avcodec/ffv1enc: Fix storing RGB48 without explicitly set level
[ffmpeg.git] / libavcodec / ffv1enc.c
1 /*
2  * FFV1 encoder
3  *
4  * Copyright (c) 2003-2013 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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) encoder
26  */
27
28 #include "libavutil/attributes.h"
29 #include "libavutil/avassert.h"
30 #include "libavutil/crc.h"
31 #include "libavutil/opt.h"
32 #include "libavutil/imgutils.h"
33 #include "libavutil/pixdesc.h"
34 #include "libavutil/timer.h"
35
36 #include "avcodec.h"
37 #include "internal.h"
38 #include "put_bits.h"
39 #include "rangecoder.h"
40 #include "golomb.h"
41 #include "mathops.h"
42 #include "ffv1.h"
43
44 static const int8_t quant5_10bit[256] = {
45      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,
46      1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,
47      1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,
48      1,  1,  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,  2,
50      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
51      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
52      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
53     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
54     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
55     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
56     -2, -2, -2, -2, -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, -1,
58     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
59     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
60     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0,
61 };
62
63 static const int8_t quant5[256] = {
64      0,  1,  1,  1,  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,  2,  2,  2,
72     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
73     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
74     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
75     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
76     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
77     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
78     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
79     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -1, -1, -1,
80 };
81
82 static const int8_t quant9_10bit[256] = {
83      0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  2,  2,  2,
84      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,
85      3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,
86      3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
87      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
88      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
89      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
90      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
91     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
92     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
93     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
94     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
95     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3,
96     -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3,
97     -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
98     -2, -2, -2, -2, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -0, -0, -0, -0,
99 };
100
101 static const int8_t quant11[256] = {
102      0,  1,  2,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  4,  4,  4,  4,
103      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
104      4,  4,  4,  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,  5,  5,
108      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
109      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
110     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
111     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
112     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
113     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
114     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
115     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -4, -4,
116     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
117     -4, -4, -4, -4, -4, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -1,
118 };
119
120 static const uint8_t ver2_state[256] = {
121       0,  10,  10,  10,  10,  16,  16,  16, 28,   16,  16,  29,  42,  49,  20,  49,
122      59,  25,  26,  26,  27,  31,  33,  33, 33,   34,  34,  37,  67,  38,  39,  39,
123      40,  40,  41,  79,  43,  44,  45,  45, 48,   48,  64,  50,  51,  52,  88,  52,
124      53,  74,  55,  57,  58,  58,  74,  60, 101,  61,  62,  84,  66,  66,  68,  69,
125      87,  82,  71,  97,  73,  73,  82,  75, 111,  77,  94,  78,  87,  81,  83,  97,
126      85,  83,  94,  86,  99,  89,  90,  99, 111,  92,  93,  134, 95,  98,  105, 98,
127     105, 110, 102, 108, 102, 118, 103, 106, 106, 113, 109, 112, 114, 112, 116, 125,
128     115, 116, 117, 117, 126, 119, 125, 121, 121, 123, 145, 124, 126, 131, 127, 129,
129     165, 130, 132, 138, 133, 135, 145, 136, 137, 139, 146, 141, 143, 142, 144, 148,
130     147, 155, 151, 149, 151, 150, 152, 157, 153, 154, 156, 168, 158, 162, 161, 160,
131     172, 163, 169, 164, 166, 184, 167, 170, 177, 174, 171, 173, 182, 176, 180, 178,
132     175, 189, 179, 181, 186, 183, 192, 185, 200, 187, 191, 188, 190, 197, 193, 196,
133     197, 194, 195, 196, 198, 202, 199, 201, 210, 203, 207, 204, 205, 206, 208, 214,
134     209, 211, 221, 212, 213, 215, 224, 216, 217, 218, 219, 220, 222, 228, 223, 225,
135     226, 224, 227, 229, 240, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 238, 239, 237, 242,
136     241, 243, 242, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 252, 253, 254, 255,
137 };
138
139 static void find_best_state(uint8_t best_state[256][256],
140                             const uint8_t one_state[256])
141 {
142     int i, j, k, m;
143     double l2tab[256];
144
145     for (i = 1; i < 256; i++)
146         l2tab[i] = log2(i / 256.0);
147
148     for (i = 0; i < 256; i++) {
149         double best_len[256];
150         double p = i / 256.0;
151
152         for (j = 0; j < 256; j++)
153             best_len[j] = 1 << 30;
154
155         for (j = FFMAX(i - 10, 1); j < FFMIN(i + 11, 256); j++) {
156             double occ[256] = { 0 };
157             double len      = 0;
158             occ[j] = 1.0;
159
160             if (!one_state[j])
161                 continue;
162
163             for (k = 0; k < 256; k++) {
164                 double newocc[256] = { 0 };
165                 for (m = 1; m < 256; m++)
166                     if (occ[m]) {
167                         len -=occ[m]*(     p *l2tab[    m]
168                                       + (1-p)*l2tab[256-m]);
169                     }
170                 if (len < best_len[k]) {
171                     best_len[k]      = len;
172                     best_state[i][k] = j;
173                 }
174                 for (m = 1; m < 256; m++)
175                     if (occ[m]) {
176                         newocc[      one_state[      m]] += occ[m] * p;
177                         newocc[256 - one_state[256 - m]] += occ[m] * (1 - p);
178                     }
179                 memcpy(occ, newocc, sizeof(occ));
180             }
181         }
182     }
183 }
184
185 static av_always_inline av_flatten void put_symbol_inline(RangeCoder *c,
186                                                           uint8_t *state, int v,
187                                                           int is_signed,
188                                                           uint64_t rc_stat[256][2],
189                                                           uint64_t rc_stat2[32][2])
190 {
191     int i;
192
193 #define put_rac(C, S, B)                        \
194     do {                                        \
195         if (rc_stat) {                          \
196             rc_stat[*(S)][B]++;                 \
197             rc_stat2[(S) - state][B]++;         \
198         }                                       \
199         put_rac(C, S, B);                       \
200     } while (0)
201
202     if (v) {
203         const int a = FFABS(v);
204         const int e = av_log2(a);
205         put_rac(c, state + 0, 0);
206         if (e <= 9) {
207             for (i = 0; i < e; i++)
208                 put_rac(c, state + 1 + i, 1);  // 1..10
209             put_rac(c, state + 1 + i, 0);
210
211             for (i = e - 1; i >= 0; i--)
212                 put_rac(c, state + 22 + i, (a >> i) & 1);  // 22..31
213
214             if (is_signed)
215                 put_rac(c, state + 11 + e, v < 0);  // 11..21
216         } else {
217             for (i = 0; i < e; i++)
218                 put_rac(c, state + 1 + FFMIN(i, 9), 1);  // 1..10
219             put_rac(c, state + 1 + 9, 0);
220
221             for (i = e - 1; i >= 0; i--)
222                 put_rac(c, state + 22 + FFMIN(i, 9), (a >> i) & 1);  // 22..31
223
224             if (is_signed)
225                 put_rac(c, state + 11 + 10, v < 0);  // 11..21
226         }
227     } else {
228         put_rac(c, state + 0, 1);
229     }
230 #undef put_rac
231 }
232
233 static av_noinline void put_symbol(RangeCoder *c, uint8_t *state,
234                                    int v, int is_signed)
235 {
236     put_symbol_inline(c, state, v, is_signed, NULL, NULL);
237 }
238
239
240 static inline void put_vlc_symbol(PutBitContext *pb, VlcState *const state,
241                                   int v, int bits)
242 {
243     int i, k, code;
244     v = fold(v - state->bias, bits);
245
246     i = state->count;
247     k = 0;
248     while (i < state->error_sum) { // FIXME: optimize
249         k++;
250         i += i;
251     }
252
253     av_assert2(k <= 13);
254
255 #if 0 // JPEG LS
256     if (k == 0 && 2 * state->drift <= -state->count)
257         code = v ^ (-1);
258     else
259         code = v;
260 #else
261     code = v ^ ((2 * state->drift + state->count) >> 31);
262 #endif
263
264     ff_dlog(NULL, "v:%d/%d bias:%d error:%d drift:%d count:%d k:%d\n", v, code,
265             state->bias, state->error_sum, state->drift, state->count, k);
266     set_sr_golomb(pb, code, k, 12, bits);
267
268     update_vlc_state(state, v);
269 }
270
271 #define TYPE int16_t
272 #define RENAME(name) name
273 #include "ffv1enc_template.c"
274 #undef TYPE
275 #undef RENAME
276
277 #define TYPE int32_t
278 #define RENAME(name) name ## 32
279 #include "ffv1enc_template.c"
280
281 static int encode_plane(FFV1Context *s, uint8_t *src, int w, int h,
282                          int stride, int plane_index, int pixel_stride)
283 {
284     int x, y, i, ret;
285     const int ring_size = s->context_model ? 3 : 2;
286     int16_t *sample[3];
287     s->run_index = 0;
288
289     memset(s->sample_buffer, 0, ring_size * (w + 6) * sizeof(*s->sample_buffer));
290
291     for (y = 0; y < h; y++) {
292         for (i = 0; i < ring_size; i++)
293             sample[i] = s->sample_buffer + (w + 6) * ((h + i - y) % ring_size) + 3;
294
295         sample[0][-1]= sample[1][0  ];
296         sample[1][ w]= sample[1][w-1];
297 // { START_TIMER
298         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
299             for (x = 0; x < w; x++)
300                 sample[0][x] = src[x * pixel_stride + stride * y];
301             if((ret = encode_line(s, w, sample, plane_index, 8)) < 0)
302                 return ret;
303         } else {
304             if (s->packed_at_lsb) {
305                 for (x = 0; x < w; x++) {
306                     sample[0][x] = ((uint16_t*)(src + stride*y))[x];
307                 }
308             } else {
309                 for (x = 0; x < w; x++) {
310                     sample[0][x] = ((uint16_t*)(src + stride*y))[x] >> (16 - s->bits_per_raw_sample);
311                 }
312             }
313             if((ret = encode_line(s, w, sample, plane_index, s->bits_per_raw_sample)) < 0)
314                 return ret;
315         }
316 // STOP_TIMER("encode line") }
317     }
318     return 0;
319 }
320
321 static void write_quant_table(RangeCoder *c, int16_t *quant_table)
322 {
323     int last = 0;
324     int i;
325     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
326     memset(state, 128, sizeof(state));
327
328     for (i = 1; i < 128; i++)
329         if (quant_table[i] != quant_table[i - 1]) {
330             put_symbol(c, state, i - last - 1, 0);
331             last = i;
332         }
333     put_symbol(c, state, i - last - 1, 0);
334 }
335
336 static void write_quant_tables(RangeCoder *c,
337                                int16_t quant_table[MAX_CONTEXT_INPUTS][256])
338 {
339     int i;
340     for (i = 0; i < 5; i++)
341         write_quant_table(c, quant_table[i]);
342 }
343
344 static void write_header(FFV1Context *f)
345 {
346     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
347     int i, j;
348     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
349
350     memset(state, 128, sizeof(state));
351
352     if (f->version < 2) {
353         put_symbol(c, state, f->version, 0);
354         put_symbol(c, state, f->ac, 0);
355         if (f->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB) {
356             for (i = 1; i < 256; i++)
357                 put_symbol(c, state,
358                            f->state_transition[i] - c->one_state[i], 1);
359         }
360         put_symbol(c, state, f->colorspace, 0); //YUV cs type
361         if (f->version > 0)
362             put_symbol(c, state, f->bits_per_raw_sample, 0);
363         put_rac(c, state, f->chroma_planes);
364         put_symbol(c, state, f->chroma_h_shift, 0);
365         put_symbol(c, state, f->chroma_v_shift, 0);
366         put_rac(c, state, f->transparency);
367
368         write_quant_tables(c, f->quant_table);
369     } else if (f->version < 3) {
370         put_symbol(c, state, f->slice_count, 0);
371         for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
372             FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
373             put_symbol(c, state,
374                        (fs->slice_x      + 1) * f->num_h_slices / f->width, 0);
375             put_symbol(c, state,
376                        (fs->slice_y      + 1) * f->num_v_slices / f->height, 0);
377             put_symbol(c, state,
378                        (fs->slice_width  + 1) * f->num_h_slices / f->width - 1,
379                        0);
380             put_symbol(c, state,
381                        (fs->slice_height + 1) * f->num_v_slices / f->height - 1,
382                        0);
383             for (j = 0; j < f->plane_count; j++) {
384                 put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
385                 av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->context_model);
386             }
387         }
388     }
389 }
390
391 static int write_extradata(FFV1Context *f)
392 {
393     RangeCoder *const c = &f->c;
394     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
395     int i, j, k;
396     uint8_t state2[32][CONTEXT_SIZE];
397     unsigned v;
398
399     memset(state2, 128, sizeof(state2));
400     memset(state, 128, sizeof(state));
401
402     f->avctx->extradata_size = 10000 + 4 +
403                                     (11 * 11 * 5 * 5 * 5 + 11 * 11 * 11) * 32;
404     f->avctx->extradata = av_malloc(f->avctx->extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
405     if (!f->avctx->extradata)
406         return AVERROR(ENOMEM);
407     ff_init_range_encoder(c, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
408     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
409
410     put_symbol(c, state, f->version, 0);
411     if (f->version > 2) {
412         if (f->version == 3) {
413             f->micro_version = 4;
414         } else if (f->version == 4)
415             f->micro_version = 2;
416         put_symbol(c, state, f->micro_version, 0);
417     }
418
419     put_symbol(c, state, f->ac, 0);
420     if (f->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB)
421         for (i = 1; i < 256; i++)
422             put_symbol(c, state, f->state_transition[i] - c->one_state[i], 1);
423
424     put_symbol(c, state, f->colorspace, 0); // YUV cs type
425     put_symbol(c, state, f->bits_per_raw_sample, 0);
426     put_rac(c, state, f->chroma_planes);
427     put_symbol(c, state, f->chroma_h_shift, 0);
428     put_symbol(c, state, f->chroma_v_shift, 0);
429     put_rac(c, state, f->transparency);
430     put_symbol(c, state, f->num_h_slices - 1, 0);
431     put_symbol(c, state, f->num_v_slices - 1, 0);
432
433     put_symbol(c, state, f->quant_table_count, 0);
434     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
435         write_quant_tables(c, f->quant_tables[i]);
436
437     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
438         for (j = 0; j < f->context_count[i] * CONTEXT_SIZE; j++)
439             if (f->initial_states[i] && f->initial_states[i][0][j] != 128)
440                 break;
441         if (j < f->context_count[i] * CONTEXT_SIZE) {
442             put_rac(c, state, 1);
443             for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
444                 for (k = 0; k < CONTEXT_SIZE; k++) {
445                     int pred = j ? f->initial_states[i][j - 1][k] : 128;
446                     put_symbol(c, state2[k],
447                                (int8_t)(f->initial_states[i][j][k] - pred), 1);
448                 }
449         } else {
450             put_rac(c, state, 0);
451         }
452     }
453
454     if (f->version > 2) {
455         put_symbol(c, state, f->ec, 0);
456         put_symbol(c, state, f->intra = (f->avctx->gop_size < 2), 0);
457     }
458
459     f->avctx->extradata_size = ff_rac_terminate(c);
460     v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
461     AV_WL32(f->avctx->extradata + f->avctx->extradata_size, v);
462     f->avctx->extradata_size += 4;
463
464     return 0;
465 }
466
467 static int sort_stt(FFV1Context *s, uint8_t stt[256])
468 {
469     int i, i2, changed, print = 0;
470
471     do {
472         changed = 0;
473         for (i = 12; i < 244; i++) {
474             for (i2 = i + 1; i2 < 245 && i2 < i + 4; i2++) {
475
476 #define COST(old, new)                                      \
477     s->rc_stat[old][0] * -log2((256 - (new)) / 256.0) +     \
478     s->rc_stat[old][1] * -log2((new)         / 256.0)
479
480 #define COST2(old, new)                         \
481     COST(old, new) + COST(256 - (old), 256 - (new))
482
483                 double size0 = COST2(i,  i) + COST2(i2, i2);
484                 double sizeX = COST2(i, i2) + COST2(i2, i);
485                 if (size0 - sizeX > size0*(1e-14) && i != 128 && i2 != 128) {
486                     int j;
487                     FFSWAP(int, stt[i], stt[i2]);
488                     FFSWAP(int, s->rc_stat[i][0], s->rc_stat[i2][0]);
489                     FFSWAP(int, s->rc_stat[i][1], s->rc_stat[i2][1]);
490                     if (i != 256 - i2) {
491                         FFSWAP(int, stt[256 - i], stt[256 - i2]);
492                         FFSWAP(int, s->rc_stat[256 - i][0], s->rc_stat[256 - i2][0]);
493                         FFSWAP(int, s->rc_stat[256 - i][1], s->rc_stat[256 - i2][1]);
494                     }
495                     for (j = 1; j < 256; j++) {
496                         if (stt[j] == i)
497                             stt[j] = i2;
498                         else if (stt[j] == i2)
499                             stt[j] = i;
500                         if (i != 256 - i2) {
501                             if (stt[256 - j] == 256 - i)
502                                 stt[256 - j] = 256 - i2;
503                             else if (stt[256 - j] == 256 - i2)
504                                 stt[256 - j] = 256 - i;
505                         }
506                     }
507                     print = changed = 1;
508                 }
509             }
510         }
511     } while (changed);
512     return print;
513 }
514
515 static av_cold int encode_init(AVCodecContext *avctx)
516 {
517     FFV1Context *s = avctx->priv_data;
518     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
519     int i, j, k, m, ret;
520
521     if ((ret = ff_ffv1_common_init(avctx)) < 0)
522         return ret;
523
524     s->version = 0;
525
526     if ((avctx->flags & (AV_CODEC_FLAG_PASS1 | AV_CODEC_FLAG_PASS2)) ||
527         avctx->slices > 1)
528         s->version = FFMAX(s->version, 2);
529
530     // Unspecified level & slices, we choose version 1.2+ to ensure multithreaded decodability
531     if (avctx->slices == 0 && avctx->level < 0 && avctx->width * avctx->height > 720*576)
532         s->version = FFMAX(s->version, 2);
533
534     if (avctx->level <= 0 && s->version == 2) {
535         s->version = 3;
536     }
537     if (avctx->level >= 0 && avctx->level <= 4) {
538         if (avctx->level < s->version) {
539             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version %d needed for requested features but %d requested\n", s->version, avctx->level);
540             return AVERROR(EINVAL);
541         }
542         s->version = avctx->level;
543     }
544
545     if (s->ec < 0) {
546         s->ec = (s->version >= 3);
547     }
548
549     if ((s->version == 2 || s->version>3) && avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL) {
550         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version 2 needed for requested features but version 2 is experimental and not enabled\n");
551         return AVERROR_INVALIDDATA;
552     }
553
554 #if FF_API_CODER_TYPE
555 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
556     if (avctx->coder_type != -1)
557         s->ac = avctx->coder_type > 0 ? AC_RANGE_CUSTOM_TAB : AC_GOLOMB_RICE;
558     else
559 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
560 #endif
561     if (s->ac == 1) // Compatbility with common command line usage
562         s->ac = AC_RANGE_CUSTOM_TAB;
563     else if (s->ac == AC_RANGE_DEFAULT_TAB_FORCE)
564         s->ac = AC_RANGE_DEFAULT_TAB;
565
566     s->plane_count = 3;
567     switch(avctx->pix_fmt) {
568     case AV_PIX_FMT_YUV444P9:
569     case AV_PIX_FMT_YUV422P9:
570     case AV_PIX_FMT_YUV420P9:
571     case AV_PIX_FMT_YUVA444P9:
572     case AV_PIX_FMT_YUVA422P9:
573     case AV_PIX_FMT_YUVA420P9:
574         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
575             s->bits_per_raw_sample = 9;
576     case AV_PIX_FMT_YUV444P10:
577     case AV_PIX_FMT_YUV420P10:
578     case AV_PIX_FMT_YUV422P10:
579     case AV_PIX_FMT_YUVA444P10:
580     case AV_PIX_FMT_YUVA422P10:
581     case AV_PIX_FMT_YUVA420P10:
582         s->packed_at_lsb = 1;
583         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
584             s->bits_per_raw_sample = 10;
585     case AV_PIX_FMT_GRAY16:
586     case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
587     case AV_PIX_FMT_YUV422P16:
588     case AV_PIX_FMT_YUV420P16:
589     case AV_PIX_FMT_YUVA444P16:
590     case AV_PIX_FMT_YUVA422P16:
591     case AV_PIX_FMT_YUVA420P16:
592         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample) {
593             s->bits_per_raw_sample = 16;
594         } else if (!s->bits_per_raw_sample) {
595             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
596         }
597         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
598             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample invalid\n");
599             return AVERROR_INVALIDDATA;
600         }
601         s->version = FFMAX(s->version, 1);
602     case AV_PIX_FMT_GRAY8:
603     case AV_PIX_FMT_YA8:
604     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
605     case AV_PIX_FMT_YUV440P:
606     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
607     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
608     case AV_PIX_FMT_YUV411P:
609     case AV_PIX_FMT_YUV410P:
610     case AV_PIX_FMT_YUVA444P:
611     case AV_PIX_FMT_YUVA422P:
612     case AV_PIX_FMT_YUVA420P:
613         s->chroma_planes = desc->nb_components < 3 ? 0 : 1;
614         s->colorspace = 0;
615         s->transparency = desc->nb_components == 4 || desc->nb_components == 2;
616         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
617             s->bits_per_raw_sample = 8;
618         else if (!s->bits_per_raw_sample)
619             s->bits_per_raw_sample = 8;
620         break;
621     case AV_PIX_FMT_RGB32:
622         s->colorspace = 1;
623         s->transparency = 1;
624         s->chroma_planes = 1;
625         s->bits_per_raw_sample = 8;
626         break;
627     case AV_PIX_FMT_RGB48:
628         s->colorspace = 1;
629         s->chroma_planes = 1;
630         s->bits_per_raw_sample = 16;
631         s->use32bit = 1;
632         s->version = FFMAX(s->version, 1);
633         if (avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL) {
634             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "16bit RGB is experimental and under development, only use it for experiments\n");
635             return AVERROR_INVALIDDATA;
636         }
637         break;
638     case AV_PIX_FMT_0RGB32:
639         s->colorspace = 1;
640         s->chroma_planes = 1;
641         s->bits_per_raw_sample = 8;
642         break;
643     case AV_PIX_FMT_GBRP9:
644         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
645             s->bits_per_raw_sample = 9;
646     case AV_PIX_FMT_GBRP10:
647         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
648             s->bits_per_raw_sample = 10;
649     case AV_PIX_FMT_GBRP12:
650         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
651             s->bits_per_raw_sample = 12;
652     case AV_PIX_FMT_GBRP14:
653         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
654             s->bits_per_raw_sample = 14;
655     case AV_PIX_FMT_GBRP16:
656         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
657             s->bits_per_raw_sample = 16;
658         else if (!s->bits_per_raw_sample)
659             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
660         s->colorspace = 1;
661         s->chroma_planes = 1;
662         if (s->bits_per_raw_sample >= 16) {
663             s->use32bit = 1;
664             if (avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL) {
665                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "16bit RGB is experimental and under development, only use it for experiments\n");
666                 return AVERROR_INVALIDDATA;
667             }
668         }
669         s->version = FFMAX(s->version, 1);
670         break;
671     default:
672         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
673         return AVERROR(ENOSYS);
674     }
675     av_assert0(s->bits_per_raw_sample >= 8);
676
677     if (s->bits_per_raw_sample > 8) {
678         if (s->ac == AC_GOLOMB_RICE) {
679             av_log(avctx, AV_LOG_INFO,
680                     "bits_per_raw_sample > 8, forcing range coder\n");
681             s->ac = AC_RANGE_CUSTOM_TAB;
682         }
683     }
684     if (s->transparency) {
685         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Storing alpha plane, this will require a recent FFV1 decoder to playback!\n");
686     }
687 #if FF_API_PRIVATE_OPT
688 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
689     if (avctx->context_model)
690         s->context_model = avctx->context_model;
691     if (avctx->context_model > 1U) {
692         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid context model %d, valid values are 0 and 1\n", avctx->context_model);
693         return AVERROR(EINVAL);
694     }
695 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
696 #endif
697
698     if (s->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB) {
699         for (i = 1; i < 256; i++)
700             s->state_transition[i] = ver2_state[i];
701     } else {
702         RangeCoder c;
703         ff_build_rac_states(&c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
704         for (i = 1; i < 256; i++)
705             s->state_transition[i] = c.one_state[i];
706     }
707
708     for (i = 0; i < 256; i++) {
709         s->quant_table_count = 2;
710         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
711             s->quant_tables[0][0][i]=           quant11[i];
712             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant11[i];
713             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant11[i];
714             s->quant_tables[1][0][i]=           quant11[i];
715             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant11[i];
716             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5 [i];
717             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5 [i];
718             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5 [i];
719         } else {
720             s->quant_tables[0][0][i]=           quant9_10bit[i];
721             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
722             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant9_10bit[i];
723             s->quant_tables[1][0][i]=           quant9_10bit[i];
724             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
725             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5_10bit[i];
726             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5_10bit[i];
727             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5_10bit[i];
728         }
729     }
730     s->context_count[0] = (11 * 11 * 11        + 1) / 2;
731     s->context_count[1] = (11 * 11 * 5 * 5 * 5 + 1) / 2;
732     memcpy(s->quant_table, s->quant_tables[s->context_model],
733            sizeof(s->quant_table));
734
735     for (i = 0; i < s->plane_count; i++) {
736         PlaneContext *const p = &s->plane[i];
737
738         memcpy(p->quant_table, s->quant_table, sizeof(p->quant_table));
739         p->quant_table_index = s->context_model;
740         p->context_count     = s->context_count[p->quant_table_index];
741     }
742
743     if ((ret = ff_ffv1_allocate_initial_states(s)) < 0)
744         return ret;
745
746 #if FF_API_CODED_FRAME
747 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
748     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
749 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
750 #endif
751
752     if (!s->transparency)
753         s->plane_count = 2;
754     if (!s->chroma_planes && s->version > 3)
755         s->plane_count--;
756
757     avcodec_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &s->chroma_h_shift, &s->chroma_v_shift);
758     s->picture_number = 0;
759
760     if (avctx->flags & (AV_CODEC_FLAG_PASS1 | AV_CODEC_FLAG_PASS2)) {
761         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
762             s->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
763                                         sizeof(*s->rc_stat2[i]));
764             if (!s->rc_stat2[i])
765                 return AVERROR(ENOMEM);
766         }
767     }
768     if (avctx->stats_in) {
769         char *p = avctx->stats_in;
770         uint8_t (*best_state)[256] = av_malloc_array(256, 256);
771         int gob_count = 0;
772         char *next;
773         if (!best_state)
774             return AVERROR(ENOMEM);
775
776         av_assert0(s->version >= 2);
777
778         for (;;) {
779             for (j = 0; j < 256; j++)
780                 for (i = 0; i < 2; i++) {
781                     s->rc_stat[j][i] = strtol(p, &next, 0);
782                     if (next == p) {
783                         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
784                                "2Pass file invalid at %d %d [%s]\n", j, i, p);
785                         av_freep(&best_state);
786                         return AVERROR_INVALIDDATA;
787                     }
788                     p = next;
789                 }
790             for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
791                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
792                     for (k = 0; k < 32; k++)
793                         for (m = 0; m < 2; m++) {
794                             s->rc_stat2[i][j][k][m] = strtol(p, &next, 0);
795                             if (next == p) {
796                                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
797                                        "2Pass file invalid at %d %d %d %d [%s]\n",
798                                        i, j, k, m, p);
799                                 av_freep(&best_state);
800                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
801                             }
802                             p = next;
803                         }
804                 }
805             gob_count = strtol(p, &next, 0);
806             if (next == p || gob_count <= 0) {
807                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "2Pass file invalid\n");
808                 av_freep(&best_state);
809                 return AVERROR_INVALIDDATA;
810             }
811             p = next;
812             while (*p == '\n' || *p == ' ')
813                 p++;
814             if (p[0] == 0)
815                 break;
816         }
817         if (s->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB)
818             sort_stt(s, s->state_transition);
819
820         find_best_state(best_state, s->state_transition);
821
822         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
823             for (k = 0; k < 32; k++) {
824                 double a=0, b=0;
825                 int jp = 0;
826                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
827                     double p = 128;
828                     if (s->rc_stat2[i][j][k][0] + s->rc_stat2[i][j][k][1] > 200 && j || a+b > 200) {
829                         if (a+b)
830                             p = 256.0 * b / (a + b);
831                         s->initial_states[i][jp][k] =
832                             best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip_uint8((a + b) / gob_count)];
833                         for(jp++; jp<j; jp++)
834                             s->initial_states[i][jp][k] = s->initial_states[i][jp-1][k];
835                         a=b=0;
836                     }
837                     a += s->rc_stat2[i][j][k][0];
838                     b += s->rc_stat2[i][j][k][1];
839                     if (a+b) {
840                         p = 256.0 * b / (a + b);
841                     }
842                     s->initial_states[i][j][k] =
843                         best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip_uint8((a + b) / gob_count)];
844                 }
845             }
846         }
847         av_freep(&best_state);
848     }
849
850     if (s->version > 1) {
851         s->num_v_slices = (avctx->width > 352 || avctx->height > 288 || !avctx->slices) ? 2 : 1;
852         for (; s->num_v_slices < 9; s->num_v_slices++) {
853             for (s->num_h_slices = s->num_v_slices; s->num_h_slices < 2*s->num_v_slices; s->num_h_slices++) {
854                 if (avctx->slices == s->num_h_slices * s->num_v_slices && avctx->slices <= 64 || !avctx->slices)
855                     goto slices_ok;
856             }
857         }
858         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
859                "Unsupported number %d of slices requested, please specify a "
860                "supported number with -slices (ex:4,6,9,12,16, ...)\n",
861                avctx->slices);
862         return AVERROR(ENOSYS);
863 slices_ok:
864         if ((ret = write_extradata(s)) < 0)
865             return ret;
866     }
867
868     if ((ret = ff_ffv1_init_slice_contexts(s)) < 0)
869         return ret;
870     s->slice_count = s->max_slice_count;
871     if ((ret = ff_ffv1_init_slices_state(s)) < 0)
872         return ret;
873
874 #define STATS_OUT_SIZE 1024 * 1024 * 6
875     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1) {
876         avctx->stats_out = av_mallocz(STATS_OUT_SIZE);
877         if (!avctx->stats_out)
878             return AVERROR(ENOMEM);
879         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
880             for (j = 0; j < s->max_slice_count; j++) {
881                 FFV1Context *sf = s->slice_context[j];
882                 av_assert0(!sf->rc_stat2[i]);
883                 sf->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
884                                              sizeof(*sf->rc_stat2[i]));
885                 if (!sf->rc_stat2[i])
886                     return AVERROR(ENOMEM);
887             }
888     }
889
890     return 0;
891 }
892
893 static void encode_slice_header(FFV1Context *f, FFV1Context *fs)
894 {
895     RangeCoder *c = &fs->c;
896     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
897     int j;
898     memset(state, 128, sizeof(state));
899
900     put_symbol(c, state, (fs->slice_x     +1)*f->num_h_slices / f->width   , 0);
901     put_symbol(c, state, (fs->slice_y     +1)*f->num_v_slices / f->height  , 0);
902     put_symbol(c, state, (fs->slice_width +1)*f->num_h_slices / f->width -1, 0);
903     put_symbol(c, state, (fs->slice_height+1)*f->num_v_slices / f->height-1, 0);
904     for (j=0; j<f->plane_count; j++) {
905         put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
906         av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->context_model);
907     }
908     if (!f->picture.f->interlaced_frame)
909         put_symbol(c, state, 3, 0);
910     else
911         put_symbol(c, state, 1 + !f->picture.f->top_field_first, 0);
912     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.num, 0);
913     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.den, 0);
914     if (f->version > 3) {
915         put_rac(c, state, fs->slice_coding_mode == 1);
916         if (fs->slice_coding_mode == 1)
917             ff_ffv1_clear_slice_state(f, fs);
918         put_symbol(c, state, fs->slice_coding_mode, 0);
919         if (fs->slice_coding_mode != 1) {
920             put_symbol(c, state, fs->slice_rct_by_coef, 0);
921             put_symbol(c, state, fs->slice_rct_ry_coef, 0);
922         }
923     }
924 }
925
926 static void choose_rct_params(FFV1Context *fs, const uint8_t *src[3], const int stride[3], int w, int h)
927 {
928 #define NB_Y_COEFF 15
929     static const int rct_y_coeff[15][2] = {
930         {0, 0}, //      4G
931         {1, 1}, //  R + 2G + B
932         {2, 2}, // 2R      + 2B
933         {0, 2}, //      2G + 2B
934         {2, 0}, // 2R + 2G
935         {4, 0}, // 4R
936         {0, 4}, //           4B
937
938         {0, 3}, //      1G + 3B
939         {3, 0}, // 3R + 1G
940         {3, 1}, // 3R      +  B
941         {1, 3}, //  R      + 3B
942         {1, 2}, //  R +  G + 2B
943         {2, 1}, // 2R +  G +  B
944         {0, 1}, //      3G +  B
945         {1, 0}, //  R + 3G
946     };
947
948     int stat[NB_Y_COEFF] = {0};
949     int x, y, i, p, best;
950     int16_t *sample[3];
951     int lbd = fs->bits_per_raw_sample <= 8;
952
953     for (y = 0; y < h; y++) {
954         int lastr=0, lastg=0, lastb=0;
955         for (p = 0; p < 3; p++)
956             sample[p] = fs->sample_buffer + p*w;
957
958         for (x = 0; x < w; x++) {
959             int b, g, r;
960             int ab, ag, ar;
961             if (lbd) {
962                 unsigned v = *((const uint32_t*)(src[0] + x*4 + stride[0]*y));
963                 b =  v        & 0xFF;
964                 g = (v >>  8) & 0xFF;
965                 r = (v >> 16) & 0xFF;
966             } else {
967                 b = *((const uint16_t*)(src[0] + x*2 + stride[0]*y));
968                 g = *((const uint16_t*)(src[1] + x*2 + stride[1]*y));
969                 r = *((const uint16_t*)(src[2] + x*2 + stride[2]*y));
970             }
971
972             ar = r - lastr;
973             ag = g - lastg;
974             ab = b - lastb;
975             if (x && y) {
976                 int bg = ag - sample[0][x];
977                 int bb = ab - sample[1][x];
978                 int br = ar - sample[2][x];
979
980                 br -= bg;
981                 bb -= bg;
982
983                 for (i = 0; i<NB_Y_COEFF; i++) {
984                     stat[i] += FFABS(bg + ((br*rct_y_coeff[i][0] + bb*rct_y_coeff[i][1])>>2));
985                 }
986
987             }
988             sample[0][x] = ag;
989             sample[1][x] = ab;
990             sample[2][x] = ar;
991
992             lastr = r;
993             lastg = g;
994             lastb = b;
995         }
996     }
997
998     best = 0;
999     for (i=1; i<NB_Y_COEFF; i++) {
1000         if (stat[i] < stat[best])
1001             best = i;
1002     }
1003
1004     fs->slice_rct_by_coef = rct_y_coeff[best][1];
1005     fs->slice_rct_ry_coef = rct_y_coeff[best][0];
1006 }
1007
1008 static int encode_slice(AVCodecContext *c, void *arg)
1009 {
1010     FFV1Context *fs  = *(void **)arg;
1011     FFV1Context *f   = fs->avctx->priv_data;
1012     int width        = fs->slice_width;
1013     int height       = fs->slice_height;
1014     int x            = fs->slice_x;
1015     int y            = fs->slice_y;
1016     const AVFrame *const p = f->picture.f;
1017     const int ps     = av_pix_fmt_desc_get(c->pix_fmt)->comp[0].step;
1018     int ret;
1019     RangeCoder c_bak = fs->c;
1020     const uint8_t *planes[3] = {p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0],
1021                                 p->data[1] ? p->data[1] + ps*x + y*p->linesize[1] : NULL,
1022                                 p->data[2] ? p->data[2] + ps*x + y*p->linesize[2] : NULL};
1023
1024     fs->slice_coding_mode = 0;
1025     if (f->version > 3) {
1026         choose_rct_params(fs, planes, p->linesize, width, height);
1027     } else {
1028         fs->slice_rct_by_coef = 1;
1029         fs->slice_rct_ry_coef = 1;
1030     }
1031
1032 retry:
1033     if (f->key_frame)
1034         ff_ffv1_clear_slice_state(f, fs);
1035     if (f->version > 2) {
1036         encode_slice_header(f, fs);
1037     }
1038     if (fs->ac == AC_GOLOMB_RICE) {
1039         if (f->version > 2)
1040             put_rac(&fs->c, (uint8_t[]) { 129 }, 0);
1041         fs->ac_byte_count = f->version > 2 || (!x && !y) ? ff_rac_terminate(&fs->c) : 0;
1042         init_put_bits(&fs->pb,
1043                       fs->c.bytestream_start + fs->ac_byte_count,
1044                       fs->c.bytestream_end - fs->c.bytestream_start - fs->ac_byte_count);
1045     }
1046
1047     if (f->colorspace == 0 && c->pix_fmt != AV_PIX_FMT_YA8) {
1048         const int chroma_width  = AV_CEIL_RSHIFT(width,  f->chroma_h_shift);
1049         const int chroma_height = AV_CEIL_RSHIFT(height, f->chroma_v_shift);
1050         const int cx            = x >> f->chroma_h_shift;
1051         const int cy            = y >> f->chroma_v_shift;
1052
1053         ret = encode_plane(fs, p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 0, 1);
1054
1055         if (f->chroma_planes) {
1056             ret |= encode_plane(fs, p->data[1] + ps*cx+cy*p->linesize[1], chroma_width, chroma_height, p->linesize[1], 1, 1);
1057             ret |= encode_plane(fs, p->data[2] + ps*cx+cy*p->linesize[2], chroma_width, chroma_height, p->linesize[2], 1, 1);
1058         }
1059         if (fs->transparency)
1060             ret |= encode_plane(fs, p->data[3] + ps*x + y*p->linesize[3], width, height, p->linesize[3], 2, 1);
1061     } else if (c->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YA8) {
1062         ret  = encode_plane(fs, p->data[0] +     ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 0, 2);
1063         ret |= encode_plane(fs, p->data[0] + 1 + ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 1, 2);
1064     } else if (f->use32bit) {
1065         ret = encode_rgb_frame32(fs, planes, width, height, p->linesize);
1066     } else {
1067         ret = encode_rgb_frame(fs, planes, width, height, p->linesize);
1068     }
1069     emms_c();
1070
1071     if (ret < 0) {
1072         av_assert0(fs->slice_coding_mode == 0);
1073         if (fs->version < 4 || !fs->ac) {
1074             av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Buffer too small\n");
1075             return ret;
1076         }
1077         av_log(c, AV_LOG_DEBUG, "Coding slice as PCM\n");
1078         fs->slice_coding_mode = 1;
1079         fs->c = c_bak;
1080         goto retry;
1081     }
1082
1083     return 0;
1084 }
1085
1086 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1087                         const AVFrame *pict, int *got_packet)
1088 {
1089     FFV1Context *f      = avctx->priv_data;
1090     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
1091     AVFrame *const p    = f->picture.f;
1092     int used_count      = 0;
1093     uint8_t keystate    = 128;
1094     uint8_t *buf_p;
1095     int i, ret;
1096     int64_t maxsize =   AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE
1097                       + avctx->width*avctx->height*37LL*4;
1098
1099     if(!pict) {
1100         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1) {
1101             int j, k, m;
1102             char *p   = avctx->stats_out;
1103             char *end = p + STATS_OUT_SIZE;
1104
1105             memset(f->rc_stat, 0, sizeof(f->rc_stat));
1106             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
1107                 memset(f->rc_stat2[i], 0, f->context_count[i] * sizeof(*f->rc_stat2[i]));
1108
1109             av_assert0(f->slice_count == f->max_slice_count);
1110             for (j = 0; j < f->slice_count; j++) {
1111                 FFV1Context *fs = f->slice_context[j];
1112                 for (i = 0; i < 256; i++) {
1113                     f->rc_stat[i][0] += fs->rc_stat[i][0];
1114                     f->rc_stat[i][1] += fs->rc_stat[i][1];
1115                 }
1116                 for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1117                     for (k = 0; k < f->context_count[i]; k++)
1118                         for (m = 0; m < 32; m++) {
1119                             f->rc_stat2[i][k][m][0] += fs->rc_stat2[i][k][m][0];
1120                             f->rc_stat2[i][k][m][1] += fs->rc_stat2[i][k][m][1];
1121                         }
1122                 }
1123             }
1124
1125             for (j = 0; j < 256; j++) {
1126                 snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1127                         f->rc_stat[j][0], f->rc_stat[j][1]);
1128                 p += strlen(p);
1129             }
1130             snprintf(p, end - p, "\n");
1131
1132             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1133                 for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
1134                     for (m = 0; m < 32; m++) {
1135                         snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1136                                 f->rc_stat2[i][j][m][0], f->rc_stat2[i][j][m][1]);
1137                         p += strlen(p);
1138                     }
1139             }
1140             snprintf(p, end - p, "%d\n", f->gob_count);
1141         }
1142         return 0;
1143     }
1144
1145     if (f->version > 3)
1146         maxsize = AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE + avctx->width*avctx->height*3LL*4;
1147
1148     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, maxsize, 0)) < 0)
1149         return ret;
1150
1151     ff_init_range_encoder(c, pkt->data, pkt->size);
1152     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
1153
1154     av_frame_unref(p);
1155     if ((ret = av_frame_ref(p, pict)) < 0)
1156         return ret;
1157 #if FF_API_CODED_FRAME
1158 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1159     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1160 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1161 #endif
1162
1163     if (avctx->gop_size == 0 || f->picture_number % avctx->gop_size == 0) {
1164         put_rac(c, &keystate, 1);
1165         f->key_frame = 1;
1166         f->gob_count++;
1167         write_header(f);
1168     } else {
1169         put_rac(c, &keystate, 0);
1170         f->key_frame = 0;
1171     }
1172
1173     if (f->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB) {
1174         int i;
1175         for (i = 1; i < 256; i++) {
1176             c->one_state[i]        = f->state_transition[i];
1177             c->zero_state[256 - i] = 256 - c->one_state[i];
1178         }
1179     }
1180
1181     for (i = 1; i < f->slice_count; i++) {
1182         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1183         uint8_t *start  = pkt->data + (pkt->size - used_count) * (int64_t)i / f->slice_count;
1184         int len         = pkt->size / f->slice_count;
1185         ff_init_range_encoder(&fs->c, start, len);
1186     }
1187     avctx->execute(avctx, encode_slice, &f->slice_context[0], NULL,
1188                    f->slice_count, sizeof(void *));
1189
1190     buf_p = pkt->data;
1191     for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
1192         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1193         int bytes;
1194
1195         if (fs->ac != AC_GOLOMB_RICE) {
1196             uint8_t state = 129;
1197             put_rac(&fs->c, &state, 0);
1198             bytes = ff_rac_terminate(&fs->c);
1199         } else {
1200             flush_put_bits(&fs->pb); // FIXME: nicer padding
1201             bytes = fs->ac_byte_count + (put_bits_count(&fs->pb) + 7) / 8;
1202         }
1203         if (i > 0 || f->version > 2) {
1204             av_assert0(bytes < pkt->size / f->slice_count);
1205             memmove(buf_p, fs->c.bytestream_start, bytes);
1206             av_assert0(bytes < (1 << 24));
1207             AV_WB24(buf_p + bytes, bytes);
1208             bytes += 3;
1209         }
1210         if (f->ec) {
1211             unsigned v;
1212             buf_p[bytes++] = 0;
1213             v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, buf_p, bytes);
1214             AV_WL32(buf_p + bytes, v);
1215             bytes += 4;
1216         }
1217         buf_p += bytes;
1218     }
1219
1220     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1)
1221         avctx->stats_out[0] = '\0';
1222
1223 #if FF_API_CODED_FRAME
1224 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1225     avctx->coded_frame->key_frame = f->key_frame;
1226 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1227 #endif
1228
1229     f->picture_number++;
1230     pkt->size   = buf_p - pkt->data;
1231     pkt->pts    =
1232     pkt->dts    = pict->pts;
1233     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY * f->key_frame;
1234     *got_packet = 1;
1235
1236     return 0;
1237 }
1238
1239 static av_cold int encode_close(AVCodecContext *avctx)
1240 {
1241     ff_ffv1_close(avctx);
1242     return 0;
1243 }
1244
1245 #define OFFSET(x) offsetof(FFV1Context, x)
1246 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1247 static const AVOption options[] = {
1248     { "slicecrc", "Protect slices with CRCs", OFFSET(ec), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
1249     { "coder", "Coder type", OFFSET(ac), AV_OPT_TYPE_INT,
1250             { .i64 = 0 }, -2, 2, VE, "coder" },
1251         { "rice", "Golomb rice", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
1252             { .i64 = AC_GOLOMB_RICE }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "coder" },
1253         { "range_def", "Range with default table", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
1254             { .i64 = AC_RANGE_DEFAULT_TAB_FORCE }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "coder" },
1255         { "range_tab", "Range with custom table", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
1256             { .i64 = AC_RANGE_CUSTOM_TAB }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "coder" },
1257         { "ac", "Range with custom table (the ac option exists for compatibility and is deprecated)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
1258             { .i64 = 1 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "coder" },
1259     { "context", "Context model", OFFSET(context_model), AV_OPT_TYPE_INT,
1260             { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
1261
1262     { NULL }
1263 };
1264
1265 static const AVClass ffv1_class = {
1266     .class_name = "ffv1 encoder",
1267     .item_name  = av_default_item_name,
1268     .option     = options,
1269     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1270 };
1271
1272 #if FF_API_CODER_TYPE
1273 static const AVCodecDefault ffv1_defaults[] = {
1274     { "coder", "-1" },
1275     { NULL },
1276 };
1277 #endif
1278
1279 AVCodec ff_ffv1_encoder = {
1280     .name           = "ffv1",
1281     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FFmpeg video codec #1"),
1282     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1283     .id             = AV_CODEC_ID_FFV1,
1284     .priv_data_size = sizeof(FFV1Context),
1285     .init           = encode_init,
1286     .encode2        = encode_frame,
1287     .close          = encode_close,
1288     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS | AV_CODEC_CAP_DELAY,
1289     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
1290         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUVA420P,  AV_PIX_FMT_YUVA422P,  AV_PIX_FMT_YUV444P,
1291         AV_PIX_FMT_YUVA444P,  AV_PIX_FMT_YUV440P,   AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV411P,
1292         AV_PIX_FMT_YUV410P,   AV_PIX_FMT_0RGB32,    AV_PIX_FMT_RGB32,     AV_PIX_FMT_YUV420P16,
1293         AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16, AV_PIX_FMT_YUV444P9,  AV_PIX_FMT_YUV422P9,
1294         AV_PIX_FMT_YUV420P9,  AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
1295         AV_PIX_FMT_YUVA444P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA420P16,
1296         AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA420P10,
1297         AV_PIX_FMT_YUVA444P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA420P9,
1298         AV_PIX_FMT_GRAY16,    AV_PIX_FMT_GRAY8,     AV_PIX_FMT_GBRP9,     AV_PIX_FMT_GBRP10,
1299         AV_PIX_FMT_GBRP12,    AV_PIX_FMT_GBRP14,
1300         AV_PIX_FMT_YA8,
1301         AV_PIX_FMT_GBRP16, AV_PIX_FMT_RGB48,
1302         AV_PIX_FMT_NONE
1303
1304     },
1305 #if FF_API_CODER_TYPE
1306     .defaults       = ffv1_defaults,
1307 #endif
1308     .priv_class     = &ffv1_class,
1309 };