avcodec/pnm: Avoid structure pointer dereferences in inner loop in pnm_get()
[ffmpeg.git] / libavcodec / cbs_av1.c
1 /*
2  * This file is part of FFmpeg.
3  *
4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 #include "libavutil/avassert.h"
20 #include "libavutil/pixfmt.h"
21
22 #include "cbs.h"
23 #include "cbs_internal.h"
24 #include "cbs_av1.h"
25 #include "internal.h"
26
27
28 static int cbs_av1_read_uvlc(CodedBitstreamContext *ctx, GetBitContext *gbc,
29                              const char *name, uint32_t *write_to,
30                              uint32_t range_min, uint32_t range_max)
31 {
32     uint32_t zeroes, bits_value, value;
33     int position;
34
35     if (ctx->trace_enable)
36         position = get_bits_count(gbc);
37
38     zeroes = 0;
39     while (1) {
40         if (get_bits_left(gbc) < 1) {
41             av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid uvlc code at "
42                    "%s: bitstream ended.\n", name);
43             return AVERROR_INVALIDDATA;
44         }
45
46         if (get_bits1(gbc))
47             break;
48         ++zeroes;
49     }
50
51     if (zeroes >= 32) {
52         value = MAX_UINT_BITS(32);
53     } else {
54         if (get_bits_left(gbc) < zeroes) {
55             av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid uvlc code at "
56                    "%s: bitstream ended.\n", name);
57             return AVERROR_INVALIDDATA;
58         }
59
60         bits_value = get_bits_long(gbc, zeroes);
61         value = bits_value + (UINT32_C(1) << zeroes) - 1;
62     }
63
64     if (ctx->trace_enable) {
65         char bits[65];
66         int i, j, k;
67
68         if (zeroes >= 32) {
69             while (zeroes > 32) {
70                 k = FFMIN(zeroes - 32, 32);
71                 for (i = 0; i < k; i++)
72                     bits[i] = '0';
73                 bits[i] = 0;
74                 ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, position, name,
75                                             NULL, bits, 0);
76                 zeroes -= k;
77                 position += k;
78             }
79         }
80
81         for (i = 0; i < zeroes; i++)
82             bits[i] = '0';
83         bits[i++] = '1';
84
85         if (zeroes < 32) {
86             for (j = 0; j < zeroes; j++)
87                 bits[i++] = (bits_value >> (zeroes - j - 1) & 1) ? '1' : '0';
88         }
89
90         bits[i] = 0;
91         ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, position, name,
92                                     NULL, bits, value);
93     }
94
95     if (value < range_min || value > range_max) {
96         av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "%s out of range: "
97                "%"PRIu32", but must be in [%"PRIu32",%"PRIu32"].\n",
98                name, value, range_min, range_max);
99         return AVERROR_INVALIDDATA;
100     }
101
102     *write_to = value;
103     return 0;
104 }
105
106 static int cbs_av1_write_uvlc(CodedBitstreamContext *ctx, PutBitContext *pbc,
107                               const char *name, uint32_t value,
108                               uint32_t range_min, uint32_t range_max)
109 {
110     uint32_t v;
111     int position, zeroes;
112
113     if (value < range_min || value > range_max) {
114         av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "%s out of range: "
115                "%"PRIu32", but must be in [%"PRIu32",%"PRIu32"].\n",
116                name, value, range_min, range_max);
117         return AVERROR_INVALIDDATA;
118     }
119
120     if (ctx->trace_enable)
121         position = put_bits_count(pbc);
122
123     if (value == 0) {
124         zeroes = 0;
125         put_bits(pbc, 1, 1);
126     } else {
127         zeroes = av_log2(value + 1);
128         v = value - (1 << zeroes) + 1;
129         put_bits(pbc, zeroes + 1, 1);
130         put_bits(pbc, zeroes, v);
131     }
132
133     if (ctx->trace_enable) {
134         char bits[65];
135         int i, j;
136         i = 0;
137         for (j = 0; j < zeroes; j++)
138             bits[i++] = '0';
139         bits[i++] = '1';
140         for (j = 0; j < zeroes; j++)
141             bits[i++] = (v >> (zeroes - j - 1) & 1) ? '1' : '0';
142         bits[i++] = 0;
143         ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, position, name, NULL,
144                                     bits, value);
145     }
146
147     return 0;
148 }
149
150 static int cbs_av1_read_leb128(CodedBitstreamContext *ctx, GetBitContext *gbc,
151                                const char *name, uint64_t *write_to)
152 {
153     uint64_t value;
154     int position, err, i;
155
156     if (ctx->trace_enable)
157         position = get_bits_count(gbc);
158
159     value = 0;
160     for (i = 0; i < 8; i++) {
161         int subscript[2] = { 1, i };
162         uint32_t byte;
163         err = ff_cbs_read_unsigned(ctx, gbc, 8, "leb128_byte[i]", subscript,
164                                    &byte, 0x00, 0xff);
165         if (err < 0)
166             return err;
167
168         value |= (uint64_t)(byte & 0x7f) << (i * 7);
169         if (!(byte & 0x80))
170             break;
171     }
172
173     if (ctx->trace_enable)
174         ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, position, name, NULL, "", value);
175
176     *write_to = value;
177     return 0;
178 }
179
180 static int cbs_av1_write_leb128(CodedBitstreamContext *ctx, PutBitContext *pbc,
181                                 const char *name, uint64_t value)
182 {
183     int position, err, len, i;
184     uint8_t byte;
185
186     len = (av_log2(value) + 7) / 7;
187
188     if (ctx->trace_enable)
189         position = put_bits_count(pbc);
190
191     for (i = 0; i < len; i++) {
192         int subscript[2] = { 1, i };
193
194         byte = value >> (7 * i) & 0x7f;
195         if (i < len - 1)
196             byte |= 0x80;
197
198         err = ff_cbs_write_unsigned(ctx, pbc, 8, "leb128_byte[i]", subscript,
199                                     byte, 0x00, 0xff);
200         if (err < 0)
201             return err;
202     }
203
204     if (ctx->trace_enable)
205         ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, position, name, NULL, "", value);
206
207     return 0;
208 }
209
210 static int cbs_av1_read_su(CodedBitstreamContext *ctx, GetBitContext *gbc,
211                            int width, const char *name,
212                            const int *subscripts, int32_t *write_to)
213 {
214     int position;
215     int32_t value;
216
217     if (ctx->trace_enable)
218         position = get_bits_count(gbc);
219
220     if (get_bits_left(gbc) < width) {
221         av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid signed value at "
222                "%s: bitstream ended.\n", name);
223         return AVERROR_INVALIDDATA;
224     }
225
226     value = get_sbits(gbc, width);
227
228     if (ctx->trace_enable) {
229         char bits[33];
230         int i;
231         for (i = 0; i < width; i++)
232             bits[i] = value & (1 << (width - i - 1)) ? '1' : '0';
233         bits[i] = 0;
234
235         ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, position,
236                                     name, subscripts, bits, value);
237     }
238
239     *write_to = value;
240     return 0;
241 }
242
243 static int cbs_av1_write_su(CodedBitstreamContext *ctx, PutBitContext *pbc,
244                             int width, const char *name,
245                             const int *subscripts, int32_t value)
246 {
247     if (put_bits_left(pbc) < width)
248         return AVERROR(ENOSPC);
249
250     if (ctx->trace_enable) {
251         char bits[33];
252         int i;
253         for (i = 0; i < width; i++)
254             bits[i] = value & (1 << (width - i - 1)) ? '1' : '0';
255         bits[i] = 0;
256
257         ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, put_bits_count(pbc),
258                                     name, subscripts, bits, value);
259     }
260
261     put_sbits(pbc, width, value);
262
263     return 0;
264 }
265
266 static int cbs_av1_read_ns(CodedBitstreamContext *ctx, GetBitContext *gbc,
267                            uint32_t n, const char *name,
268                            const int *subscripts, uint32_t *write_to)
269 {
270     uint32_t w, m, v, extra_bit, value;
271     int position;
272
273     av_assert0(n > 0);
274
275     if (ctx->trace_enable)
276         position = get_bits_count(gbc);
277
278     w = av_log2(n) + 1;
279     m = (1 << w) - n;
280
281     if (get_bits_left(gbc) < w) {
282         av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid non-symmetric value at "
283                "%s: bitstream ended.\n", name);
284         return AVERROR_INVALIDDATA;
285     }
286
287     if (w - 1 > 0)
288         v = get_bits(gbc, w - 1);
289     else
290         v = 0;
291
292     if (v < m) {
293         value = v;
294     } else {
295         extra_bit = get_bits1(gbc);
296         value = (v << 1) - m + extra_bit;
297     }
298
299     if (ctx->trace_enable) {
300         char bits[33];
301         int i;
302         for (i = 0; i < w - 1; i++)
303             bits[i] = (v >> i & 1) ? '1' : '0';
304         if (v >= m)
305             bits[i++] = extra_bit ? '1' : '0';
306         bits[i] = 0;
307
308         ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, position,
309                                     name, subscripts, bits, value);
310     }
311
312     *write_to = value;
313     return 0;
314 }
315
316 static int cbs_av1_write_ns(CodedBitstreamContext *ctx, PutBitContext *pbc,
317                             uint32_t n, const char *name,
318                             const int *subscripts, uint32_t value)
319 {
320     uint32_t w, m, v, extra_bit;
321     int position;
322
323     if (value > n) {
324         av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "%s out of range: "
325                "%"PRIu32", but must be in [0,%"PRIu32"].\n",
326                name, value, n);
327         return AVERROR_INVALIDDATA;
328     }
329
330     if (ctx->trace_enable)
331         position = put_bits_count(pbc);
332
333     w = av_log2(n) + 1;
334     m = (1 << w) - n;
335
336     if (put_bits_left(pbc) < w)
337         return AVERROR(ENOSPC);
338
339     if (value < m) {
340         v = value;
341         put_bits(pbc, w - 1, v);
342     } else {
343         v = m + ((value - m) >> 1);
344         extra_bit = (value - m) & 1;
345         put_bits(pbc, w - 1, v);
346         put_bits(pbc, 1, extra_bit);
347     }
348
349     if (ctx->trace_enable) {
350         char bits[33];
351         int i;
352         for (i = 0; i < w - 1; i++)
353             bits[i] = (v >> i & 1) ? '1' : '0';
354         if (value >= m)
355             bits[i++] = extra_bit ? '1' : '0';
356         bits[i] = 0;
357
358         ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, position,
359                                     name, subscripts, bits, value);
360     }
361
362     return 0;
363 }
364
365 static int cbs_av1_read_increment(CodedBitstreamContext *ctx, GetBitContext *gbc,
366                                   uint32_t range_min, uint32_t range_max,
367                                   const char *name, uint32_t *write_to)
368 {
369     uint32_t value;
370     int position, i;
371     char bits[33];
372
373     av_assert0(range_min <= range_max && range_max - range_min < sizeof(bits) - 1);
374     if (ctx->trace_enable)
375         position = get_bits_count(gbc);
376
377     for (i = 0, value = range_min; value < range_max;) {
378         if (get_bits_left(gbc) < 1) {
379             av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid increment value at "
380                    "%s: bitstream ended.\n", name);
381             return AVERROR_INVALIDDATA;
382         }
383         if (get_bits1(gbc)) {
384             bits[i++] = '1';
385             ++value;
386         } else {
387             bits[i++] = '0';
388             break;
389         }
390     }
391
392     if (ctx->trace_enable) {
393         bits[i] = 0;
394         ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, position,
395                                     name, NULL, bits, value);
396     }
397
398     *write_to = value;
399     return 0;
400 }
401
402 static int cbs_av1_write_increment(CodedBitstreamContext *ctx, PutBitContext *pbc,
403                                    uint32_t range_min, uint32_t range_max,
404                                    const char *name, uint32_t value)
405 {
406     int len;
407
408     av_assert0(range_min <= range_max && range_max - range_min < 32);
409     if (value < range_min || value > range_max) {
410         av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "%s out of range: "
411                "%"PRIu32", but must be in [%"PRIu32",%"PRIu32"].\n",
412                name, value, range_min, range_max);
413         return AVERROR_INVALIDDATA;
414     }
415
416     if (value == range_max)
417         len = range_max - range_min;
418     else
419         len = value - range_min + 1;
420     if (put_bits_left(pbc) < len)
421         return AVERROR(ENOSPC);
422
423     if (ctx->trace_enable) {
424         char bits[33];
425         int i;
426         for (i = 0; i < len; i++) {
427             if (range_min + i == value)
428                 bits[i] = '0';
429             else
430                 bits[i] = '1';
431         }
432         bits[i] = 0;
433         ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, put_bits_count(pbc),
434                                     name, NULL, bits, value);
435     }
436
437     if (len > 0)
438         put_bits(pbc, len, (1 << len) - 1 - (value != range_max));
439
440     return 0;
441 }
442
443 static int cbs_av1_read_subexp(CodedBitstreamContext *ctx, GetBitContext *gbc,
444                                uint32_t range_max, const char *name,
445                                const int *subscripts, uint32_t *write_to)
446 {
447     uint32_t value;
448     int position, err;
449     uint32_t max_len, len, range_offset, range_bits;
450
451     if (ctx->trace_enable)
452         position = get_bits_count(gbc);
453
454     av_assert0(range_max > 0);
455     max_len = av_log2(range_max - 1) - 3;
456
457     err = cbs_av1_read_increment(ctx, gbc, 0, max_len,
458                                  "subexp_more_bits", &len);
459     if (err < 0)
460         return err;
461
462     if (len) {
463         range_bits   = 2 + len;
464         range_offset = 1 << range_bits;
465     } else {
466         range_bits   = 3;
467         range_offset = 0;
468     }
469
470     if (len < max_len) {
471         err = ff_cbs_read_unsigned(ctx, gbc, range_bits,
472                                    "subexp_bits", NULL, &value,
473                                    0, MAX_UINT_BITS(range_bits));
474         if (err < 0)
475             return err;
476
477     } else {
478         err = cbs_av1_read_ns(ctx, gbc, range_max - range_offset,
479                               "subexp_final_bits", NULL, &value);
480         if (err < 0)
481             return err;
482     }
483     value += range_offset;
484
485     if (ctx->trace_enable)
486         ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, position,
487                                     name, subscripts, "", value);
488
489     *write_to = value;
490     return err;
491 }
492
493 static int cbs_av1_write_subexp(CodedBitstreamContext *ctx, PutBitContext *pbc,
494                                 uint32_t range_max, const char *name,
495                                 const int *subscripts, uint32_t value)
496 {
497     int position, err;
498     uint32_t max_len, len, range_offset, range_bits;
499
500     if (value > range_max) {
501         av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "%s out of range: "
502                "%"PRIu32", but must be in [0,%"PRIu32"].\n",
503                name, value, range_max);
504         return AVERROR_INVALIDDATA;
505     }
506
507     if (ctx->trace_enable)
508         position = put_bits_count(pbc);
509
510     av_assert0(range_max > 0);
511     max_len = av_log2(range_max - 1) - 3;
512
513     if (value < 8) {
514         range_bits   = 3;
515         range_offset = 0;
516         len = 0;
517     } else {
518         range_bits = av_log2(value);
519         len = range_bits - 2;
520         if (len > max_len) {
521             // The top bin is combined with the one below it.
522             av_assert0(len == max_len + 1);
523             --range_bits;
524             len = max_len;
525         }
526         range_offset = 1 << range_bits;
527     }
528
529     err = cbs_av1_write_increment(ctx, pbc, 0, max_len,
530                                   "subexp_more_bits", len);
531     if (err < 0)
532         return err;
533
534     if (len < max_len) {
535         err = ff_cbs_write_unsigned(ctx, pbc, range_bits,
536                                     "subexp_bits", NULL,
537                                     value - range_offset,
538                                     0, MAX_UINT_BITS(range_bits));
539         if (err < 0)
540             return err;
541
542     } else {
543         err = cbs_av1_write_ns(ctx, pbc, range_max - range_offset,
544                                "subexp_final_bits", NULL,
545                                value - range_offset);
546         if (err < 0)
547             return err;
548     }
549
550     if (ctx->trace_enable)
551         ff_cbs_trace_syntax_element(ctx, position,
552                                     name, subscripts, "", value);
553
554     return err;
555 }
556
557
558 static int cbs_av1_tile_log2(int blksize, int target)
559 {
560     int k;
561     for (k = 0; (blksize << k) < target; k++);
562     return k;
563 }
564
565 static int cbs_av1_get_relative_dist(const AV1RawSequenceHeader *seq,
566                                      unsigned int a, unsigned int b)
567 {
568     unsigned int diff, m;
569     if (!seq->enable_order_hint)
570         return 0;
571     diff = a - b;
572     m = 1 << seq->order_hint_bits_minus_1;
573     diff = (diff & (m - 1)) - (diff & m);
574     return diff;
575 }
576
577
578 #define HEADER(name) do { \
579         ff_cbs_trace_header(ctx, name); \
580     } while (0)
581
582 #define CHECK(call) do { \
583         err = (call); \
584         if (err < 0) \
585             return err; \
586     } while (0)
587
588 #define FUNC_NAME(rw, codec, name) cbs_ ## codec ## _ ## rw ## _ ## name
589 #define FUNC_AV1(rw, name) FUNC_NAME(rw, av1, name)
590 #define FUNC(name) FUNC_AV1(READWRITE, name)
591
592 #define SUBSCRIPTS(subs, ...) (subs > 0 ? ((int[subs + 1]){ subs, __VA_ARGS__ }) : NULL)
593
594 #define fb(width, name) \
595         xf(width, name, current->name, 0, MAX_UINT_BITS(width), 0)
596 #define fc(width, name, range_min, range_max) \
597         xf(width, name, current->name, range_min, range_max, 0)
598 #define flag(name) fb(1, name)
599 #define su(width, name) \
600         xsu(width, name, current->name, 0)
601
602 #define fbs(width, name, subs, ...) \
603         xf(width, name, current->name, 0, MAX_UINT_BITS(width), subs, __VA_ARGS__)
604 #define fcs(width, name, range_min, range_max, subs, ...) \
605         xf(width, name, current->name, range_min, range_max, subs, __VA_ARGS__)
606 #define flags(name, subs, ...) \
607         xf(1, name, current->name, 0, 1, subs, __VA_ARGS__)
608 #define sus(width, name, subs, ...) \
609         xsu(width, name, current->name, subs, __VA_ARGS__)
610
611 #define fixed(width, name, value) do { \
612         av_unused uint32_t fixed_value = value; \
613         xf(width, name, fixed_value, value, value, 0); \
614     } while (0)
615
616
617 #define READ
618 #define READWRITE read
619 #define RWContext GetBitContext
620
621 #define xf(width, name, var, range_min, range_max, subs, ...) do { \
622         uint32_t value = range_min; \
623         CHECK(ff_cbs_read_unsigned(ctx, rw, width, #name, \
624                                    SUBSCRIPTS(subs, __VA_ARGS__), \
625                                    &value, range_min, range_max)); \
626         var = value; \
627     } while (0)
628
629 #define xsu(width, name, var, subs, ...) do { \
630         int32_t value = 0; \
631         CHECK(cbs_av1_read_su(ctx, rw, width, #name, \
632                               SUBSCRIPTS(subs, __VA_ARGS__), &value)); \
633         var = value; \
634     } while (0)
635
636 #define uvlc(name, range_min, range_max) do { \
637         uint32_t value = range_min; \
638         CHECK(cbs_av1_read_uvlc(ctx, rw, #name, \
639                                 &value, range_min, range_max)); \
640         current->name = value; \
641     } while (0)
642
643 #define ns(max_value, name, subs, ...) do { \
644         uint32_t value = 0; \
645         CHECK(cbs_av1_read_ns(ctx, rw, max_value, #name, \
646                               SUBSCRIPTS(subs, __VA_ARGS__), &value)); \
647         current->name = value; \
648     } while (0)
649
650 #define increment(name, min, max) do { \
651         uint32_t value = 0; \
652         CHECK(cbs_av1_read_increment(ctx, rw, min, max, #name, &value)); \
653         current->name = value; \
654     } while (0)
655
656 #define subexp(name, max, subs, ...) do { \
657         uint32_t value = 0; \
658         CHECK(cbs_av1_read_subexp(ctx, rw, max, #name, \
659                                   SUBSCRIPTS(subs, __VA_ARGS__), &value)); \
660         current->name = value; \
661     } while (0)
662
663 #define delta_q(name) do { \
664         uint8_t delta_coded; \
665         int8_t delta_q; \
666         xf(1, name.delta_coded, delta_coded, 0, 1, 0); \
667         if (delta_coded) \
668             xsu(1 + 6, name.delta_q, delta_q, 0); \
669         else \
670             delta_q = 0; \
671         current->name = delta_q; \
672     } while (0)
673
674 #define leb128(name) do { \
675         uint64_t value = 0; \
676         CHECK(cbs_av1_read_leb128(ctx, rw, #name, &value)); \
677         current->name = value; \
678     } while (0)
679
680 #define infer(name, value) do { \
681         current->name = value; \
682     } while (0)
683
684 #define byte_alignment(rw) (get_bits_count(rw) % 8)
685
686 #include "cbs_av1_syntax_template.c"
687
688 #undef READ
689 #undef READWRITE
690 #undef RWContext
691 #undef xf
692 #undef xsu
693 #undef uvlc
694 #undef leb128
695 #undef ns
696 #undef increment
697 #undef subexp
698 #undef delta_q
699 #undef leb128
700 #undef infer
701 #undef byte_alignment
702
703
704 #define WRITE
705 #define READWRITE write
706 #define RWContext PutBitContext
707
708 #define xf(width, name, var, range_min, range_max, subs, ...) do { \
709         CHECK(ff_cbs_write_unsigned(ctx, rw, width, #name, \
710                                     SUBSCRIPTS(subs, __VA_ARGS__), \
711                                     var, range_min, range_max)); \
712     } while (0)
713
714 #define xsu(width, name, var, subs, ...) do { \
715         CHECK(cbs_av1_write_su(ctx, rw, width, #name, \
716                                SUBSCRIPTS(subs, __VA_ARGS__), var)); \
717     } while (0)
718
719 #define uvlc(name, range_min, range_max) do { \
720         CHECK(cbs_av1_write_uvlc(ctx, rw, #name, current->name, \
721                                  range_min, range_max)); \
722     } while (0)
723
724 #define ns(max_value, name, subs, ...) do { \
725         CHECK(cbs_av1_write_ns(ctx, rw, max_value, #name, \
726                                SUBSCRIPTS(subs, __VA_ARGS__), \
727                                current->name)); \
728     } while (0)
729
730 #define increment(name, min, max) do { \
731         CHECK(cbs_av1_write_increment(ctx, rw, min, max, #name, \
732                                       current->name)); \
733     } while (0)
734
735 #define subexp(name, max, subs, ...) do { \
736         CHECK(cbs_av1_write_subexp(ctx, rw, max, #name, \
737                                    SUBSCRIPTS(subs, __VA_ARGS__), \
738                                    current->name)); \
739     } while (0)
740
741 #define delta_q(name) do { \
742         xf(1, name.delta_coded, current->name != 0, 0, 1, 0); \
743         if (current->name) \
744             xsu(1 + 6, name.delta_q, current->name, 0); \
745     } while (0)
746
747 #define leb128(name) do { \
748         CHECK(cbs_av1_write_leb128(ctx, rw, #name, current->name)); \
749     } while (0)
750
751 #define infer(name, value) do { \
752         if (current->name != (value)) { \
753             av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_WARNING, "Warning: " \
754                    "%s does not match inferred value: " \
755                    "%"PRId64", but should be %"PRId64".\n", \
756                    #name, (int64_t)current->name, (int64_t)(value)); \
757         } \
758     } while (0)
759
760 #define byte_alignment(rw) (put_bits_count(rw) % 8)
761
762 #include "cbs_av1_syntax_template.c"
763
764 #undef READ
765 #undef READWRITE
766 #undef RWContext
767 #undef xf
768 #undef xsu
769 #undef uvlc
770 #undef leb128
771 #undef ns
772 #undef increment
773 #undef subexp
774 #undef delta_q
775 #undef infer
776 #undef byte_alignment
777
778
779 static int cbs_av1_split_fragment(CodedBitstreamContext *ctx,
780                                   CodedBitstreamFragment *frag,
781                                   int header)
782 {
783     GetBitContext gbc;
784     uint8_t *data;
785     size_t size;
786     uint64_t obu_length;
787     int pos, err, trace;
788
789     // Don't include this parsing in trace output.
790     trace = ctx->trace_enable;
791     ctx->trace_enable = 0;
792
793     data = frag->data;
794     size = frag->data_size;
795
796     if (INT_MAX / 8 < size) {
797         av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid fragment: "
798                "too large (%"SIZE_SPECIFIER" bytes).\n", size);
799         err = AVERROR_INVALIDDATA;
800         goto fail;
801     }
802
803     while (size > 0) {
804         AV1RawOBUHeader header;
805         uint64_t obu_size;
806
807         init_get_bits(&gbc, data, 8 * size);
808
809         err = cbs_av1_read_obu_header(ctx, &gbc, &header);
810         if (err < 0)
811             goto fail;
812
813         if (get_bits_left(&gbc) < 8) {
814             av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid OBU: fragment "
815                    "too short (%"SIZE_SPECIFIER" bytes).\n", size);
816             err = AVERROR_INVALIDDATA;
817             goto fail;
818         }
819
820         if (header.obu_has_size_field) {
821             err = cbs_av1_read_leb128(ctx, &gbc, "obu_size", &obu_size);
822             if (err < 0)
823                 goto fail;
824         } else
825             obu_size = size - 1 - header.obu_extension_flag;
826
827         pos = get_bits_count(&gbc);
828         av_assert0(pos % 8 == 0 && pos / 8 <= size);
829
830         obu_length = pos / 8 + obu_size;
831
832         if (size < obu_length) {
833             av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid OBU length: "
834                    "%"PRIu64", but only %"SIZE_SPECIFIER" bytes remaining in fragment.\n",
835                    obu_length, size);
836             err = AVERROR_INVALIDDATA;
837             goto fail;
838         }
839
840         err = ff_cbs_insert_unit_data(ctx, frag, -1, header.obu_type,
841                                       data, obu_length, frag->data_ref);
842         if (err < 0)
843             goto fail;
844
845         data += obu_length;
846         size -= obu_length;
847     }
848
849     err = 0;
850 fail:
851     ctx->trace_enable = trace;
852     return err;
853 }
854
855 static void cbs_av1_free_tile_data(AV1RawTileData *td)
856 {
857     av_buffer_unref(&td->data_ref);
858 }
859
860 static void cbs_av1_free_metadata(AV1RawMetadata *md)
861 {
862     switch (md->metadata_type) {
863     case AV1_METADATA_TYPE_ITUT_T35:
864         av_buffer_unref(&md->metadata.itut_t35.payload_ref);
865         break;
866     }
867 }
868
869 static void cbs_av1_free_obu(void *unit, uint8_t *content)
870 {
871     AV1RawOBU *obu = (AV1RawOBU*)content;
872
873     switch (obu->header.obu_type) {
874     case AV1_OBU_TILE_GROUP:
875         cbs_av1_free_tile_data(&obu->obu.tile_group.tile_data);
876         break;
877     case AV1_OBU_FRAME:
878         cbs_av1_free_tile_data(&obu->obu.frame.tile_group.tile_data);
879         break;
880     case AV1_OBU_TILE_LIST:
881         cbs_av1_free_tile_data(&obu->obu.tile_list.tile_data);
882         break;
883     case AV1_OBU_METADATA:
884         cbs_av1_free_metadata(&obu->obu.metadata);
885         break;
886     }
887
888     av_freep(&obu);
889 }
890
891 static int cbs_av1_ref_tile_data(CodedBitstreamContext *ctx,
892                                  CodedBitstreamUnit *unit,
893                                  GetBitContext *gbc,
894                                  AV1RawTileData *td)
895 {
896     int pos;
897
898     pos = get_bits_count(gbc);
899     if (pos >= 8 * unit->data_size) {
900         av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Bitstream ended before "
901                "any data in tile group (%d bits read).\n", pos);
902         return AVERROR_INVALIDDATA;
903     }
904     // Must be byte-aligned at this point.
905     av_assert0(pos % 8 == 0);
906
907     td->data_ref = av_buffer_ref(unit->data_ref);
908     if (!td->data_ref)
909         return AVERROR(ENOMEM);
910
911     td->data      = unit->data      + pos / 8;
912     td->data_size = unit->data_size - pos / 8;
913
914     return 0;
915 }
916
917 static int cbs_av1_read_unit(CodedBitstreamContext *ctx,
918                              CodedBitstreamUnit *unit)
919 {
920     CodedBitstreamAV1Context *priv = ctx->priv_data;
921     AV1RawOBU *obu;
922     GetBitContext gbc;
923     int err, start_pos, end_pos;
924
925     err = ff_cbs_alloc_unit_content(ctx, unit, sizeof(*obu),
926                                     &cbs_av1_free_obu);
927     if (err < 0)
928         return err;
929     obu = unit->content;
930
931     err = init_get_bits(&gbc, unit->data, 8 * unit->data_size);
932     if (err < 0)
933         return err;
934
935     err = cbs_av1_read_obu_header(ctx, &gbc, &obu->header);
936     if (err < 0)
937         return err;
938     av_assert0(obu->header.obu_type == unit->type);
939
940     if (obu->header.obu_has_size_field) {
941         uint64_t obu_size;
942         err = cbs_av1_read_leb128(ctx, &gbc, "obu_size", &obu_size);
943         if (err < 0)
944             return err;
945         obu->obu_size = obu_size;
946     } else {
947         if (unit->data_size < 1 + obu->header.obu_extension_flag) {
948             av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid OBU length: "
949                    "unit too short (%"SIZE_SPECIFIER").\n", unit->data_size);
950             return AVERROR_INVALIDDATA;
951         }
952         obu->obu_size = unit->data_size - 1 - obu->header.obu_extension_flag;
953     }
954
955     start_pos = get_bits_count(&gbc);
956
957     if (obu->header.obu_extension_flag) {
958         priv->temporal_id = obu->header.temporal_id;
959         priv->spatial_id  = obu->header.temporal_id;
960
961         if (obu->header.obu_type != AV1_OBU_SEQUENCE_HEADER &&
962             obu->header.obu_type != AV1_OBU_TEMPORAL_DELIMITER &&
963             priv->operating_point_idc) {
964             int in_temporal_layer =
965                 (priv->operating_point_idc >>  priv->temporal_id    ) & 1;
966             int in_spatial_layer  =
967                 (priv->operating_point_idc >> (priv->spatial_id + 8)) & 1;
968             if (!in_temporal_layer || !in_spatial_layer) {
969                 // Decoding will drop this OBU at this operating point.
970             }
971         }
972     } else {
973         priv->temporal_id = 0;
974         priv->spatial_id  = 0;
975     }
976
977     switch (obu->header.obu_type) {
978     case AV1_OBU_SEQUENCE_HEADER:
979         {
980             err = cbs_av1_read_sequence_header_obu(ctx, &gbc,
981                                                    &obu->obu.sequence_header);
982             if (err < 0)
983                 return err;
984
985             av_buffer_unref(&priv->sequence_header_ref);
986             priv->sequence_header = NULL;
987
988             priv->sequence_header_ref = av_buffer_ref(unit->content_ref);
989             if (!priv->sequence_header_ref)
990                 return AVERROR(ENOMEM);
991             priv->sequence_header = &obu->obu.sequence_header;
992         }
993         break;
994     case AV1_OBU_TEMPORAL_DELIMITER:
995         {
996             err = cbs_av1_read_temporal_delimiter_obu(ctx, &gbc);
997             if (err < 0)
998                 return err;
999         }
1000         break;
1001     case AV1_OBU_FRAME_HEADER:
1002     case AV1_OBU_REDUNDANT_FRAME_HEADER:
1003         {
1004             err = cbs_av1_read_frame_header_obu(ctx, &gbc,
1005                                                 &obu->obu.frame_header,
1006                                                 obu->header.obu_type ==
1007                                                 AV1_OBU_REDUNDANT_FRAME_HEADER,
1008                                                 unit->data_ref);
1009             if (err < 0)
1010                 return err;
1011         }
1012         break;
1013     case AV1_OBU_TILE_GROUP:
1014         {
1015             err = cbs_av1_read_tile_group_obu(ctx, &gbc,
1016                                               &obu->obu.tile_group);
1017             if (err < 0)
1018                 return err;
1019
1020             err = cbs_av1_ref_tile_data(ctx, unit, &gbc,
1021                                         &obu->obu.tile_group.tile_data);
1022             if (err < 0)
1023                 return err;
1024         }
1025         break;
1026     case AV1_OBU_FRAME:
1027         {
1028             err = cbs_av1_read_frame_obu(ctx, &gbc, &obu->obu.frame,
1029                                          unit->data_ref);
1030             if (err < 0)
1031                 return err;
1032
1033             err = cbs_av1_ref_tile_data(ctx, unit, &gbc,
1034                                         &obu->obu.frame.tile_group.tile_data);
1035             if (err < 0)
1036                 return err;
1037         }
1038         break;
1039     case AV1_OBU_TILE_LIST:
1040         {
1041             err = cbs_av1_read_tile_list_obu(ctx, &gbc,
1042                                              &obu->obu.tile_list);
1043             if (err < 0)
1044                 return err;
1045
1046             err = cbs_av1_ref_tile_data(ctx, unit, &gbc,
1047                                         &obu->obu.tile_list.tile_data);
1048             if (err < 0)
1049                 return err;
1050         }
1051         break;
1052     case AV1_OBU_METADATA:
1053         {
1054             err = cbs_av1_read_metadata_obu(ctx, &gbc, &obu->obu.metadata);
1055             if (err < 0)
1056                 return err;
1057         }
1058         break;
1059     case AV1_OBU_PADDING:
1060     default:
1061         return AVERROR(ENOSYS);
1062     }
1063
1064     end_pos = get_bits_count(&gbc);
1065     av_assert0(end_pos <= unit->data_size * 8);
1066
1067     if (obu->obu_size > 0 &&
1068         obu->header.obu_type != AV1_OBU_TILE_GROUP &&
1069         obu->header.obu_type != AV1_OBU_FRAME) {
1070         int nb_bits = obu->obu_size * 8 + start_pos - end_pos;
1071
1072         if (nb_bits <= 0)
1073             return AVERROR_INVALIDDATA;
1074
1075         err = cbs_av1_read_trailing_bits(ctx, &gbc, nb_bits);
1076         if (err < 0)
1077             return err;
1078     }
1079
1080     return 0;
1081 }
1082
1083 static int cbs_av1_write_obu(CodedBitstreamContext *ctx,
1084                              CodedBitstreamUnit *unit,
1085                              PutBitContext *pbc)
1086 {
1087     CodedBitstreamAV1Context *priv = ctx->priv_data;
1088     AV1RawOBU *obu = unit->content;
1089     PutBitContext pbc_tmp;
1090     AV1RawTileData *td;
1091     size_t header_size;
1092     int err, start_pos, end_pos, data_pos;
1093
1094     // OBUs in the normal bitstream format must contain a size field
1095     // in every OBU (in annex B it is optional, but we don't support
1096     // writing that).
1097     obu->header.obu_has_size_field = 1;
1098
1099     err = cbs_av1_write_obu_header(ctx, pbc, &obu->header);
1100     if (err < 0)
1101         return err;
1102
1103     if (obu->header.obu_has_size_field) {
1104         pbc_tmp = *pbc;
1105         // Add space for the size field to fill later.
1106         put_bits32(pbc, 0);
1107         put_bits32(pbc, 0);
1108     }
1109
1110     td = NULL;
1111     start_pos = put_bits_count(pbc);
1112
1113     switch (obu->header.obu_type) {
1114     case AV1_OBU_SEQUENCE_HEADER:
1115         {
1116             err = cbs_av1_write_sequence_header_obu(ctx, pbc,
1117                                                     &obu->obu.sequence_header);
1118             if (err < 0)
1119                 return err;
1120
1121             av_buffer_unref(&priv->sequence_header_ref);
1122             priv->sequence_header = NULL;
1123
1124             priv->sequence_header_ref = av_buffer_ref(unit->content_ref);
1125             if (!priv->sequence_header_ref)
1126                 return AVERROR(ENOMEM);
1127             priv->sequence_header = &obu->obu.sequence_header;
1128         }
1129         break;
1130     case AV1_OBU_TEMPORAL_DELIMITER:
1131         {
1132             err = cbs_av1_write_temporal_delimiter_obu(ctx, pbc);
1133             if (err < 0)
1134                 return err;
1135         }
1136         break;
1137     case AV1_OBU_FRAME_HEADER:
1138     case AV1_OBU_REDUNDANT_FRAME_HEADER:
1139         {
1140             err = cbs_av1_write_frame_header_obu(ctx, pbc,
1141                                                  &obu->obu.frame_header,
1142                                                  obu->header.obu_type ==
1143                                                  AV1_OBU_REDUNDANT_FRAME_HEADER,
1144                                                  NULL);
1145             if (err < 0)
1146                 return err;
1147         }
1148         break;
1149     case AV1_OBU_TILE_GROUP:
1150         {
1151             err = cbs_av1_write_tile_group_obu(ctx, pbc,
1152                                                &obu->obu.tile_group);
1153             if (err < 0)
1154                 return err;
1155
1156             td = &obu->obu.tile_group.tile_data;
1157         }
1158         break;
1159     case AV1_OBU_FRAME:
1160         {
1161             err = cbs_av1_write_frame_obu(ctx, pbc, &obu->obu.frame, NULL);
1162             if (err < 0)
1163                 return err;
1164
1165             td = &obu->obu.frame.tile_group.tile_data;
1166         }
1167         break;
1168     case AV1_OBU_TILE_LIST:
1169         {
1170             err = cbs_av1_write_tile_list_obu(ctx, pbc, &obu->obu.tile_list);
1171             if (err < 0)
1172                 return err;
1173
1174             td = &obu->obu.tile_list.tile_data;
1175         }
1176         break;
1177     case AV1_OBU_METADATA:
1178         {
1179             err = cbs_av1_write_metadata_obu(ctx, pbc, &obu->obu.metadata);
1180             if (err < 0)
1181                 return err;
1182         }
1183         break;
1184     case AV1_OBU_PADDING:
1185     default:
1186         return AVERROR(ENOSYS);
1187     }
1188
1189     end_pos = put_bits_count(pbc);
1190     header_size = (end_pos - start_pos + 7) / 8;
1191     if (td) {
1192         obu->obu_size = header_size + td->data_size;
1193     } else if (header_size > 0) {
1194         // Add trailing bits and recalculate.
1195         err = cbs_av1_write_trailing_bits(ctx, pbc, 8 - end_pos % 8);
1196         if (err < 0)
1197             return err;
1198         end_pos = put_bits_count(pbc);
1199         obu->obu_size = header_size = (end_pos - start_pos + 7) / 8;
1200     } else {
1201         // Empty OBU.
1202         obu->obu_size = 0;
1203     }
1204
1205     end_pos = put_bits_count(pbc);
1206     // Must now be byte-aligned.
1207     av_assert0(end_pos % 8 == 0);
1208     flush_put_bits(pbc);
1209     start_pos /= 8;
1210     end_pos   /= 8;
1211
1212     *pbc = pbc_tmp;
1213     err = cbs_av1_write_leb128(ctx, pbc, "obu_size", obu->obu_size);
1214     if (err < 0)
1215         return err;
1216
1217     data_pos = put_bits_count(pbc) / 8;
1218     flush_put_bits(pbc);
1219     av_assert0(data_pos <= start_pos);
1220
1221     if (8 * obu->obu_size > put_bits_left(pbc))
1222         return AVERROR(ENOSPC);
1223
1224     if (obu->obu_size > 0) {
1225         memmove(priv->write_buffer + data_pos,
1226                 priv->write_buffer + start_pos, header_size);
1227         skip_put_bytes(pbc, header_size);
1228
1229         if (td) {
1230             memcpy(priv->write_buffer + data_pos + header_size,
1231                    td->data, td->data_size);
1232             skip_put_bytes(pbc, td->data_size);
1233         }
1234     }
1235
1236     return 0;
1237 }
1238
1239 static int cbs_av1_write_unit(CodedBitstreamContext *ctx,
1240                               CodedBitstreamUnit *unit)
1241 {
1242     CodedBitstreamAV1Context *priv = ctx->priv_data;
1243     PutBitContext pbc;
1244     int err;
1245
1246     if (!priv->write_buffer) {
1247         // Initial write buffer size is 1MB.
1248         priv->write_buffer_size = 1024 * 1024;
1249
1250     reallocate_and_try_again:
1251         err = av_reallocp(&priv->write_buffer, priv->write_buffer_size);
1252         if (err < 0) {
1253             av_log(ctx->log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to allocate a "
1254                    "sufficiently large write buffer (last attempt "
1255                    "%"SIZE_SPECIFIER" bytes).\n", priv->write_buffer_size);
1256             return err;
1257         }
1258     }
1259
1260     init_put_bits(&pbc, priv->write_buffer, priv->write_buffer_size);
1261
1262     err = cbs_av1_write_obu(ctx, unit, &pbc);
1263     if (err == AVERROR(ENOSPC)) {
1264         // Overflow.
1265         priv->write_buffer_size *= 2;
1266         goto reallocate_and_try_again;
1267     }
1268     if (err < 0)
1269         return err;
1270
1271     // Overflow but we didn't notice.
1272     av_assert0(put_bits_count(&pbc) <= 8 * priv->write_buffer_size);
1273
1274     // OBU data must be byte-aligned.
1275     av_assert0(put_bits_count(&pbc) % 8 == 0);
1276
1277     unit->data_size = put_bits_count(&pbc) / 8;
1278     flush_put_bits(&pbc);
1279
1280     err = ff_cbs_alloc_unit_data(ctx, unit, unit->data_size);
1281     if (err < 0)
1282         return err;
1283
1284     memcpy(unit->data, priv->write_buffer, unit->data_size);
1285
1286     return 0;
1287 }
1288
1289 static int cbs_av1_assemble_fragment(CodedBitstreamContext *ctx,
1290                                      CodedBitstreamFragment *frag)
1291 {
1292     size_t size, pos;
1293     int i;
1294
1295     size = 0;
1296     for (i = 0; i < frag->nb_units; i++)
1297         size += frag->units[i].data_size;
1298
1299     frag->data_ref = av_buffer_alloc(size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1300     if (!frag->data_ref)
1301         return AVERROR(ENOMEM);
1302     frag->data = frag->data_ref->data;
1303     memset(frag->data + size, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1304
1305     pos = 0;
1306     for (i = 0; i < frag->nb_units; i++) {
1307         memcpy(frag->data + pos, frag->units[i].data,
1308                frag->units[i].data_size);
1309         pos += frag->units[i].data_size;
1310     }
1311     av_assert0(pos == size);
1312     frag->data_size = size;
1313
1314     return 0;
1315 }
1316
1317 static void cbs_av1_close(CodedBitstreamContext *ctx)
1318 {
1319     CodedBitstreamAV1Context *priv = ctx->priv_data;
1320
1321     av_buffer_unref(&priv->sequence_header_ref);
1322     av_buffer_unref(&priv->frame_header_ref);
1323
1324     av_freep(&priv->write_buffer);
1325 }
1326
1327 const CodedBitstreamType ff_cbs_type_av1 = {
1328     .codec_id          = AV_CODEC_ID_AV1,
1329
1330     .priv_data_size    = sizeof(CodedBitstreamAV1Context),
1331
1332     .split_fragment    = &cbs_av1_split_fragment,
1333     .read_unit         = &cbs_av1_read_unit,
1334     .write_unit        = &cbs_av1_write_unit,
1335     .assemble_fragment = &cbs_av1_assemble_fragment,
1336
1337     .close             = &cbs_av1_close,
1338 };