345957f4839838a585b593e80c9a561f9528723f
[x264/x264-sandbox.git] / encoder / cavlc.c
1 /*****************************************************************************
2  * cavlc.c: h264 encoder library
3  *****************************************************************************
4  * Copyright (C) 2003-2008 x264 project
5  *
6  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
7  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
8  *
9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
12  * (at your option) any later version.
13  *
14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17  * GNU General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
20  * along with this program; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
22  *****************************************************************************/
23
24 #include "common/common.h"
25 #include "macroblock.h"
26
27 static const uint8_t intra4x4_cbp_to_golomb[48]=
28 {
29   3, 29, 30, 17, 31, 18, 37,  8, 32, 38, 19,  9, 20, 10, 11,  2,
30  16, 33, 34, 21, 35, 22, 39,  4, 36, 40, 23,  5, 24,  6,  7,  1,
31  41, 42, 43, 25, 44, 26, 46, 12, 45, 47, 27, 13, 28, 14, 15,  0
32 };
33 static const uint8_t inter_cbp_to_golomb[48]=
34 {
35   0,  2,  3,  7,  4,  8, 17, 13,  5, 18,  9, 14, 10, 15, 16, 11,
36   1, 32, 33, 36, 34, 37, 44, 40, 35, 45, 38, 41, 39, 42, 43, 19,
37   6, 24, 25, 20, 26, 21, 46, 28, 27, 47, 22, 29, 23, 30, 31, 12
38 };
39 static const uint8_t mb_type_b_to_golomb[3][9]=
40 {
41     { 4,  8, 12, 10,  6, 14, 16, 18, 20 }, /* D_16x8 */
42     { 5,  9, 13, 11,  7, 15, 17, 19, 21 }, /* D_8x16 */
43     { 1, -1, -1, -1,  2, -1, -1, -1,  3 }  /* D_16x16 */
44 };
45 static const uint8_t sub_mb_type_p_to_golomb[4]=
46 {
47     3, 1, 2, 0
48 };
49 static const uint8_t sub_mb_type_b_to_golomb[13]=
50 {
51     10,  4,  5,  1, 11,  6,  7,  2, 12,  8,  9,  3,  0
52 };
53
54 #define BLOCK_INDEX_CHROMA_DC   (-1)
55 #define BLOCK_INDEX_LUMA_DC     (-2)
56
57 static inline void bs_write_vlc( bs_t *s, vlc_t v )
58 {
59     bs_write( s, v.i_size, v.i_bits );
60 }
61
62 /****************************************************************************
63  * block_residual_write_cavlc:
64  ****************************************************************************/
65 static void block_residual_write_cavlc( x264_t *h, bs_t *s, int i_idx, int16_t *l, int i_count )
66 {
67     int level[16], run[16];
68     int i_total, i_trailing;
69     int i_total_zero;
70     int i_last;
71     unsigned int i_sign;
72     int i;
73     int i_suffix_length;
74
75     /* first find i_last */
76     for( i_last = i_count-1; i_last >= 3; i_last -= 4 )
77         if( *(uint64_t*)(l+i_last-3) )
78             break;
79     while( i_last >= 0 && l[i_last] == 0 )
80         i_last--;
81
82     i_sign = 0;
83     i_total = 0;
84     i_trailing = 0;
85     i_total_zero = i_last + 1;
86
87     if( i_last >= 0 )
88     {
89         int idx = 0;
90
91         /* level and run and total */
92         while( i_last >= 0 )
93         {
94             int r = 0;
95             level[idx] = l[i_last];
96             while( --i_last >= 0 && l[i_last] == 0 )
97                 r++;
98             run[idx++] = r;
99         }
100
101         i_total = idx;
102         i_total_zero -= idx;
103
104         i_trailing = X264_MIN(3, idx);
105         for( idx = 0; idx < i_trailing; idx++ )
106         {
107             if( (unsigned)(level[idx]+1) > 2 )
108             {
109                 i_trailing = idx;
110                 break;
111             }
112             i_sign <<= 1;
113             i_sign |= level[idx] < 0;
114         }
115     }
116
117     /* total/trailing */
118     if( i_idx == BLOCK_INDEX_CHROMA_DC )
119     {
120         bs_write_vlc( s, x264_coeff_token[4][i_total*4+i_trailing] );
121     }
122     else
123     {
124         /* x264_mb_predict_non_zero_code return 0 <-> (16+16+1)>>1 = 16 */
125         static const int ct_index[17] = {0,0,1,1,2,2,2,2,3,3,3,3,3,3,3,3,3 };
126         int nC = x264_mb_predict_non_zero_code( h, i_idx == BLOCK_INDEX_LUMA_DC ? 0 : i_idx );
127         bs_write_vlc( s, x264_coeff_token[ct_index[nC]][i_total*4+i_trailing] );
128     }
129
130     if( i_total <= 0 )
131         return;
132
133     i_suffix_length = i_total > 10 && i_trailing < 3 ? 1 : 0;
134     if( i_trailing > 0 )
135     {
136         bs_write( s, i_trailing, i_sign );
137     }
138     for( i = i_trailing; i < i_total; i++ )
139     {
140         int mask = level[i] >> 15;
141         int abs_level = (level[i]^mask)-mask;
142         int i_level_code = abs_level*2-mask-2;
143
144         if( i == i_trailing && i_trailing < 3 )
145             i_level_code -= 2; /* as level[i] can't be 1 for the first one if i_trailing < 3 */
146
147         if( ( i_level_code >> i_suffix_length ) < 14 )
148         {
149             bs_write( s, (i_level_code >> i_suffix_length) + 1 + i_suffix_length,
150                      (1<<i_suffix_length) + (i_level_code & ((1<<i_suffix_length)-1)) );
151         }
152         else if( i_suffix_length == 0 && i_level_code < 30 )
153         {
154             bs_write( s, 19, (1<<4) + (i_level_code - 14) );
155         }
156         else if( i_suffix_length > 0 && ( i_level_code >> i_suffix_length ) == 14 )
157         {
158             bs_write( s, 15 + i_suffix_length,
159                       (1<<i_suffix_length) + (i_level_code & ((1<<i_suffix_length)-1)) );
160         }
161         else
162         {
163             int i_level_prefix = 15;
164             i_level_code -= 15 << i_suffix_length;
165             if( i_suffix_length == 0 )
166                 i_level_code -= 15;
167
168             /* If the prefix size exceeds 15, High Profile is required. */
169             if( i_level_code >= 1<<12 )
170             {
171                 if( h->sps->i_profile_idc >= PROFILE_HIGH )
172                 {
173                     while( i_level_code > 1<<(i_level_prefix-3) )
174                     {
175                         i_level_code -= 1<<(i_level_prefix-3);
176                         i_level_prefix++;
177                     }
178                 }
179                 else
180                 {
181 #ifdef RDO_SKIP_BS
182                     /* Weight highly against overflows. */
183                     s->i_bits_encoded += 1000000;
184 #else
185                     x264_log(h, X264_LOG_WARNING, "OVERFLOW levelcode=%d is only allowed in High Profile", i_level_code );
186                     /* clip level, preserving sign */
187                     i_level_code = (1<<12) - 2 + (i_level_code & 1);
188 #endif
189                 }
190             }
191             bs_write( s, i_level_prefix + 1, 1 );
192             bs_write( s, i_level_prefix - 3, i_level_code & ((1<<(i_level_prefix-3))-1) );
193         }
194
195         if( i_suffix_length == 0 )
196             i_suffix_length++;
197         if( abs_level > (3 << (i_suffix_length-1)) && i_suffix_length < 6 )
198             i_suffix_length++;
199     }
200
201     if( i_total < i_count )
202     {
203         if( i_idx == BLOCK_INDEX_CHROMA_DC )
204             bs_write_vlc( s, x264_total_zeros_dc[i_total-1][i_total_zero] );
205         else
206             bs_write_vlc( s, x264_total_zeros[i_total-1][i_total_zero] );
207     }
208
209     for( i = 0; i < i_total-1 && i_total_zero > 0; i++ )
210     {
211         int i_zl = X264_MIN( i_total_zero - 1, 6 );
212         bs_write_vlc( s, x264_run_before[i_zl][run[i]] );
213         i_total_zero -= run[i];
214     }
215 }
216
217 static void cavlc_qp_delta( x264_t *h, bs_t *s )
218 {
219     int i_dqp = h->mb.i_qp - h->mb.i_last_qp;
220
221     /* Avoid writing a delta quant if we have an empty i16x16 block, e.g. in a completely flat background area */
222     if( h->mb.i_type == I_16x16 && !(h->mb.i_cbp_luma | h->mb.i_cbp_chroma)
223         && !array_non_zero(h->dct.luma16x16_dc) )
224     {
225 #ifndef 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 < -26 )
234             i_dqp += 52;
235         else if( i_dqp > 25 )
236             i_dqp -= 52;
237     }
238     bs_write_se( s, i_dqp );
239 }
240
241 static void cavlc_mb_mvd( x264_t *h, bs_t *s, int i_list, int idx, int width )
242 {
243     DECLARE_ALIGNED_4( int16_t mvp[2] );
244     x264_mb_predict_mv( h, i_list, idx, width, mvp );
245     bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[idx]][0] - mvp[0] );
246     bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[idx]][1] - mvp[1] );
247 }
248
249 static void cavlc_mb8x8_mvd( x264_t *h, bs_t *s, int i_list, int i )
250 {
251     if( !x264_mb_partition_listX_table[i_list][ h->mb.i_sub_partition[i] ] )
252         return;
253
254     switch( h->mb.i_sub_partition[i] )
255     {
256         case D_L0_8x8:
257         case D_L1_8x8:
258         case D_BI_8x8:
259             cavlc_mb_mvd( h, s, i_list, 4*i, 2 );
260             break;
261         case D_L0_8x4:
262         case D_L1_8x4:
263         case D_BI_8x4:
264             cavlc_mb_mvd( h, s, i_list, 4*i+0, 2 );
265             cavlc_mb_mvd( h, s, i_list, 4*i+2, 2 );
266             break;
267         case D_L0_4x8:
268         case D_L1_4x8:
269         case D_BI_4x8:
270             cavlc_mb_mvd( h, s, i_list, 4*i+0, 1 );
271             cavlc_mb_mvd( h, s, i_list, 4*i+1, 1 );
272             break;
273         case D_L0_4x4:
274         case D_L1_4x4:
275         case D_BI_4x4:
276             cavlc_mb_mvd( h, s, i_list, 4*i+0, 1 );
277             cavlc_mb_mvd( h, s, i_list, 4*i+1, 1 );
278             cavlc_mb_mvd( h, s, i_list, 4*i+2, 1 );
279             cavlc_mb_mvd( h, s, i_list, 4*i+3, 1 );
280             break;
281     }
282 }
283
284 static inline void x264_macroblock_luma_write_cavlc( x264_t *h, bs_t *s, int i8start, int i8end )
285 {
286     int i8, i4, i;
287     if( h->mb.b_transform_8x8 )
288     {
289         /* shuffle 8x8 dct coeffs into 4x4 lists */
290         for( i8 = i8start; i8 <= i8end; i8++ )
291             if( h->mb.i_cbp_luma & (1 << i8) )
292                 for( i4 = 0; i4 < 4; i4++ )
293                     for( i = 0; i < 16; i++ )
294                         h->dct.luma4x4[i4+i8*4][i] = h->dct.luma8x8[i8][i4+i*4];
295     }
296
297     for( i8 = i8start; i8 <= i8end; i8++ )
298         if( h->mb.i_cbp_luma & (1 << i8) )
299             for( i4 = 0; i4 < 4; i4++ )
300             {
301                 h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[i4+i8*4]] = array_non_zero_count( h->dct.luma4x4[i4+i8*4] );
302                 block_residual_write_cavlc( h, s, i4+i8*4, h->dct.luma4x4[i4+i8*4], 16 );
303             }
304 }
305
306 /*****************************************************************************
307  * x264_macroblock_write:
308  *****************************************************************************/
309 void x264_macroblock_write_cavlc( x264_t *h, bs_t *s )
310 {
311     const int i_mb_type = h->mb.i_type;
312     int i_mb_i_offset;
313     int i;
314
315 #ifndef RDO_SKIP_BS
316     const int i_mb_pos_start = bs_pos( s );
317     int       i_mb_pos_tex;
318 #endif
319
320     switch( h->sh.i_type )
321     {
322         case SLICE_TYPE_I:
323             i_mb_i_offset = 0;
324             break;
325         case SLICE_TYPE_P:
326             i_mb_i_offset = 5;
327             break;
328         case SLICE_TYPE_B:
329             i_mb_i_offset = 23;
330             break;
331         default:
332             x264_log(h, X264_LOG_ERROR, "internal error or slice unsupported\n" );
333             return;
334     }
335
336     if( h->sh.b_mbaff
337         && (!(h->mb.i_mb_y & 1) || IS_SKIP(h->mb.type[h->mb.i_mb_xy - h->mb.i_mb_stride])) )
338     {
339         bs_write1( s, h->mb.b_interlaced );
340     }
341
342 #ifndef RDO_SKIP_BS
343     if( i_mb_type == I_PCM)
344     {
345         bs_write_ue( s, i_mb_i_offset + 25 );
346         i_mb_pos_tex = bs_pos( s );
347         h->stat.frame.i_mv_bits += i_mb_pos_tex - i_mb_pos_start;
348
349         bs_align_0( s );
350
351         memcpy( s->p, h->mb.pic.p_fenc[0], 256 );
352         s->p += 256;
353         for( i = 0; i < 8; i++ )
354             memcpy( s->p + i*8, h->mb.pic.p_fenc[1] + i*FENC_STRIDE, 8 );
355         s->p += 64;
356         for( i = 0; i < 8; i++ )
357             memcpy( s->p + i*8, h->mb.pic.p_fenc[2] + i*FENC_STRIDE, 8 );
358         s->p += 64;
359
360         /* if PCM is chosen, we need to store reconstructed frame data */
361         h->mc.copy[PIXEL_16x16]( h->mb.pic.p_fdec[0], FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[0], FENC_STRIDE, 16 );
362         h->mc.copy[PIXEL_8x8]  ( h->mb.pic.p_fdec[1], FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[1], FENC_STRIDE, 8 );
363         h->mc.copy[PIXEL_8x8]  ( h->mb.pic.p_fdec[2], FDEC_STRIDE, h->mb.pic.p_fenc[2], FENC_STRIDE, 8 );
364
365         h->stat.frame.i_tex_bits += bs_pos(s) - i_mb_pos_tex;
366         return;
367     }
368 #endif
369
370     /* Write:
371       - type
372       - prediction
373       - mv */
374     if( i_mb_type == I_4x4 || i_mb_type == I_8x8 )
375     {
376         int di = i_mb_type == I_8x8 ? 4 : 1;
377         bs_write_ue( s, i_mb_i_offset + 0 );
378         if( h->pps->b_transform_8x8_mode )
379             bs_write1( s, h->mb.b_transform_8x8 );
380
381         /* Prediction: Luma */
382         for( i = 0; i < 16; i += di )
383         {
384             int i_pred = x264_mb_predict_intra4x4_mode( h, i );
385             int i_mode = x264_mb_pred_mode4x4_fix( h->mb.cache.intra4x4_pred_mode[x264_scan8[i]] );
386
387             if( i_pred == i_mode)
388             {
389                 bs_write1( s, 1 );  /* b_prev_intra4x4_pred_mode */
390             }
391             else
392             {
393                 if( i_mode >= i_pred )
394                     i_mode--;
395                 bs_write( s, 4, i_mode );
396             }
397         }
398         bs_write_ue( s, x264_mb_pred_mode8x8c_fix[ h->mb.i_chroma_pred_mode ] );
399     }
400     else if( i_mb_type == I_16x16 )
401     {
402         bs_write_ue( s, i_mb_i_offset + 1 + x264_mb_pred_mode16x16_fix[h->mb.i_intra16x16_pred_mode] +
403                         h->mb.i_cbp_chroma * 4 + ( h->mb.i_cbp_luma == 0 ? 0 : 12 ) );
404         bs_write_ue( s, x264_mb_pred_mode8x8c_fix[ h->mb.i_chroma_pred_mode ] );
405     }
406     else if( i_mb_type == P_L0 )
407     {
408         DECLARE_ALIGNED_4( int16_t mvp[2] );
409
410         if( h->mb.i_partition == D_16x16 )
411         {
412             bs_write_ue( s, 0 );
413
414             if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
415             {
416                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
417             }
418             x264_mb_predict_mv( h, 0, 0, 4, mvp );
419             bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][0] - mvp[0] );
420             bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][1] - mvp[1] );
421         }
422         else if( h->mb.i_partition == D_16x8 )
423         {
424             bs_write_ue( s, 1 );
425             if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
426             {
427                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
428                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[8]] );
429             }
430
431             x264_mb_predict_mv( h, 0, 0, 4, mvp );
432             bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][0] - mvp[0] );
433             bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][1] - mvp[1] );
434
435             x264_mb_predict_mv( h, 0, 8, 4, mvp );
436             bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[8]][0] - mvp[0] );
437             bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[8]][1] - mvp[1] );
438         }
439         else if( h->mb.i_partition == D_8x16 )
440         {
441             bs_write_ue( s, 2 );
442             if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
443             {
444                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
445                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[4]] );
446             }
447
448             x264_mb_predict_mv( h, 0, 0, 2, mvp );
449             bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][0] - mvp[0] );
450             bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[0]][1] - mvp[1] );
451
452             x264_mb_predict_mv( h, 0, 4, 2, mvp );
453             bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[4]][0] - mvp[0] );
454             bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[0][x264_scan8[4]][1] - mvp[1] );
455         }
456     }
457     else if( i_mb_type == P_8x8 )
458     {
459         int b_sub_ref0;
460
461         if( h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] == 0 && h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[4]] == 0 &&
462             h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[8]] == 0 && h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[12]] == 0 )
463         {
464             bs_write_ue( s, 4 );
465             b_sub_ref0 = 0;
466         }
467         else
468         {
469             bs_write_ue( s, 3 );
470             b_sub_ref0 = 1;
471         }
472         /* sub mb type */
473         for( i = 0; i < 4; i++ )
474         {
475             bs_write_ue( s, sub_mb_type_p_to_golomb[ h->mb.i_sub_partition[i] ] );
476         }
477         /* ref0 */
478         if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 && b_sub_ref0 )
479         {
480             bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[0]] );
481             bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[4]] );
482             bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[8]] );
483             bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[12]] );
484         }
485
486         for( i = 0; i < 4; i++ )
487             cavlc_mb8x8_mvd( h, s, 0, i );
488     }
489     else if( i_mb_type == B_8x8 )
490     {
491         bs_write_ue( s, 22 );
492
493         /* sub mb type */
494         for( i = 0; i < 4; i++ )
495         {
496             bs_write_ue( s, sub_mb_type_b_to_golomb[ h->mb.i_sub_partition[i] ] );
497         }
498         /* ref */
499         for( i = 0; i < 4; i++ )
500         {
501             if( x264_mb_partition_listX_table[0][ h->mb.i_sub_partition[i] ] )
502             {
503                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[i*4]] );
504             }
505         }
506         for( i = 0; i < 4; i++ )
507         {
508             if( x264_mb_partition_listX_table[1][ h->mb.i_sub_partition[i] ] )
509             {
510                 bs_write_te( s, h->mb.pic.i_fref[1] - 1, h->mb.cache.ref[1][x264_scan8[i*4]] );
511             }
512         }
513         /* mvd */
514         for( i = 0; i < 4; i++ )
515             cavlc_mb8x8_mvd( h, s, 0, i );
516         for( i = 0; i < 4; i++ )
517             cavlc_mb8x8_mvd( h, s, 1, i );
518     }
519     else if( i_mb_type != B_DIRECT )
520     {
521         /* All B mode */
522         /* Motion Vector */
523         int i_list;
524         DECLARE_ALIGNED_4( int16_t mvp[2] );
525
526         int b_list[2][2];
527
528         /* init ref list utilisations */
529         for( i = 0; i < 2; i++ )
530         {
531             b_list[0][i] = x264_mb_type_list0_table[i_mb_type][i];
532             b_list[1][i] = x264_mb_type_list1_table[i_mb_type][i];
533         }
534
535
536         bs_write_ue( s, mb_type_b_to_golomb[ h->mb.i_partition - D_16x8 ][ i_mb_type - B_L0_L0 ] );
537
538         for( i_list = 0; i_list < 2; i_list++ )
539         {
540             const int i_ref_max = i_list == 0 ? h->mb.pic.i_fref[0] : h->mb.pic.i_fref[1];
541
542             if( i_ref_max > 1 )
543             {
544                 switch( h->mb.i_partition )
545                 {
546                     case D_16x16:
547                         if( b_list[i_list][0] ) bs_write_te( s, i_ref_max - 1, h->mb.cache.ref[i_list][x264_scan8[0]] );
548                         break;
549                     case D_16x8:
550                         if( b_list[i_list][0] ) bs_write_te( s, i_ref_max - 1, h->mb.cache.ref[i_list][x264_scan8[0]] );
551                         if( b_list[i_list][1] ) bs_write_te( s, i_ref_max - 1, h->mb.cache.ref[i_list][x264_scan8[8]] );
552                         break;
553                     case D_8x16:
554                         if( b_list[i_list][0] ) bs_write_te( s, i_ref_max - 1, h->mb.cache.ref[i_list][x264_scan8[0]] );
555                         if( b_list[i_list][1] ) bs_write_te( s, i_ref_max - 1, h->mb.cache.ref[i_list][x264_scan8[4]] );
556                         break;
557                 }
558             }
559         }
560         for( i_list = 0; i_list < 2; i_list++ )
561         {
562             switch( h->mb.i_partition )
563             {
564                 case D_16x16:
565                     if( b_list[i_list][0] )
566                     {
567                         x264_mb_predict_mv( h, i_list, 0, 4, mvp );
568                         bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[0]][0] - mvp[0] );
569                         bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[0]][1] - mvp[1] );
570                     }
571                     break;
572                 case D_16x8:
573                     if( b_list[i_list][0] )
574                     {
575                         x264_mb_predict_mv( h, i_list, 0, 4, mvp );
576                         bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[0]][0] - mvp[0] );
577                         bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[0]][1] - mvp[1] );
578                     }
579                     if( b_list[i_list][1] )
580                     {
581                         x264_mb_predict_mv( h, i_list, 8, 4, mvp );
582                         bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[8]][0] - mvp[0] );
583                         bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[8]][1] - mvp[1] );
584                     }
585                     break;
586                 case D_8x16:
587                     if( b_list[i_list][0] )
588                     {
589                         x264_mb_predict_mv( h, i_list, 0, 2, mvp );
590                         bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[0]][0] - mvp[0] );
591                         bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[0]][1] - mvp[1] );
592                     }
593                     if( b_list[i_list][1] )
594                     {
595                         x264_mb_predict_mv( h, i_list, 4, 2, mvp );
596                         bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[4]][0] - mvp[0] );
597                         bs_write_se( s, h->mb.cache.mv[i_list][x264_scan8[4]][1] - mvp[1] );
598                     }
599                     break;
600             }
601         }
602     }
603     else if( i_mb_type == B_DIRECT )
604     {
605         bs_write_ue( s, 0 );
606     }
607     else
608     {
609         x264_log(h, X264_LOG_ERROR, "invalid/unhandled mb_type\n" );
610         return;
611     }
612
613 #ifndef RDO_SKIP_BS
614     i_mb_pos_tex = bs_pos( s );
615     h->stat.frame.i_mv_bits += i_mb_pos_tex - i_mb_pos_start;
616 #endif
617
618     /* Coded block patern */
619     if( i_mb_type == I_4x4 || i_mb_type == I_8x8 )
620     {
621         bs_write_ue( s, intra4x4_cbp_to_golomb[( h->mb.i_cbp_chroma << 4 )|h->mb.i_cbp_luma] );
622     }
623     else if( i_mb_type != I_16x16 )
624     {
625         bs_write_ue( s, inter_cbp_to_golomb[( h->mb.i_cbp_chroma << 4 )|h->mb.i_cbp_luma] );
626     }
627
628     /* transform size 8x8 flag */
629     if( x264_mb_transform_8x8_allowed( h ) && h->mb.i_cbp_luma )
630     {
631         bs_write1( s, h->mb.b_transform_8x8 );
632     }
633
634     /* write residual */
635     if( i_mb_type == I_16x16 )
636     {
637         cavlc_qp_delta( h, s );
638
639         /* DC Luma */
640         block_residual_write_cavlc( h, s, BLOCK_INDEX_LUMA_DC , h->dct.luma16x16_dc, 16 );
641
642         /* AC Luma */
643         if( h->mb.i_cbp_luma != 0 )
644             for( i = 0; i < 16; i++ )
645             {
646                 h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[i]] = array_non_zero_count( h->dct.luma4x4[i] );
647                 block_residual_write_cavlc( h, s, i, h->dct.luma4x4[i]+1, 15 );
648             }
649     }
650     else if( h->mb.i_cbp_luma != 0 || h->mb.i_cbp_chroma != 0 )
651     {
652         cavlc_qp_delta( h, s );
653         x264_macroblock_luma_write_cavlc( h, s, 0, 3 );
654     }
655     if( h->mb.i_cbp_chroma != 0 )
656     {
657         /* Chroma DC residual present */
658         block_residual_write_cavlc( h, s, BLOCK_INDEX_CHROMA_DC, h->dct.chroma_dc[0], 4 );
659         block_residual_write_cavlc( h, s, BLOCK_INDEX_CHROMA_DC, h->dct.chroma_dc[1], 4 );
660         if( h->mb.i_cbp_chroma&0x02 ) /* Chroma AC residual present */
661             for( i = 16; i < 24; i++ )
662             {
663                 h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[i]] = array_non_zero_count( h->dct.luma4x4[i] );
664                 block_residual_write_cavlc( h, s, i, h->dct.luma4x4[i]+1, 15 );
665             }
666     }
667
668 #ifndef RDO_SKIP_BS
669     h->stat.frame.i_tex_bits += bs_pos(s) - i_mb_pos_tex;
670 #endif
671 }
672
673 #ifdef RDO_SKIP_BS
674 /*****************************************************************************
675  * RD only; doesn't generate a valid bitstream
676  * doesn't write cbp or chroma dc (I don't know how much this matters)
677  * works on all partition sizes except 16x16
678  * for sub8x8, call once per 8x8 block
679  *****************************************************************************/
680 static int x264_partition_size_cavlc( x264_t *h, int i8, int i_pixel )
681 {
682     bs_t s;
683     const int i_mb_type = h->mb.i_type;
684     int j;
685
686     s.i_bits_encoded = 0;
687
688     if( i_mb_type == P_8x8 )
689     {
690         bs_write_ue( &s, sub_mb_type_p_to_golomb[ h->mb.i_sub_partition[i8] ] );
691         if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
692             bs_write_te( &s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[4*i8]] );
693         cavlc_mb8x8_mvd( h, &s, 0, i8 );
694     }
695     else if( i_mb_type == P_L0 )
696     {
697         if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1 )
698             bs_write_te( &s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[4*i8]] );
699         if( h->mb.i_partition == D_16x8 )
700             cavlc_mb_mvd( h, &s, 0, 4*i8, 4 );
701         else //8x16
702             cavlc_mb_mvd( h, &s, 0, 4*i8, 2 );
703     }
704     else if( i_mb_type == B_8x8 )
705     {
706         bs_write_ue( &s, sub_mb_type_b_to_golomb[ h->mb.i_sub_partition[i8] ] );
707
708         if( h->mb.pic.i_fref[0] > 1
709             && x264_mb_partition_listX_table[0][ h->mb.i_sub_partition[i8] ] )
710             bs_write_te( &s, h->mb.pic.i_fref[0] - 1, h->mb.cache.ref[0][x264_scan8[4*i8]] );
711         if( h->mb.pic.i_fref[1] > 1
712             && x264_mb_partition_listX_table[1][ h->mb.i_sub_partition[i8] ] )
713             bs_write_te( &s, h->mb.pic.i_fref[1] - 1, h->mb.cache.ref[1][x264_scan8[4*i8]] );
714
715         cavlc_mb8x8_mvd( h, &s, 0, i8 );
716         cavlc_mb8x8_mvd( h, &s, 1, i8 );
717     }
718     else
719     {
720         x264_log(h, X264_LOG_ERROR, "invalid/unhandled mb_type\n" );
721         return 0;
722     }
723
724     for( j = (i_pixel < PIXEL_8x8); j >= 0; j-- )
725     {
726         x264_macroblock_luma_write_cavlc( h, &s, i8, i8 );
727         h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[16+i8]] = array_non_zero_count( h->dct.luma4x4[16+i8] );
728         block_residual_write_cavlc( h, &s, 16+i8, h->dct.luma4x4[16+i8]+1, 15 );
729         h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[20+i8]] = array_non_zero_count( h->dct.luma4x4[20+i8] );
730         block_residual_write_cavlc( h, &s, 20+i8, h->dct.luma4x4[20+i8]+1, 15 );
731         i8 += x264_pixel_size[i_pixel].h >> 3;
732     }
733
734     return s.i_bits_encoded;
735 }
736
737 static int cavlc_intra4x4_pred_size( x264_t *h, int i4, int i_mode )
738 {
739     if( x264_mb_predict_intra4x4_mode( h, i4 ) == x264_mb_pred_mode4x4_fix( i_mode ) )
740         return 1;
741     else
742         return 4;
743 }
744
745 static int x264_partition_i8x8_size_cavlc( x264_t *h, int i8, int i_mode )
746 {
747     int i4, i;
748     h->out.bs.i_bits_encoded = cavlc_intra4x4_pred_size( h, 4*i8, i_mode );
749     for( i4 = 0; i4 < 4; i4++ )
750     {
751         for( i = 0; i < 16; i++ )
752             h->dct.luma4x4[i4+i8*4][i] = h->dct.luma8x8[i8][i4+i*4];
753         h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[i4+i8*4]] =
754             array_non_zero_count( h->dct.luma4x4[i4+i8*4] );
755         block_residual_write_cavlc( h, &h->out.bs, i4+i8*4, h->dct.luma4x4[i4+i8*4], 16 );
756     }
757     return h->out.bs.i_bits_encoded;
758 }
759
760 static int x264_partition_i4x4_size_cavlc( x264_t *h, int i4, int i_mode )
761 {
762     h->out.bs.i_bits_encoded = cavlc_intra4x4_pred_size( h, i4, i_mode );
763     block_residual_write_cavlc( h, &h->out.bs, i4, h->dct.luma4x4[i4], 16 );
764     return h->out.bs.i_bits_encoded;
765 }
766
767 static int x264_i8x8_chroma_size_cavlc( x264_t *h )
768 {
769     h->out.bs.i_bits_encoded = bs_size_ue( x264_mb_pred_mode8x8c_fix[ h->mb.i_chroma_pred_mode ] );
770     if( h->mb.i_cbp_chroma != 0 )
771     {
772         block_residual_write_cavlc( h, &h->out.bs, BLOCK_INDEX_CHROMA_DC, h->dct.chroma_dc[0], 4 );
773         block_residual_write_cavlc( h, &h->out.bs, BLOCK_INDEX_CHROMA_DC, h->dct.chroma_dc[1], 4 );
774
775         if( h->mb.i_cbp_chroma == 2 )
776         {
777             int i;
778             for( i = 16; i < 24; i++ )
779             {
780                 h->mb.cache.non_zero_count[x264_scan8[i]] = array_non_zero_count( h->dct.luma4x4[i] );
781                 block_residual_write_cavlc( h, &h->out.bs, i, h->dct.luma4x4[i]+1, 15 );
782             }
783         }
784     }
785     return h->out.bs.i_bits_encoded;
786 }
787 #endif