H.261 encoder by (Maarten Daniels <maarten dot daniels at luc dot ac dot be>)
[ffmpeg.git] / libavcodec / h261.c
1 /*
2  * H261 decoder
3  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
4  * Copyright (c) 2004 Maarten Daniels
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
19  */
20
21 /**
22  * @file h261.c
23  * h261codec.
24  */
25
26 #include "common.h"
27 #include "dsputil.h"
28 #include "avcodec.h"
29 #include "mpegvideo.h"
30 #include "h261data.h"
31
32
33 #define H261_MBA_VLC_BITS 9
34 #define H261_MTYPE_VLC_BITS 6
35 #define H261_MV_VLC_BITS 7
36 #define H261_CBP_VLC_BITS 9
37 #define TCOEFF_VLC_BITS 9
38
39 #define MBA_STUFFING 33
40 #define MBA_STARTCODE 34
41 #define IS_FIL(a)    ((a)&MB_TYPE_H261_FIL)
42
43 /**
44  * H261Context
45  */
46 typedef struct H261Context{
47     MpegEncContext s;
48
49     int current_mba;
50     int previous_mba;
51     int mba_diff;
52     int mtype;
53     int current_mv_x;
54     int current_mv_y;
55     int gob_number;
56     int bits_left; //8 - nr of bits left of the following frame in the last byte in this frame
57     int last_bits; //bits left of the following frame in the last byte in this frame
58     int gob_start_code_skipped; // 1 if gob start code is already read before gob header is read
59 }H261Context;
60
61 void ff_h261_loop_filter(MpegEncContext *s){
62     H261Context * h= (H261Context*)s;
63     const int linesize  = s->linesize;
64     const int uvlinesize= s->uvlinesize;
65     uint8_t *dest_y = s->dest[0];
66     uint8_t *dest_cb= s->dest[1];
67     uint8_t *dest_cr= s->dest[2];
68
69     if(!(IS_FIL (h->mtype)))
70         return;
71
72     s->dsp.h261_loop_filter(dest_y                   , linesize);
73     s->dsp.h261_loop_filter(dest_y                + 8, linesize);
74     s->dsp.h261_loop_filter(dest_y + 8 * linesize    , linesize);
75     s->dsp.h261_loop_filter(dest_y + 8 * linesize + 8, linesize);
76     s->dsp.h261_loop_filter(dest_cb, uvlinesize);
77     s->dsp.h261_loop_filter(dest_cr, uvlinesize);
78 }
79
80 int ff_h261_get_picture_format(int width, int height){
81     // QCIF
82     if (width == 176 && height == 144)
83         return 0;
84     // CIF
85     else if (width == 352 && height == 288)
86         return 1;
87     // ERROR
88     else
89         return -1;
90 }
91
92 static void h261_encode_block(H261Context * h, DCTELEM * block,
93                               int n);
94 static int h261_decode_block(H261Context *h, DCTELEM *block,
95                              int n, int coded);
96 static int h261_decode_mb(H261Context *h);
97 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
98
99 void ff_h261_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number){
100     H261Context * h = (H261Context *) s;
101     int format, coded_frame_rate, coded_frame_rate_base, temp_ref;
102     int best_clock_code=1;
103     int best_divisor=60;
104     coded_frame_rate= 1800000;
105     coded_frame_rate_base= (1000+best_clock_code)*best_divisor;
106
107     align_put_bits(&s->pb);
108
109     /* Update the pointer to last GOB */
110     s->ptr_lastgob = pbBufPtr(&s->pb);
111
112     put_bits(&s->pb, 20, 0x10); /* PSC */
113
114     temp_ref= s->picture_number * (int64_t)coded_frame_rate * s->avctx->frame_rate_base / 
115                          (coded_frame_rate_base * (int64_t)s->avctx->frame_rate);
116     put_bits(&s->pb, 5, temp_ref & 0x1f); /* TemporalReference */
117
118     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* split screen off */
119     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* camera  off */
120     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* freeze picture release off */
121     
122     format = ff_h261_get_picture_format(s->width, s->height);
123     
124     put_bits(&s->pb, 1, format); /* 0 == QCIF, 1 == CIF */
125
126     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* still image mode */
127     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* reserved */
128
129     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no PEI */    
130     if(format == 0)
131         h->gob_number = -1;
132     else
133         h->gob_number = 0;
134     h->current_mba = 0;
135 }
136
137 /**
138  * Encodes a group of blocks header.
139  */
140 static void h261_encode_gob_header(MpegEncContext * s, int mb_line){
141     H261Context * h = (H261Context *)s;
142     if(ff_h261_get_picture_format(s->width, s->height) == 0){
143         h->gob_number+=2; // QCIF
144     }
145     else{
146         h->gob_number++; // CIF
147     }
148     put_bits(&s->pb, 16, 1); /* GBSC */
149     put_bits(&s->pb, 4, h->gob_number); /* GN */
150     put_bits(&s->pb, 5, s->qscale); /* GQUANT */
151     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no GEI */
152     h->current_mba = 0;
153     h->previous_mba = 0;
154     h->current_mv_x=0;
155     h->current_mv_y=0;
156 }
157
158 void ff_h261_reorder_mb_index(MpegEncContext* s){
159     /* for CIF the GOB's are fragmented in the middle of a scanline
160        that's why we need to adjust the x and y index of the macroblocks */
161     if(ff_h261_get_picture_format(s->width,s->height) == 1){ // CIF
162         if((s->mb_x == 0 && (s->mb_y % 3 == 0) ) || (s->mb_x == 11 && ((s->mb_y -1 )% 3 == 0) ))
163             h261_encode_gob_header(s,0);
164         if(s->mb_x < 11 ){
165             if((s->mb_y % 3) == 1 ){
166                 s->mb_x += 0;
167                 s->mb_y += 1;
168             }
169             else if( (s->mb_y % 3) == 2 ){
170                 s->mb_x += 11;
171                 s->mb_y -= 1;
172             }
173         }
174         else{
175             if((s->mb_y % 3) == 1 ){
176                 s->mb_x += 0;
177                 s->mb_y -= 1;
178             }
179             else if( (s->mb_y % 3) == 0 ){
180                 s->mb_x -= 11;
181                 s->mb_y += 1;
182             }
183         }
184         ff_init_block_index(s);
185         ff_update_block_index(s);
186     /* for QCIF we don't need to reorder MB's
187        there the GOB's aren't fragmented in the middle of a scanline */
188     }else if(ff_h261_get_picture_format(s->width,s->height) == 0){ // QCIF
189         if(s->mb_y % 3 == 0 && s->mb_x == 0)
190             h261_encode_gob_header(s,0);
191     }
192 }
193
194 static void h261_encode_motion(H261Context * h, int val){
195     MpegEncContext * const s = &h->s;
196     int sign, code;
197     if(val==0){
198         code = 0;
199         put_bits(&s->pb,h261_mv_tab[code][1],h261_mv_tab[code][0]);
200     } 
201     else{
202         if(val > 16)
203             val -=32;
204         if(val < -16)
205             val+=32;
206         sign = val < 0;
207         code = sign ? -val : val; 
208         put_bits(&s->pb,h261_mv_tab[code][1],h261_mv_tab[code][0]);
209         put_bits(&s->pb,1,sign);
210     }
211 }
212
213 static inline int get_cbp(MpegEncContext * s,
214                       DCTELEM block[6][64])
215 {
216     int i, cbp;
217     cbp= 0;
218     for (i = 0; i < 6; i++) {
219         if (s->block_last_index[i] >= 0)
220             cbp |= 1 << (5 - i);
221     }
222     return cbp;
223 }
224 void ff_h261_encode_mb(MpegEncContext * s,
225          DCTELEM block[6][64],
226          int motion_x, int motion_y)
227 {
228     H261Context * h = (H261Context *)s;
229     int old_mtype, mvd, mv_diff_x, mv_diff_y, i, cbp;
230     cbp = 63; // avoid warning
231     mvd = 0;
232  
233     h->current_mba++;
234     old_mtype = h->mtype;
235     h->mtype = 0;
236  
237     if (!s->mb_intra){
238         /* compute cbp */
239         cbp= get_cbp(s, block);
240    
241         /* mvd indicates if this block is motion compensated */
242         if(((motion_x >> 1) - h->current_mv_x != 0) || ((motion_y >> 1 ) - h->current_mv_y) != 0){
243             mvd = 1;
244         }
245         else if((motion_x >> 1 == 0) && (motion_y >> 1 == 0)){
246             mvd = 0;
247         }
248         else
249             mvd = 1;
250         if((cbp | mvd | s->dquant ) == 0) {
251             /* skip macroblock */
252             s->skip_count++;
253             h->current_mv_x=0;
254             h->current_mv_y=0;
255             return;
256         }
257     }
258
259     /* MB is not skipped, encode MBA */
260     put_bits(&s->pb, h261_mba_bits[(h->current_mba-h->previous_mba)-1], h261_mba_code[(h->current_mba-h->previous_mba)-1]);
261  
262     /* calculate MTYPE */
263     if(!s->mb_intra){
264         h->mtype+=2;
265     if(mvd == 1){   
266         h->mtype+=2;
267         if(cbp!=0)
268             h->mtype+=1;
269         if(s->loop_filter)
270             h->mtype+=3;
271         }
272     }
273
274     if(s->dquant) 
275         h->mtype++;
276
277     put_bits(&s->pb, h261_mtype_bits[h->mtype], h261_mtype_code[h->mtype]);
278  
279     h->mtype = h261_mtype_map[h->mtype];
280  
281     if(IS_QUANT(h->mtype)){
282         ff_set_qscale(s,s->qscale+s->dquant);
283         put_bits(&s->pb, 5, s->qscale);
284     }
285  
286     if(IS_16X16(h->mtype)){
287         mv_diff_x = (motion_x >> 1) - h->current_mv_x;
288         mv_diff_y = (motion_y >> 1) - h->current_mv_y;
289         h->current_mv_x = (motion_x >> 1);
290         h->current_mv_y = (motion_y >> 1);
291         h261_encode_motion(h,mv_diff_x);
292         h261_encode_motion(h,mv_diff_y);
293     }
294  
295     h->previous_mba = h->current_mba;
296  
297     if(HAS_CBP(h->mtype)){
298         put_bits(&s->pb,h261_cbp_tab[cbp-1][1],h261_cbp_tab[cbp-1][0]); 
299     }
300     for(i=0; i<6; i++) {
301         /* encode each block */
302         h261_encode_block(h, block[i], i);
303     }
304
305     if ( ( h->current_mba == 11 ) || ( h->current_mba == 22 ) || ( h->current_mba == 33 ) || ( !IS_16X16 ( h->mtype ) )){
306         h->current_mv_x=0;
307         h->current_mv_y=0;
308     }
309 }
310
311 void ff_h261_encode_init(MpegEncContext *s){
312     static int done = 0;
313     
314     if (!done) {
315         done = 1;
316         init_rl(&h261_rl_tcoeff);
317     }
318
319     s->min_qcoeff= -127;
320     s->max_qcoeff=  127;
321     s->y_dc_scale_table=
322     s->c_dc_scale_table= ff_mpeg1_dc_scale_table;
323 }
324
325
326 /**
327  * encodes a 8x8 block.
328  * @param block the 8x8 block
329  * @param n block index (0-3 are luma, 4-5 are chroma)
330  */
331 static void h261_encode_block(H261Context * h, DCTELEM * block, int n){
332     MpegEncContext * const s = &h->s;
333     int level, run, last, i, j, last_index, last_non_zero, sign, slevel, code;
334     RLTable *rl;
335
336     rl = &h261_rl_tcoeff;
337     if (s->mb_intra) {
338         /* DC coef */
339         level = block[0];
340         /* 255 cannot be represented, so we clamp */
341         if (level > 254) {
342             level = 254;
343             block[0] = 254;
344         }
345         /* 0 cannot be represented also */
346         else if (level < 1) {
347             level = 1;
348             block[0] = 1;
349         }
350         if (level == 128)
351             put_bits(&s->pb, 8, 0xff);
352         else
353             put_bits(&s->pb, 8, level);
354         i = 1;
355     } else if((block[0]==1 || block[0] == -1) && (s->block_last_index[n] > -1)){
356         //special case
357         put_bits(&s->pb,1,1);
358         put_bits(&s->pb,1,block[0]>0 ? 0 : 1 );
359         i = 1;
360     } else {
361         i = 0;
362     }
363    
364     /* AC coefs */
365     last_index = s->block_last_index[n];
366     last_non_zero = i - 1;
367     for (; i <= last_index; i++) {
368         j = s->intra_scantable.permutated[i];
369         level = block[j];
370         if (level) {
371             run = i - last_non_zero - 1;
372             last = (i == last_index);
373             sign = 0;
374             slevel = level;
375             if (level < 0) {
376                 sign = 1;
377                 level = -level;
378             }
379             code = get_rl_index(rl, 0 /*no last in H.261, EOB is used*/, run, level);
380             if(run==0 && level < 16)
381             code+=1;
382             put_bits(&s->pb, rl->table_vlc[code][1], rl->table_vlc[code][0]);
383             if (code == rl->n) {
384                 put_bits(&s->pb, 6, run);
385                 assert(slevel != 0);
386                 if(slevel < -127){
387                     slevel = -127;
388                 }
389                 else if(slevel > 127){
390                     slevel = 127;
391                 }
392                 put_bits(&s->pb, 8, slevel & 0xff);
393             } else {
394                 put_bits(&s->pb, 1, sign);
395             }
396             last_non_zero = i;
397         }
398     }
399     if(last_index > -1){
400         put_bits(&s->pb, rl->table_vlc[0][1], rl->table_vlc[0][0]);// END OF BLOCK
401     }
402 }
403
404 /***********************************************/
405 /* decoding */
406
407 static VLC h261_mba_vlc;
408 static VLC h261_mtype_vlc;
409 static VLC h261_mv_vlc;
410 static VLC h261_cbp_vlc;
411
412 void init_vlc_rl(RLTable *rl);
413
414 static void h261_decode_init_vlc(H261Context *h){
415     static int done = 0;
416
417     if(!done){
418         done = 1;
419         init_vlc(&h261_mba_vlc, H261_MBA_VLC_BITS, 35,
420                  h261_mba_bits, 1, 1,
421                  h261_mba_code, 1, 1);
422         init_vlc(&h261_mtype_vlc, H261_MTYPE_VLC_BITS, 10,
423                  h261_mtype_bits, 1, 1,
424                  h261_mtype_code, 1, 1);
425         init_vlc(&h261_mv_vlc, H261_MV_VLC_BITS, 17,
426                  &h261_mv_tab[0][1], 2, 1,
427                  &h261_mv_tab[0][0], 2, 1);
428         init_vlc(&h261_cbp_vlc, H261_CBP_VLC_BITS, 63,
429                  &h261_cbp_tab[0][1], 2, 1,
430                  &h261_cbp_tab[0][0], 2, 1);
431         init_rl(&h261_rl_tcoeff);
432         init_vlc_rl(&h261_rl_tcoeff);
433     }
434 }
435
436 static int h261_decode_init(AVCodecContext *avctx){
437     H261Context *h= avctx->priv_data;
438     MpegEncContext * const s = &h->s;
439
440     // set defaults
441     MPV_decode_defaults(s);
442     s->avctx = avctx;
443
444     s->width  = s->avctx->coded_width;
445     s->height = s->avctx->coded_height;
446     s->codec_id = s->avctx->codec->id;
447
448     s->out_format = FMT_H261;
449     s->low_delay= 1;
450     avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV420P;
451
452     s->codec_id= avctx->codec->id;
453
454     h261_decode_init_vlc(h);
455
456     h->gob_start_code_skipped = 0;
457     
458     return 0;
459 }
460
461 /**
462  * decodes the group of blocks header or slice header.
463  * @return <0 if an error occured
464  */
465 static int h261_decode_gob_header(H261Context *h){
466     unsigned int val;
467     MpegEncContext * const s = &h->s;
468     
469     if ( !h->gob_start_code_skipped ){
470         /* Check for GOB Start Code */
471         val = show_bits(&s->gb, 15);
472         if(val)
473             return -1;
474
475         /* We have a GBSC */
476         skip_bits(&s->gb, 16);
477     }
478
479     h->gob_start_code_skipped = 0;
480
481     h->gob_number = get_bits(&s->gb, 4); /* GN */
482     s->qscale = get_bits(&s->gb, 5); /* GQUANT */
483
484     /* Check if gob_number is valid */
485     if (s->mb_height==18){ //cif
486         if ((h->gob_number<=0) || (h->gob_number>12))
487             return -1;
488     }
489     else{ //qcif
490         if ((h->gob_number!=1) && (h->gob_number!=3) && (h->gob_number!=5))
491             return -1;
492     }
493
494     /* GEI */
495     while (get_bits1(&s->gb) != 0) {
496         skip_bits(&s->gb, 8);
497     }
498
499     if(s->qscale==0)
500         return -1;
501
502     // For the first transmitted macroblock in a GOB, MBA is the absolute address. For
503     // subsequent macroblocks, MBA is the difference between the absolute addresses of
504     // the macroblock and the last transmitted macroblock.
505     h->current_mba = 0;
506     h->mba_diff = 0;
507
508     return 0;
509 }
510
511 /**
512  * decodes the group of blocks / video packet header.
513  * @return <0 if no resync found
514  */
515 static int ff_h261_resync(H261Context *h){
516     MpegEncContext * const s = &h->s;
517     int left, ret;
518
519     if ( h->gob_start_code_skipped ){
520         ret= h261_decode_gob_header(h);
521         if(ret>=0)
522             return 0;
523     }
524     else{
525         if(show_bits(&s->gb, 15)==0){
526             ret= h261_decode_gob_header(h);
527             if(ret>=0)
528                 return 0;
529         }
530         //ok, its not where its supposed to be ...
531         s->gb= s->last_resync_gb;
532         align_get_bits(&s->gb);
533         left= s->gb.size_in_bits - get_bits_count(&s->gb);
534
535         for(;left>15+1+4+5; left-=8){
536             if(show_bits(&s->gb, 15)==0){
537                 GetBitContext bak= s->gb;
538
539                 ret= h261_decode_gob_header(h);
540                 if(ret>=0)
541                     return 0;
542
543                 s->gb= bak;
544             }
545             skip_bits(&s->gb, 8);
546         }
547     }
548
549     return -1;
550 }
551
552 /**
553  * decodes skipped macroblocks
554  * @return 0
555  */
556 static int h261_decode_mb_skipped(H261Context *h, int mba1, int mba2 )
557 {
558     MpegEncContext * const s = &h->s;
559     int i;
560     
561     s->mb_intra = 0;
562
563     for(i=mba1; i<mba2; i++){
564         int j, xy;
565
566         s->mb_x= ((h->gob_number-1) % 2) * 11 + i % 11;
567         s->mb_y= ((h->gob_number-1) / 2) * 3 + i / 11;
568         xy = s->mb_x + s->mb_y * s->mb_stride;
569         ff_init_block_index(s);
570         ff_update_block_index(s);
571         s->dsp.clear_blocks(s->block[0]);
572
573         for(j=0;j<6;j++)
574             s->block_last_index[j] = -1;
575
576         s->mv_dir = MV_DIR_FORWARD;
577         s->mv_type = MV_TYPE_16X16;
578         s->current_picture.mb_type[xy]= MB_TYPE_SKIP | MB_TYPE_16x16 | MB_TYPE_L0;
579         s->mv[0][0][0] = 0;
580         s->mv[0][0][1] = 0;
581         s->mb_skiped = 1;
582         h->mtype &= ~MB_TYPE_H261_FIL;
583
584         MPV_decode_mb(s, s->block);
585     }
586
587     return 0;
588 }
589
590 static int decode_mv_component(GetBitContext *gb, int v){
591     int mv_diff = get_vlc2(gb, h261_mv_vlc.table, H261_MV_VLC_BITS, 2);
592
593     /* check if mv_diff is valid */
594     if ( mv_diff < 0 )
595         return v;
596
597     mv_diff = mvmap[mv_diff];
598
599     if(mv_diff && !get_bits1(gb))
600         mv_diff= -mv_diff;
601     
602     v += mv_diff;
603     if     (v <=-16) v+= 32;
604     else if(v >= 16) v-= 32;
605
606     return v;
607 }
608
609 static int h261_decode_mb(H261Context *h){
610     MpegEncContext * const s = &h->s;
611     int i, cbp, xy, old_mtype;
612
613     cbp = 63;
614     // Read mba
615     do{
616         h->mba_diff = get_vlc2(&s->gb, h261_mba_vlc.table, H261_MBA_VLC_BITS, 2);
617
618         /* Check for slice end */
619         /* NOTE: GOB can be empty (no MB data) or exist only of MBA_stuffing */
620         if (h->mba_diff == MBA_STARTCODE){ // start code
621             h->gob_start_code_skipped = 1;
622             return SLICE_END;
623         }
624     }
625     while( h->mba_diff == MBA_STUFFING ); // stuffing
626
627     if ( h->mba_diff < 0 ){
628         if ( get_bits_count(&s->gb) + 7 >= s->gb.size_in_bits )
629             return SLICE_END;
630
631         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "illegal mba at %d %d\n", s->mb_x, s->mb_y);
632         return SLICE_ERROR;
633     }
634
635     h->mba_diff += 1;
636     h->current_mba += h->mba_diff;
637
638     if ( h->current_mba > MBA_STUFFING )
639         return SLICE_ERROR;
640     
641     s->mb_x= ((h->gob_number-1) % 2) * 11 + ((h->current_mba-1) % 11);
642     s->mb_y= ((h->gob_number-1) / 2) * 3 + ((h->current_mba-1) / 11);
643     xy = s->mb_x + s->mb_y * s->mb_stride;
644     ff_init_block_index(s);
645     ff_update_block_index(s);
646     s->dsp.clear_blocks(s->block[0]);
647
648     // Read mtype
649     old_mtype = h->mtype;
650     h->mtype = get_vlc2(&s->gb, h261_mtype_vlc.table, H261_MTYPE_VLC_BITS, 2);
651     h->mtype = h261_mtype_map[h->mtype];
652
653     // Read mquant
654     if ( IS_QUANT ( h->mtype ) ){
655         ff_set_qscale(s, get_bits(&s->gb, 5));
656     }
657
658     s->mb_intra = IS_INTRA4x4(h->mtype);
659
660     // Read mv
661     if ( IS_16X16 ( h->mtype ) ){
662         // Motion vector data is included for all MC macroblocks. MVD is obtained from the macroblock vector by subtracting the
663         // vector of the preceding macroblock. For this calculation the vector of the preceding macroblock is regarded as zero in the
664         // following three situations:
665         // 1) evaluating MVD for macroblocks 1, 12 and 23;
666         // 2) evaluating MVD for macroblocks in which MBA does not represent a difference of 1;
667         // 3) MTYPE of the previous macroblock was not MC.
668         if ( ( h->current_mba == 1 ) || ( h->current_mba == 12 ) || ( h->current_mba == 23 ) ||
669              ( h->mba_diff != 1) || ( !IS_16X16 ( old_mtype ) ))
670         {
671             h->current_mv_x = 0;
672             h->current_mv_y = 0;
673         }
674
675         h->current_mv_x= decode_mv_component(&s->gb, h->current_mv_x);
676         h->current_mv_y= decode_mv_component(&s->gb, h->current_mv_y);
677     }
678
679     // Read cbp
680     if ( HAS_CBP( h->mtype ) ){
681         cbp = get_vlc2(&s->gb, h261_cbp_vlc.table, H261_CBP_VLC_BITS, 2) + 1;
682     }
683
684     if(s->mb_intra){
685         s->current_picture.mb_type[xy]= MB_TYPE_INTRA;
686         goto intra;
687     }
688
689     //set motion vectors
690     s->mv_dir = MV_DIR_FORWARD;
691     s->mv_type = MV_TYPE_16X16;
692     s->current_picture.mb_type[xy]= MB_TYPE_16x16 | MB_TYPE_L0;
693     if(IS_16X16 ( h->mtype )){
694         s->mv[0][0][0] = h->current_mv_x * 2;//gets divided by 2 in motion compensation
695         s->mv[0][0][1] = h->current_mv_y * 2;
696     }
697     else{
698         h->current_mv_x = s->mv[0][0][0] = 0;
699         h->current_mv_x = s->mv[0][0][1] = 0;
700     }
701
702 intra:
703     /* decode each block */
704     if(s->mb_intra || HAS_CBP(h->mtype)){
705         for (i = 0; i < 6; i++) {
706             if (h261_decode_block(h, s->block[i], i, cbp&32) < 0){
707                 return SLICE_ERROR;
708             }
709             cbp+=cbp;
710         }
711     }
712
713     MPV_decode_mb(s, s->block);
714
715     return SLICE_OK;
716 }
717
718 /**
719  * decodes a macroblock
720  * @return <0 if an error occured
721  */
722 static int h261_decode_block(H261Context * h, DCTELEM * block,
723                              int n, int coded)
724 {
725     MpegEncContext * const s = &h->s;
726     int code, level, i, j, run;
727     RLTable *rl = &h261_rl_tcoeff;
728     const uint8_t *scan_table;
729     
730     // For the variable length encoding there are two code tables, one being used for
731     // the first transmitted LEVEL in INTER, INTER+MC and INTER+MC+FIL blocks, the second
732     // for all other LEVELs except the first one in INTRA blocks which is fixed length
733     // coded with 8 bits.
734     // NOTE: the two code tables only differ in one VLC so we handle that manually.
735     scan_table = s->intra_scantable.permutated;
736     if (s->mb_intra){
737         /* DC coef */
738         level = get_bits(&s->gb, 8);
739         // 0 (00000000b) and -128 (10000000b) are FORBIDDEN
740         if((level&0x7F) == 0){
741             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "illegal dc %d at %d %d\n", level, s->mb_x, s->mb_y);
742             return -1;
743         }
744         // The code 1000 0000 is not used, the reconstruction level of 1024 being coded as 1111 1111.
745         if (level == 255)
746             level = 128;
747         block[0] = level;
748         i = 1;
749     }else if(coded){
750         // Run  Level   Code
751         // EOB                  Not possible for first level when cbp is available (that's why the table is different)
752         // 0    1               1s
753         // *    *               0*
754         int check = show_bits(&s->gb, 2);
755         i = 0;
756         if ( check & 0x2 ){
757             skip_bits(&s->gb, 2);
758             block[0] = ( check & 0x1 ) ? -1 : 1;
759             i = 1;
760         }
761     }else{
762         i = 0;
763     }
764     if(!coded){
765         s->block_last_index[n] = i - 1;
766         return 0;
767     }
768     for(;;){
769         code = get_vlc2(&s->gb, rl->vlc.table, TCOEFF_VLC_BITS, 2);
770         if (code < 0){
771             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "illegal ac vlc code at %dx%d\n", s->mb_x, s->mb_y);
772             return -1;
773         }
774         if (code == rl->n) {
775             /* escape */
776             // The remaining combinations of (run, level) are encoded with a 20-bit word consisting of 6 bits escape, 6 bits run and 8 bits level.
777             run = get_bits(&s->gb, 6);
778             level = (int8_t)get_bits(&s->gb, 8);
779         }else if(code == 0){
780             break;
781         }else{
782             run = rl->table_run[code];
783             level = rl->table_level[code];
784             if (get_bits1(&s->gb))
785                 level = -level;
786         }
787         i += run;
788         if (i >= 64){
789             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "run overflow at %dx%d\n", s->mb_x, s->mb_y);
790             return -1;
791         }
792         j = scan_table[i];
793         block[j] = level;
794         i++;
795     }
796     s->block_last_index[n] = i-1;
797     return 0;
798 }
799
800 /**
801  * decodes the H261 picture header.
802  * @return <0 if no startcode found
803  */
804 int h261_decode_picture_header(H261Context *h){
805     MpegEncContext * const s = &h->s;
806     int format, i;
807     uint32_t startcode= 0;
808
809     for(i= s->gb.size_in_bits - get_bits_count(&s->gb); i>24; i-=1){
810         startcode = ((startcode << 1) | get_bits(&s->gb, 1)) & 0x000FFFFF;
811
812         if(startcode == 0x10)
813             break;
814     }
815
816     if (startcode != 0x10){
817         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Bad picture start code\n");
818         return -1;
819     }
820
821     /* temporal reference */
822     s->picture_number = get_bits(&s->gb, 5); /* picture timestamp */
823
824     /* PTYPE starts here */
825     skip_bits1(&s->gb); /* split screen off */
826     skip_bits1(&s->gb); /* camera  off */
827     skip_bits1(&s->gb); /* freeze picture release off */
828
829     format = get_bits1(&s->gb);
830
831     //only 2 formats possible
832     if (format == 0){//QCIF
833         s->width = 176;
834         s->height = 144;
835         s->mb_width = 11;
836         s->mb_height = 9;
837     }else{//CIF
838         s->width = 352;
839         s->height = 288;
840         s->mb_width = 22;
841         s->mb_height = 18;
842     }
843
844     s->mb_num = s->mb_width * s->mb_height;
845
846     skip_bits1(&s->gb); /* still image mode off */
847     skip_bits1(&s->gb); /* Reserved */
848
849     /* PEI */
850     while (get_bits1(&s->gb) != 0){
851         skip_bits(&s->gb, 8);
852     }
853
854     // h261 has no I-FRAMES, but if we pass I_TYPE for the first frame, the codec crashes if it does 
855     // not contain all I-blocks (e.g. when a packet is lost)
856     s->pict_type = P_TYPE;
857
858     h->gob_number = 0;
859     return 0;
860 }
861
862 static int h261_decode_gob(H261Context *h){
863     MpegEncContext * const s = &h->s;
864     
865     ff_set_qscale(s, s->qscale);
866
867     /* decode mb's */
868     while(h->current_mba <= MBA_STUFFING)
869     {
870         int ret;
871         /* DCT & quantize */
872         ret= h261_decode_mb(h);
873         if(ret<0){
874             if(ret==SLICE_END){
875                 h261_decode_mb_skipped(h, h->current_mba, 33);                
876                 return 0;
877             }
878             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Error at MB: %d\n", s->mb_x + s->mb_y*s->mb_stride);
879             return -1;
880         }
881         
882         h261_decode_mb_skipped(h, h->current_mba-h->mba_diff, h->current_mba-1);
883     }
884     
885     return -1;
886 }
887
888 static int h261_find_frame_end(ParseContext *pc, AVCodecContext* avctx, const uint8_t *buf, int buf_size){
889     int vop_found, i, j, bits_left, last_bits;
890     uint32_t state;
891
892     H261Context *h = avctx->priv_data;
893
894     if(h){
895         bits_left = h->bits_left;
896         last_bits = h->last_bits;
897     }
898     else{
899         bits_left = 0;
900         last_bits = 0;
901     }
902
903     vop_found= pc->frame_start_found;
904     state= pc->state;
905     if(bits_left!=0 && !vop_found)
906         state = state << (8-bits_left) | last_bits;
907     i=0;
908     if(!vop_found){
909         for(i=0; i<buf_size; i++){
910             state= (state<<8) | buf[i];
911             for(j=0; j<8; j++){
912                 if(( (  (state<<j)  |  (buf[i]>>(8-j))  )>>(32-20) == 0x10 )&&(((state >> (17-j)) & 0x4000) == 0x0)){
913                     i++;
914                     vop_found=1;
915                     break;
916                 }
917             }
918             if(vop_found)
919                     break;    
920         }
921     }
922     if(vop_found){
923         for(; i<buf_size; i++){
924             if(avctx->flags & CODEC_FLAG_TRUNCATED)//XXX ffplay workaround, someone a better solution?
925                 state= (state<<8) | buf[i];
926             for(j=0; j<8; j++){
927                 if(( (  (state<<j)  |  (buf[i]>>(8-j))  )>>(32-20) == 0x10 )&&(((state >> (17-j)) & 0x4000) == 0x0)){
928                     pc->frame_start_found=0;
929                     pc->state=-1;
930                     return i-3;
931                 }
932             }
933         }
934     }
935
936     pc->frame_start_found= vop_found;
937     pc->state= state;
938     return END_NOT_FOUND;
939 }
940
941 static int h261_parse(AVCodecParserContext *s,
942                       AVCodecContext *avctx,
943                       uint8_t **poutbuf, int *poutbuf_size, 
944                       const uint8_t *buf, int buf_size)
945 {
946     ParseContext *pc = s->priv_data;
947     int next;
948     
949     next= h261_find_frame_end(pc,avctx, buf, buf_size);
950     if (ff_combine_frame(pc, next, (uint8_t **)&buf, &buf_size) < 0) {
951         *poutbuf = NULL;
952         *poutbuf_size = 0;
953         return buf_size;
954     }
955     *poutbuf = (uint8_t *)buf;
956     *poutbuf_size = buf_size;
957     return next;
958 }
959
960 /**
961  * returns the number of bytes consumed for building the current frame
962  */
963 static int get_consumed_bytes(MpegEncContext *s, int buf_size){
964     if(s->flags&CODEC_FLAG_TRUNCATED){
965         int pos= (get_bits_count(&s->gb)+7)>>3;
966         pos -= s->parse_context.last_index;
967         if(pos<0) pos=0;// padding is not really read so this might be -1
968         return pos;
969     }else{
970         int pos= get_bits_count(&s->gb)>>3;
971         if(pos==0) pos=1; //avoid infinite loops (i doubt thats needed but ...)
972         if(pos+10>buf_size) pos=buf_size; // oops ;)
973
974         return pos;
975     }
976 }
977
978 static int h261_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
979                              void *data, int *data_size,
980                              uint8_t *buf, int buf_size)
981 {
982     H261Context *h= avctx->priv_data;
983     MpegEncContext *s = &h->s;
984     int ret;
985     AVFrame *pict = data;
986
987 #ifdef DEBUG
988     printf("*****frame %d size=%d\n", avctx->frame_number, buf_size);
989     printf("bytes=%x %x %x %x\n", buf[0], buf[1], buf[2], buf[3]);
990 #endif
991     s->flags= avctx->flags;
992     s->flags2= avctx->flags2;
993
994     /* no supplementary picture */
995     if (buf_size == 0) {
996         return 0;
997     }
998
999     if(s->flags&CODEC_FLAG_TRUNCATED){
1000         int next;
1001
1002         next= h261_find_frame_end(&s->parse_context,avctx, buf, buf_size);
1003
1004         if( ff_combine_frame(&s->parse_context, next, &buf, &buf_size) < 0 )
1005             return buf_size;
1006     }
1007
1008
1009 retry:
1010
1011     init_get_bits(&s->gb, buf, buf_size*8);
1012
1013     if(!s->context_initialized){
1014         if (MPV_common_init(s) < 0) //we need the idct permutaton for reading a custom matrix
1015             return -1;
1016     }
1017
1018     //we need to set current_picture_ptr before reading the header, otherwise we cant store anyting im there
1019     if(s->current_picture_ptr==NULL || s->current_picture_ptr->data[0]){
1020         int i= ff_find_unused_picture(s, 0);
1021         s->current_picture_ptr= &s->picture[i];
1022     }
1023
1024     ret = h261_decode_picture_header(h);
1025
1026     /* skip if the header was thrashed */
1027     if (ret < 0){
1028         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "header damaged\n");
1029         return -1;
1030     }
1031
1032     if (s->width != avctx->coded_width || s->height != avctx->coded_height){
1033         ParseContext pc= s->parse_context; //FIXME move these demuxng hack to avformat
1034         s->parse_context.buffer=0;
1035         MPV_common_end(s);
1036         s->parse_context= pc;
1037     }
1038     if (!s->context_initialized) {
1039         avcodec_set_dimensions(avctx, s->width, s->height);
1040
1041         goto retry;
1042     }
1043
1044     // for hurry_up==5
1045     s->current_picture.pict_type= s->pict_type;
1046     s->current_picture.key_frame= s->pict_type == I_TYPE;
1047
1048     /* skip everything if we are in a hurry>=5 */
1049     if(avctx->hurry_up>=5) return get_consumed_bytes(s, buf_size);
1050
1051     if(MPV_frame_start(s, avctx) < 0)
1052         return -1;
1053
1054     ff_er_frame_start(s);
1055
1056     /* decode each macroblock */
1057     s->mb_x=0;
1058     s->mb_y=0;
1059
1060     while(h->gob_number < (s->mb_height==18 ? 12 : 5)){
1061         if(ff_h261_resync(h)<0)
1062             break;
1063         h261_decode_gob(h);
1064     }
1065     MPV_frame_end(s);
1066
1067 assert(s->current_picture.pict_type == s->current_picture_ptr->pict_type);
1068 assert(s->current_picture.pict_type == s->pict_type);
1069     *pict= *(AVFrame*)&s->current_picture;
1070     ff_print_debug_info(s, pict);
1071
1072     /* Return the Picture timestamp as the frame number */
1073     /* we substract 1 because it is added on utils.c    */
1074     avctx->frame_number = s->picture_number - 1;
1075
1076     *data_size = sizeof(AVFrame);
1077
1078     return get_consumed_bytes(s, buf_size);
1079 }
1080
1081 static int h261_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1082 {
1083     H261Context *h= avctx->priv_data;
1084     MpegEncContext *s = &h->s;
1085
1086     MPV_common_end(s);
1087     return 0;
1088 }
1089
1090 AVCodec h261_encoder = {
1091     "h261",
1092     CODEC_TYPE_VIDEO,
1093     CODEC_ID_H261,
1094     sizeof(H261Context),
1095     MPV_encode_init,
1096     MPV_encode_picture,
1097     MPV_encode_end,
1098 };
1099
1100 AVCodec h261_decoder = {
1101     "h261",
1102     CODEC_TYPE_VIDEO,
1103     CODEC_ID_H261,
1104     sizeof(H261Context),
1105     h261_decode_init,
1106     NULL,
1107     h261_decode_end,
1108     h261_decode_frame,
1109     CODEC_CAP_TRUNCATED,
1110 };
1111
1112 AVCodecParser h261_parser = {
1113     { CODEC_ID_H261 },
1114     sizeof(ParseContext),
1115     NULL,
1116     h261_parse,
1117     ff_parse_close,
1118 };