offset_emergency)[3][64];
 
-    /* mv/ref cost arrays.  Indexed by lambda instead of
-     * qp because, due to rounding, some quantizers share
-     * lambdas.  This saves memory. */
-    uint16_t *cost_mv[92];
-    uint16_t *cost_mv_fpel[92][4];
+    /* mv/ref cost arrays. */
+    uint16_t *cost_mv[QP_MAX+1];
+    uint16_t *cost_mv_fpel[QP_MAX+1][4];
 
     const uint8_t   *chroma_qp_table; /* includes both the nonlinear luma->chroma mapping and chroma_qp_offset */
 
-    ALIGNED_16( uint32_t nr_residual_sum[2][64] );
-    ALIGNED_16( uint16_t nr_offset[2][64] );
-    uint32_t        nr_count[2];
-
     /* Slice header */
     x264_slice_header_t sh;
 
+    /* Slice header backup, for SEI_DEC_REF_PIC_MARKING */
+    int b_sh_backup;
+    x264_slice_header_t sh_backup;
+
     /* cabac context */
     x264_cabac_t    cabac;
 
@@ -418,9 +512,13 @@ struct x264_t
         x264_frame_t **blank_unused;
 
         /* frames used for reference + sentinels */
-        x264_frame_t *reference[16+2];
+        x264_frame_t *reference[X264_REF_MAX+2];
 
-        int i_last_keyframe; /* Frame number of the last keyframe */
+        int i_last_keyframe;       /* Frame number of the last keyframe */
+        int i_last_idr;            /* Frame number of the last IDR (not RP)*/
+        int i_poc_last_open_gop;   /* Poc of the I frame of the last open-gop. The value
+                                    * is only assigned during the period between that
+                                    * I frame and the next P or I frame, else -1 */
 
         int i_input;    /* Number of input frames already accepted */
 
@@ -430,8 +528,10 @@ struct x264_t
         int i_delay;    /* Number of frames buffered for B reordering */
         int     i_bframe_delay;
         int64_t i_bframe_delay_time;
-        int64_t i_init_delta;
-        int64_t i_prev_dts[2];
+        int64_t i_first_pts;
+        int64_t i_prev_reordered_pts[2];
+        int64_t i_largest_pts;
+        int64_t i_second_largest_pts;
         int b_have_lowres;  /* Whether 1/2 resolution luma planes are being used */
         int b_have_sub8x8_esa;
     } frames;
@@ -443,33 +543,39 @@ struct x264_t
     x264_frame_t    *fdec;
 
     /* references lists */
-    int             i_ref0;
-    x264_frame_t    *fref0[16+3];     /* ref list 0 */
-    int             i_ref1;
-    x264_frame_t    *fref1[16+3];     /* ref list 1 */
+    int             i_ref[2];
+    x264_frame_t    *fref[2][X264_REF_MAX+3];
+    x264_frame_t    *fref_nearest[2];
     int             b_ref_reorder[2];
 
-
+    /* hrd */
+    int initial_cpb_removal_delay;
+    int initial_cpb_removal_delay_offset;
+    int64_t i_reordered_pts_delay;
 
     /* Current MB DCT coeffs */
     struct
     {
-        ALIGNED_16( int16_t luma16x16_dc[16] );
-        ALIGNED_16( int16_t chroma_dc[2][4] );
+        ALIGNED_16( dctcoef luma16x16_dc[16] );
+        ALIGNED_16( dctcoef chroma_dc[2][4] );
         // FIXME share memory?
-        ALIGNED_16( int16_t luma8x8[4][64] );
-        ALIGNED_16( int16_t luma4x4[16+8][16] );
+        ALIGNED_16( dctcoef luma8x8[4][64] );
+        ALIGNED_16( dctcoef luma4x4[16+8][16] );
     } dct;
 
     /* MB table and cache for current frame/mb */
     struct
     {
+        int     i_mb_width;
+        int     i_mb_height;
         int     i_mb_count;                 /* number of mbs in a frame */
 
         /* Strides */
         int     i_mb_stride;
         int     i_b8_stride;
         int     i_b4_stride;
+        int     left_b8[2];
+        int     left_b4[2];
 
         /* Current index */
         int     i_mb_x;
@@ -489,29 +595,48 @@ struct x264_t
         int     i_psy_trellis; /* Psy trellis strength--fixed point value*/
 
         int     b_interlaced;
+        int     b_adaptive_mbaff; /* MBAFF+subme 0 requires non-adaptive MBAFF i.e. all field mbs */
 
         /* Allowed qpel MV range to stay within the picture + emulated edge pixels */
         int     mv_min[2];
         int     mv_max[2];
+        int     mv_miny_row[3]; /* 0 == top progressive, 1 == bot progressive, 2 == interlaced */
+        int     mv_maxy_row[3];
         /* Subpel MV range for motion search.
          * same mv_min/max but includes levels' i_mv_range. */
         int     mv_min_spel[2];
         int     mv_max_spel[2];
+        int     mv_miny_spel_row[3];
+        int     mv_maxy_spel_row[3];
         /* Fullpel MV range for motion search */
         int     mv_min_fpel[2];
         int     mv_max_fpel[2];
+        int     mv_miny_fpel_row[3];
+        int     mv_maxy_fpel_row[3];
 
         /* neighboring MBs */
         unsigned int i_neighbour;
         unsigned int i_neighbour8[4];       /* neighbours of each 8x8 or 4x4 block that are available */
         unsigned int i_neighbour4[16];      /* at the time the block is coded */
         unsigned int i_neighbour_intra;     /* for constrained intra pred */
+        unsigned int i_neighbour_frame;     /* ignoring slice boundaries */
         int     i_mb_type_top;
-        int     i_mb_type_left;
+        int     i_mb_type_left[2];
         int     i_mb_type_topleft;
         int     i_mb_type_topright;
         int     i_mb_prev_xy;
+        int     i_mb_left_xy[2];
         int     i_mb_top_xy;
+        int     i_mb_topleft_xy;
+        int     i_mb_topright_xy;
+        int     i_mb_top_y;
+        int     i_mb_topleft_y;
+        int     i_mb_topright_y;
+        x264_left_table_t *left_index_table;
+        int     i_mb_top_mbpair_xy;
+        int     topleft_partition;
+        int     b_allow_skip;
+        int     field_decoding_flag;
 
         /**** thread synchronization ends here ****/
         /* subsequent variables are either thread-local or constant,
@@ -519,6 +644,7 @@ struct x264_t
 
         /* mb table */
         int8_t  *type;                      /* mb type */
+        uint8_t *partition;                 /* mb partition */
         int8_t  *qp;                        /* mb qp */
         int16_t *cbp;                       /* mb cbp: 0x0?: luma, 0x?0: chroma, 0x100: luma dc, 0x0200 and 0x0400: chroma dc  (all set for PCM)*/
         int8_t  (*intra4x4_pred_mode)[8];   /* intra4x4 pred mode. for non I4x4 set to I_PRED_4x4_DC(2) */
@@ -526,15 +652,17 @@ struct x264_t
         uint8_t (*non_zero_count)[16+4+4];  /* nzc. for I_PCM set to 16 */
         int8_t  *chroma_pred_mode;          /* chroma_pred_mode. cabac only. for non intra I_PRED_CHROMA_DC(0) */
         int16_t (*mv[2])[2];                /* mb mv. set to 0 for intra mb */
-        int16_t (*mvd[2])[2];               /* mb mv difference with predict. set to 0 if intra. cabac only */
+        uint8_t (*mvd[2])[8][2];            /* absolute value of mb mv difference with predict, clipped to [0,33]. set to 0 if intra. cabac only */
         int8_t   *ref[2];                   /* mb ref. set to -1 if non used (intra or Lx only) */
-        int16_t (*mvr[2][32])[2];           /* 16x16 mv for each possible ref */
+        int16_t (*mvr[2][X264_REF_MAX*2])[2];/* 16x16 mv for each possible ref */
         int8_t  *skipbp;                    /* block pattern for SKIP or DIRECT (sub)mbs. B-frames + cabac only */
         int8_t  *mb_transform_size;         /* transform_size_8x8_flag of each mb */
-        uint8_t *intra_border_backup[2][3]; /* bottom pixels of the previous mb row, used for intra prediction after the framebuffer has been deblocked */
+        uint16_t *slice_table;              /* sh->first_mb of the slice that the indexed mb is part of
+                                             * NOTE: this will fail on resolutions above 2^16 MBs... */
+        uint8_t *field;
 
          /* buffer for weighted versions of the reference frames */
-        uint8_t *p_weight_buf[16];
+        pixel *p_weight_buf[X264_REF_MAX];
 
         /* current value */
         int     i_type;
@@ -559,48 +687,48 @@ struct x264_t
         /* set to true if we are re-encoding a macroblock. */
         int b_reencode_mb;
         int ip_offset; /* Used by PIR to offset the quantizer of intra-refresh blocks. */
+        int b_deblock_rdo;
+        int b_overflow; /* If CAVLC had a level code overflow during bitstream writing. */
 
         struct
         {
             /* space for p_fenc and p_fdec */
 #define FENC_STRIDE 16
 #define FDEC_STRIDE 32
-            ALIGNED_16( uint8_t fenc_buf[24*FENC_STRIDE] );
-            ALIGNED_16( uint8_t fdec_buf[27*FDEC_STRIDE] );
+            ALIGNED_16( pixel fenc_buf[24*FENC_STRIDE] );
+            ALIGNED_16( pixel fdec_buf[27*FDEC_STRIDE] );
 
             /* i4x4 and i8x8 backup data, for skipping the encode stage when possible */
-            ALIGNED_16( uint8_t i4x4_fdec_buf[16*16] );
-            ALIGNED_16( uint8_t i8x8_fdec_buf[16*16] );
-            ALIGNED_16( int16_t i8x8_dct_buf[3][64] );
-            ALIGNED_16( int16_t i4x4_dct_buf[15][16] );
+            ALIGNED_16( pixel i4x4_fdec_buf[16*16] );
+            ALIGNED_16( pixel i8x8_fdec_buf[16*16] );
+            ALIGNED_16( dctcoef i8x8_dct_buf[3][64] );
+            ALIGNED_16( dctcoef i4x4_dct_buf[15][16] );
             uint32_t i4x4_nnz_buf[4];
             uint32_t i8x8_nnz_buf[4];
             int i4x4_cbp;
             int i8x8_cbp;
 
             /* Psy trellis DCT data */
-            ALIGNED_16( int16_t fenc_dct8[4][64] );
-            ALIGNED_16( int16_t fenc_dct4[16][16] );
+            ALIGNED_16( dctcoef fenc_dct8[4][64] );
+            ALIGNED_16( dctcoef fenc_dct4[16][16] );
 
-            /* Psy RD SATD scores */
-            int fenc_satd[4][4];
-            int fenc_satd_sum;
-            int fenc_sa8d[2][2];
-            int fenc_sa8d_sum;
+            /* Psy RD SATD/SA8D scores cache */
+            ALIGNED_16( uint64_t fenc_hadamard_cache[9] );
+            ALIGNED_16( uint32_t fenc_satd_cache[32] );
 
             /* pointer over mb of the frame to be compressed */
-            uint8_t *p_fenc[3];
+            pixel *p_fenc[3]; /* y,u,v */
             /* pointer to the actual source frame, not a block copy */
-            uint8_t *p_fenc_plane[3];
+            pixel *p_fenc_plane[2]; /* y,uv */
 
             /* pointer over mb of the frame to be reconstructed  */
-            uint8_t *p_fdec[3];
+            pixel *p_fdec[3];
 
             /* pointer over mb of the references */
             int i_fref[2];
-            uint8_t *p_fref[2][32][4+2]; /* last: lN, lH, lV, lHV, cU, cV */
-            uint8_t *p_fref_w[32];  /* weighted fullpel luma */
-            uint16_t *p_integral[2][16];
+            pixel *p_fref[2][X264_REF_MAX*2][4+1]; /* last: yN, yH, yV, yHV, uv */
+            pixel *p_fref_w[X264_REF_MAX*2];  /* weighted fullpel luma */
+            uint16_t *p_integral[2][X264_REF_MAX];
 
             /* fref stride */
             int     i_stride[3];
@@ -610,32 +738,37 @@ struct x264_t
         struct
         {
             /* real intra4x4_pred_mode if I_4X4 or I_8X8, I_PRED_4x4_DC if mb available, -1 if not */
-            ALIGNED_8( int8_t intra4x4_pred_mode[X264_SCAN8_SIZE] );
+            ALIGNED_8( int8_t intra4x4_pred_mode[X264_SCAN8_LUMA_SIZE] );
 
             /* i_non_zero_count if available else 0x80 */
-            ALIGNED_4( uint8_t non_zero_count[X264_SCAN8_SIZE] );
+            ALIGNED_16( uint8_t non_zero_count[X264_SCAN8_SIZE] );
 
             /* -1 if unused, -2 if unavailable */
-            ALIGNED_4( int8_t ref[2][X264_SCAN8_SIZE] );
+            ALIGNED_4( int8_t ref[2][X264_SCAN8_LUMA_SIZE] );
 
             /* 0 if not available */
-            ALIGNED_16( int16_t mv[2][X264_SCAN8_SIZE][2] );
-            ALIGNED_8( int16_t mvd[2][X264_SCAN8_SIZE][2] );
+            ALIGNED_16( int16_t mv[2][X264_SCAN8_LUMA_SIZE][2] );
+            ALIGNED_8( uint8_t mvd[2][X264_SCAN8_LUMA_SIZE][2] );
 
             /* 1 if SKIP or DIRECT. set only for B-frames + CABAC */
-            ALIGNED_4( int8_t skip[X264_SCAN8_SIZE] );
+            ALIGNED_4( int8_t skip[X264_SCAN8_LUMA_SIZE] );
 
             ALIGNED_4( int16_t direct_mv[2][4][2] );
             ALIGNED_4( int8_t  direct_ref[2][4] );
+            int     direct_partition;
             ALIGNED_4( int16_t pskip_mv[2] );
 
             /* number of neighbors (top and left) that used 8x8 dct */
             int     i_neighbour_transform_size;
-            int     i_neighbour_interlaced;
+            int     i_neighbour_skip;
 
             /* neighbor CBPs */
             int     i_cbp_top;
             int     i_cbp_left;
+
+            /* extra data required for mbaff in mv prediction */
+            int16_t topright_mv[2][3][2];
+            int8_t  topright_ref[2][3];
         } cache;
 
         /* */
@@ -654,14 +787,16 @@ struct x264_t
         int     i_chroma_lambda2_offset;
 
         /* B_direct and weighted prediction */
-        int16_t dist_scale_factor_buf[2][32][4];
+        int16_t dist_scale_factor_buf[2][2][X264_REF_MAX*2][4];
         int16_t (*dist_scale_factor)[4];
-        int8_t bipred_weight_buf[2][32][4];
+        int8_t bipred_weight_buf[2][2][X264_REF_MAX*2][4];
         int8_t (*bipred_weight)[4];
         /* maps fref1[0]'s ref indices into the current list0 */
 #define map_col_to_list0(col) h->mb.map_col_to_list0[(col)+2]
-        int8_t  map_col_to_list0[18];
+        int8_t  map_col_to_list0[X264_REF_MAX+2];
         int ref_blind_dupe; /* The index of the blind reference frame duplicate. */
+        int8_t deblock_ref_table[X264_REF_MAX*2+2];
+#define deblock_ref_table(x) h->mb.deblock_ref_table[(x)+2]
     } mb;
 
     /* rate control encoding only */
@@ -685,10 +820,11 @@ struct x264_t
             int i_mb_count_p;
             int i_mb_count_skip;
             int i_mb_count_8x8dct[2];
-            int i_mb_count_ref[2][32];
+            int i_mb_count_ref[2][X264_REF_MAX*2];
             int i_mb_partition[17];
             int i_mb_cbp[6];
-            int i_mb_pred_mode[3][13];
+            int i_mb_pred_mode[4][13];
+            int i_mb_field[3];
             /* Adaptive direct mv pred */
             int i_direct_score[2];
             /* Metrics */
@@ -699,33 +835,49 @@ struct x264_t
         /* Cumulated stats */
 
         /* per slice info */
-        int     i_frame_count[5];
-        int64_t i_frame_size[5];
-        double  f_frame_qp[5];
+        int     i_frame_count[3];
+        int64_t i_frame_size[3];
+        double  f_frame_qp[3];
         int     i_consecutive_bframes[X264_BFRAME_MAX+1];
         /* */
-        int64_t i_ssd_global[5];
-        double  f_psnr_average[5];
-        double  f_psnr_mean_y[5];
-        double  f_psnr_mean_u[5];
-        double  f_psnr_mean_v[5];
-        double  f_ssim_mean_y[5];
+        double  f_ssd_global[3];
+        double  f_psnr_average[3];
+        double  f_psnr_mean_y[3];
+        double  f_psnr_mean_u[3];
+        double  f_psnr_mean_v[3];
+        double  f_ssim_mean_y[3];
+        double  f_frame_duration[3];
         /* */
-        int64_t i_mb_count[5][19];
+        int64_t i_mb_count[3][19];
         int64_t i_mb_partition[2][17];
         int64_t i_mb_count_8x8dct[2];
-        int64_t i_mb_count_ref[2][2][32];
+        int64_t i_mb_count_ref[2][2][X264_REF_MAX*2];
         int64_t i_mb_cbp[6];
-        int64_t i_mb_pred_mode[3][13];
+        int64_t i_mb_pred_mode[4][13];
+        int64_t i_mb_field[3];
         /* */
         int     i_direct_score[2];
         int     i_direct_frames[2];
         /* num p-frames weighted */
-        int     i_wpred[3];
+        int     i_wpred[2];
 
     } stat;
 
+    /* 0 = luma 4x4, 1 = luma 8x8, 2 = chroma 4x4 */
+    udctcoef (*nr_offset)[64];
+    uint32_t (*nr_residual_sum)[64];
+    uint32_t *nr_count;
+
+    ALIGNED_16( udctcoef nr_offset_denoise[3][64] );
+    ALIGNED_16( uint32_t nr_residual_sum_buf[2][3][64] );
+    uint32_t nr_count_buf[2][3];
+
+    /* Buffers that are allocated per-thread even in sliced threads. */
     void *scratch_buffer; /* for any temporary storage that doesn't want repeated malloc */
+    pixel *intra_border_backup[5][2]; /* bottom pixels of the previous mb row, used for intra prediction after the framebuffer has been deblocked */
+    /* Deblock strength values are stored for each 4x4 partition. In MBAFF
+     * there are four extra values that need to be stored, located in [4][i]. */
+    uint8_t (*deblock_strength[2])[2][8][4];
 
     /* CPU functions dependents */
     x264_predict_t      predict_16x16[4+3];
@@ -738,10 +890,13 @@ struct x264_t
     x264_mc_functions_t   mc;
     x264_dct_function_t   dctf;
     x264_zigzag_function_t zigzagf;
+    x264_zigzag_function_t zigzagf_interlaced;
+    x264_zigzag_function_t zigzagf_progressive;
     x264_quant_function_t quantf;
     x264_deblock_function_t loopf;
+    x264_bitstream_function_t bsf;
 
-#ifdef HAVE_VISUALIZE
+#if HAVE_VISUALIZE
     struct visualize_t *visualize;
 #endif
     x264_lookahead_t *lookahead;
@@ -750,9 +905,11 @@ struct x264_t
 // included at the end because it needs x264_t
 #include "macroblock.h"
 
-#ifdef HAVE_MMX
+#if ARCH_X86 || ARCH_X86_64
 #include "x86/util.h"
 #endif
 
+#include "rectangle.h"
+
 #endif