lavc: Add per-thread surfaces in get_hw_frame_parameters()
[ffmpeg.git] / libavcodec / ffv1.c
1 /*
2  * FFV1 codec for libavcodec
3  *
4  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * FF Video Codec 1 (a lossless codec)
26  */
27
28 #include "libavutil/attributes.h"
29
30 #include "avcodec.h"
31 #include "put_bits.h"
32 #include "rangecoder.h"
33 #include "mathops.h"
34 #include "ffv1.h"
35
36 const int8_t ffv1_quant5_10bit[256] = {
37      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,
38      1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,
39      1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,
40      1,  1,  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      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
44      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
45     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
46     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
47     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
48     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
49     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -1,
50     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
51     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
52     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0,
53 };
54
55 const int8_t ffv1_quant5[256] = {
56      0,  1,  1,  1,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
57      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
58      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
59      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
60      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
61      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
62      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
63      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
64     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
65     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
66     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
67     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
68     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
69     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
70     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
71     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -1, -1, -1,
72 };
73
74 const int8_t ffv1_quant9_10bit[256] = {
75      0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  2,  2,  2,
76      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,
77      3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,
78      3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
79      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
80      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
81      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
82      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
83     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
84     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
85     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
86     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
87     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3,
88     -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3,
89     -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
90     -2, -2, -2, -2, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -0, -0, -0, -0,
91 };
92
93 const int8_t ffv1_quant11[256] = {
94      0,  1,  2,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  4,  4,  4,  4,
95      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
96      4,  4,  4,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
97      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
98      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
99      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
100      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
101      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
102     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
103     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
104     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
105     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
106     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
107     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -4, -4,
108     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
109     -4, -4, -4, -4, -4, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -1,
110 };
111
112 const uint8_t ffv1_ver2_state[256] = {
113       0,  10,  10,  10,  10,  16,  16,  16,  28,  16,  16,  29,  42,  49,  20,  49,
114      59,  25,  26,  26,  27,  31,  33,  33,  33,  34,  34,  37,  67,  38,  39,  39,
115      40,  40,  41,  79,  43,  44,  45,  45,  48,  48,  64,  50,  51,  52,  88,  52,
116      53,  74,  55,  57,  58,  58,  74,  60,  101, 61,  62,  84,  66,  66,  68,  69,
117      87,  82,  71,  97,  73,  73,  82,  75,  111, 77,  94,  78,  87,  81,  83,  97,
118      85,  83,  94,  86,  99,  89,  90,  99,  111, 92,  93,  134, 95,  98,  105, 98,
119     105, 110, 102, 108, 102, 118, 103, 106, 106, 113, 109, 112, 114, 112, 116, 125,
120     115, 116, 117, 117, 126, 119, 125, 121, 121, 123, 145, 124, 126, 131, 127, 129,
121     165, 130, 132, 138, 133, 135, 145, 136, 137, 139, 146, 141, 143, 142, 144, 148,
122     147, 155, 151, 149, 151, 150, 152, 157, 153, 154, 156, 168, 158, 162, 161, 160,
123     172, 163, 169, 164, 166, 184, 167, 170, 177, 174, 171, 173, 182, 176, 180, 178,
124     175, 189, 179, 181, 186, 183, 192, 185, 200, 187, 191, 188, 190, 197, 193, 196,
125     197, 194, 195, 196, 198, 202, 199, 201, 210, 203, 207, 204, 205, 206, 208, 214,
126     209, 211, 221, 212, 213, 215, 224, 216, 217, 218, 219, 220, 222, 228, 223, 225,
127     226, 224, 227, 229, 240, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 238, 239, 237, 242,
128     241, 243, 242, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 252, 253, 254, 255,
129 };
130
131
132 av_cold int ffv1_common_init(AVCodecContext *avctx)
133 {
134     FFV1Context *s = avctx->priv_data;
135
136     s->avctx = avctx;
137     s->flags = avctx->flags;
138
139     if (!avctx->width || !avctx->height)
140         return AVERROR_INVALIDDATA;
141
142     s->width  = avctx->width;
143     s->height = avctx->height;
144
145     // defaults
146     s->num_h_slices = 1;
147     s->num_v_slices = 1;
148
149     return 0;
150 }
151
152 int ffv1_init_slice_state(FFV1Context *f, FFV1Context *fs)
153 {
154     int j;
155
156     fs->plane_count  = f->plane_count;
157     fs->transparency = f->transparency;
158     for (j = 0; j < f->plane_count; j++) {
159         PlaneContext *const p = &fs->plane[j];
160
161         if (fs->ac != AC_GOLOMB_RICE) {
162             if (!p->state)
163                 p->state = av_malloc(CONTEXT_SIZE * p->context_count *
164                                      sizeof(uint8_t));
165             if (!p->state)
166                 return AVERROR(ENOMEM);
167         } else {
168             if (!p->vlc_state)
169                 p->vlc_state = av_malloc(p->context_count * sizeof(VlcState));
170             if (!p->vlc_state)
171                 return AVERROR(ENOMEM);
172         }
173     }
174
175     if (fs->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB) {
176         //FIXME only redo if state_transition changed
177         for (j = 1; j < 256; j++) {
178             fs->c.one_state[j]        = f->state_transition[j];
179             fs->c.zero_state[256 - j] = 256 - fs->c.one_state[j];
180         }
181     }
182
183     return 0;
184 }
185
186 av_cold int ffv1_init_slice_contexts(FFV1Context *f)
187 {
188     int i, j;
189
190     f->slice_count = f->num_h_slices * f->num_v_slices;
191     if (f->slice_count <= 0) {
192         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of slices\n");
193         return AVERROR(EINVAL);
194     }
195
196     for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
197         int sx          = i % f->num_h_slices;
198         int sy          = i / f->num_h_slices;
199         int sxs         = f->avctx->width  *  sx      / f->num_h_slices;
200         int sxe         = f->avctx->width  * (sx + 1) / f->num_h_slices;
201         int sys         = f->avctx->height *  sy      / f->num_v_slices;
202         int sye         = f->avctx->height * (sy + 1) / f->num_v_slices;
203         FFV1Context *fs = av_mallocz(sizeof(*fs));
204         if (!fs)
205             goto memfail;
206
207         f->slice_context[i] = fs;
208         memcpy(fs, f, sizeof(*fs));
209         memset(fs->rc_stat2, 0, sizeof(fs->rc_stat2));
210
211         fs->slice_width  = sxe - sxs;
212         fs->slice_height = sye - sys;
213         fs->slice_x      = sxs;
214         fs->slice_y      = sys;
215
216         fs->sample_buffer = av_malloc(3 * MAX_PLANES * (fs->width + 6) *
217                                       sizeof(*fs->sample_buffer));
218         if (!fs->sample_buffer) {
219             av_free(fs);
220             goto memfail;
221         }
222     }
223     return 0;
224
225 memfail:
226     for (j = 0; j < i; j++) {
227         av_free(f->slice_context[j]->sample_buffer);
228         av_free(f->slice_context[j]);
229     }
230     return AVERROR(ENOMEM);
231 }
232
233 int ffv1_allocate_initial_states(FFV1Context *f)
234 {
235     int i;
236
237     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
238         f->initial_states[i] = av_malloc(f->context_count[i] *
239                                          sizeof(*f->initial_states[i]));
240         if (!f->initial_states[i])
241             return AVERROR(ENOMEM);
242         memset(f->initial_states[i], 128,
243                f->context_count[i] * sizeof(*f->initial_states[i]));
244     }
245     return 0;
246 }
247
248 void ffv1_clear_slice_state(FFV1Context *f, FFV1Context *fs)
249 {
250     int i, j;
251
252     for (i = 0; i < f->plane_count; i++) {
253         PlaneContext *p = &fs->plane[i];
254
255         p->interlace_bit_state[0] = 128;
256         p->interlace_bit_state[1] = 128;
257
258         if (fs->ac != AC_GOLOMB_RICE) {
259             if (f->initial_states[p->quant_table_index]) {
260                 memcpy(p->state, f->initial_states[p->quant_table_index],
261                        CONTEXT_SIZE * p->context_count);
262             } else
263                 memset(p->state, 128, CONTEXT_SIZE * p->context_count);
264         } else {
265             for (j = 0; j < p->context_count; j++) {
266                 p->vlc_state[j].drift     = 0;
267                 p->vlc_state[j].error_sum = 4;    //FFMAX((RANGE + 32)/64, 2);
268                 p->vlc_state[j].bias      = 0;
269                 p->vlc_state[j].count     = 1;
270             }
271         }
272     }
273 }
274
275 av_cold int ffv1_close(AVCodecContext *avctx)
276 {
277     FFV1Context *s = avctx->priv_data;
278     int i, j;
279
280     for (j = 0; j < s->slice_count; j++) {
281         FFV1Context *fs = s->slice_context[j];
282         for (i = 0; i < s->plane_count; i++) {
283             PlaneContext *p = &fs->plane[i];
284
285             av_freep(&p->state);
286             av_freep(&p->vlc_state);
287         }
288         av_freep(&fs->sample_buffer);
289     }
290
291     av_freep(&avctx->stats_out);
292     for (j = 0; j < s->quant_table_count; j++) {
293         av_freep(&s->initial_states[j]);
294         for (i = 0; i < s->slice_count; i++) {
295             FFV1Context *sf = s->slice_context[i];
296             av_freep(&sf->rc_stat2[j]);
297         }
298         av_freep(&s->rc_stat2[j]);
299     }
300
301     for (i = 0; i < s->slice_count; i++)
302         av_freep(&s->slice_context[i]);
303
304     return 0;
305 }