h264: do not reinitialize the global cabac tables at each slice header
[ffmpeg.git] / libavcodec / cabac.c
1 /*
2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * Context Adaptive Binary Arithmetic Coder.
25  */
26
27 #include <string.h>
28
29 #include "libavutil/common.h"
30 #include "get_bits.h"
31 #include "cabac.h"
32 #include "cabac_functions.h"
33
34 uint8_t ff_h264_cabac_tables[512 + 4*2*64 + 4*64 + 63] = {
35  9,8,7,7,6,6,6,6,5,5,5,5,5,5,5,5,
36  4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,
37  3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,
38  3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,
39  2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
40  2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
41  2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
42  2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
43  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
44  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
45  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
46  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
47  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
48  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
49  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
50  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
51  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
52  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
53  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
54  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
55 };
56
57 static const uint8_t lps_range[64][4]= {
58 {128,176,208,240}, {128,167,197,227}, {128,158,187,216}, {123,150,178,205},
59 {116,142,169,195}, {111,135,160,185}, {105,128,152,175}, {100,122,144,166},
60 { 95,116,137,158}, { 90,110,130,150}, { 85,104,123,142}, { 81, 99,117,135},
61 { 77, 94,111,128}, { 73, 89,105,122}, { 69, 85,100,116}, { 66, 80, 95,110},
62 { 62, 76, 90,104}, { 59, 72, 86, 99}, { 56, 69, 81, 94}, { 53, 65, 77, 89},
63 { 51, 62, 73, 85}, { 48, 59, 69, 80}, { 46, 56, 66, 76}, { 43, 53, 63, 72},
64 { 41, 50, 59, 69}, { 39, 48, 56, 65}, { 37, 45, 54, 62}, { 35, 43, 51, 59},
65 { 33, 41, 48, 56}, { 32, 39, 46, 53}, { 30, 37, 43, 50}, { 29, 35, 41, 48},
66 { 27, 33, 39, 45}, { 26, 31, 37, 43}, { 24, 30, 35, 41}, { 23, 28, 33, 39},
67 { 22, 27, 32, 37}, { 21, 26, 30, 35}, { 20, 24, 29, 33}, { 19, 23, 27, 31},
68 { 18, 22, 26, 30}, { 17, 21, 25, 28}, { 16, 20, 23, 27}, { 15, 19, 22, 25},
69 { 14, 18, 21, 24}, { 14, 17, 20, 23}, { 13, 16, 19, 22}, { 12, 15, 18, 21},
70 { 12, 14, 17, 20}, { 11, 14, 16, 19}, { 11, 13, 15, 18}, { 10, 12, 15, 17},
71 { 10, 12, 14, 16}, {  9, 11, 13, 15}, {  9, 11, 12, 14}, {  8, 10, 12, 14},
72 {  8,  9, 11, 13}, {  7,  9, 11, 12}, {  7,  9, 10, 12}, {  7,  8, 10, 11},
73 {  6,  8,  9, 11}, {  6,  7,  9, 10}, {  6,  7,  8,  9}, {  2,  2,  2,  2},
74 };
75
76 static const uint8_t mps_state[64]= {
77   1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
78   9,10,11,12,13,14,15,16,
79  17,18,19,20,21,22,23,24,
80  25,26,27,28,29,30,31,32,
81  33,34,35,36,37,38,39,40,
82  41,42,43,44,45,46,47,48,
83  49,50,51,52,53,54,55,56,
84  57,58,59,60,61,62,62,63,
85 };
86
87 static const uint8_t lps_state[64]= {
88   0, 0, 1, 2, 2, 4, 4, 5,
89   6, 7, 8, 9, 9,11,11,12,
90  13,13,15,15,16,16,18,18,
91  19,19,21,21,22,22,23,24,
92  24,25,26,26,27,27,28,29,
93  29,30,30,30,31,32,32,33,
94  33,33,34,34,35,35,35,36,
95  36,36,37,37,37,38,38,63,
96 };
97
98 static const uint8_t last_coeff_flag_offset_8x8[63] = {
99  0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
100  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
101  3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
102  5, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 7, 8, 8, 8
103 };
104
105 /**
106  *
107  * @param buf_size size of buf in bits
108  */
109 void ff_init_cabac_encoder(CABACContext *c, uint8_t *buf, int buf_size){
110     init_put_bits(&c->pb, buf, buf_size);
111
112     c->low= 0;
113     c->range= 0x1FE;
114     c->outstanding_count= 0;
115     c->pb.bit_left++; //avoids firstBitFlag
116 }
117
118 /**
119  *
120  * @param buf_size size of buf in bits
121  */
122 void ff_init_cabac_decoder(CABACContext *c, const uint8_t *buf, int buf_size){
123     c->bytestream_start=
124     c->bytestream= buf;
125     c->bytestream_end= buf + buf_size;
126
127 #if CABAC_BITS == 16
128     c->low =  (*c->bytestream++)<<18;
129     c->low+=  (*c->bytestream++)<<10;
130 #else
131     c->low =  (*c->bytestream++)<<10;
132 #endif
133     c->low+= ((*c->bytestream++)<<2) + 2;
134     c->range= 0x1FE;
135 }
136
137 void ff_init_cabac_states(void)
138 {
139     int i, j;
140     static int initialized = 0;
141
142     if (initialized)
143         return;
144
145     for(i=0; i<64; i++){
146         for(j=0; j<4; j++){ //FIXME check if this is worth the 1 shift we save
147             ff_h264_lps_range[j*2*64+2*i+0]=
148             ff_h264_lps_range[j*2*64+2*i+1]= lps_range[i][j];
149         }
150
151         ff_h264_mlps_state[128 + 2 * i + 0] = 2 * mps_state[i] + 0;
152         ff_h264_mlps_state[128 + 2 * i + 1] = 2 * mps_state[i] + 1;
153
154         if( i ){
155             ff_h264_mlps_state[128-2*i-1]= 2*lps_state[i]+0;
156             ff_h264_mlps_state[128-2*i-2]= 2*lps_state[i]+1;
157         }else{
158             ff_h264_mlps_state[128-2*i-1]= 1;
159             ff_h264_mlps_state[128-2*i-2]= 0;
160         }
161     }
162     for(i=0; i< 63; i++){
163       ff_h264_last_coeff_flag_offset_8x8[i] = last_coeff_flag_offset_8x8[i];
164     }
165
166     initialized = 1;
167 }