libfdk-aacdec: Decode the first AAC frame to reliably identify the bitstream
[ffmpeg.git] / libavcodec / rangecoder.c
1 /*
2  * Range coder
3  * Copyright (c) 2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * Range coder.
25  * based upon
26  *    "Range encoding: an algorithm for removing redundancy from a digitised
27  *                     message.
28  *     G. N. N. Martin                  Presented in March 1979 to the Video &
29  *                                      Data Recording Conference,
30  *     IBM UK Scientific Center         held in Southampton July 24-27 1979."
31  *
32  */
33
34 #include <string.h>
35
36 #include "libavutil/attributes.h"
37 #include "avcodec.h"
38 #include "rangecoder.h"
39 #include "bytestream.h"
40
41 av_cold void ff_init_range_encoder(RangeCoder *c, uint8_t *buf, int buf_size)
42 {
43     c->bytestream_start  =
44     c->bytestream        = buf;
45     c->bytestream_end    = buf + buf_size;
46     c->low               = 0;
47     c->range             = 0xFF00;
48     c->outstanding_count = 0;
49     c->outstanding_byte  = -1;
50 }
51
52 av_cold void ff_init_range_decoder(RangeCoder *c, const uint8_t *buf,
53                                    int buf_size)
54 {
55     /* cast to avoid compiler warning */
56     ff_init_range_encoder(c, (uint8_t *)buf, buf_size);
57
58     c->low = bytestream_get_be16(&c->bytestream);
59 }
60
61 void ff_build_rac_states(RangeCoder *c, int factor, int max_p)
62 {
63     const int64_t one = 1LL << 32;
64     int64_t p;
65     int last_p8, p8, i;
66
67     memset(c->zero_state, 0, sizeof(c->zero_state));
68     memset(c->one_state, 0, sizeof(c->one_state));
69
70     last_p8 = 0;
71     p       = one / 2;
72     for (i = 0; i < 128; i++) {
73         p8 = (256 * p + one / 2) >> 32; // FIXME: try without the one
74         if (p8 <= last_p8)
75             p8 = last_p8 + 1;
76         if (last_p8 && last_p8 < 256 && p8 <= max_p)
77             c->one_state[last_p8] = p8;
78
79         p      += ((one - p) * factor + one / 2) >> 32;
80         last_p8 = p8;
81     }
82
83     for (i = 256 - max_p; i <= max_p; i++) {
84         if (c->one_state[i])
85             continue;
86
87         p  = (i * one + 128) >> 8;
88         p += ((one - p) * factor + one / 2) >> 32;
89         p8 = (256 * p + one / 2) >> 32; // FIXME: try without the one
90         if (p8 <= i)
91             p8 = i + 1;
92         if (p8 > max_p)
93             p8 = max_p;
94         c->one_state[i] = p8;
95     }
96
97     for (i = 1; i < 255; i++)
98         c->zero_state[i] = 256 - c->one_state[256 - i];
99 }
100
101 /* Return the number of bytes written. */
102 int ff_rac_terminate(RangeCoder *c)
103 {
104     c->range = 0xFF;
105     c->low  += 0xFF;
106     renorm_encoder(c);
107     c->range = 0xFF;
108     renorm_encoder(c);
109
110     assert(c->low == 0);
111     assert(c->range >= 0x100);
112
113     return c->bytestream - c->bytestream_start;
114 }
115
116 #ifdef TEST
117 #define SIZE 10240
118
119 #include "libavutil/lfg.h"
120 #include "libavutil/log.h"
121
122 int main(void)
123 {
124     RangeCoder c;
125     uint8_t b[9 * SIZE];
126     uint8_t r[9 * SIZE];
127     int i;
128     uint8_t state[10];
129     AVLFG prng;
130
131     av_lfg_init(&prng, 1);
132
133     ff_init_range_encoder(&c, b, SIZE);
134     ff_build_rac_states(&c, 0.05 * (1LL << 32), 128 + 64 + 32 + 16);
135
136     memset(state, 128, sizeof(state));
137
138     for (i = 0; i < SIZE; i++)
139         r[i] = av_lfg_get(&prng) % 7;
140
141     for (i = 0; i < SIZE; i++)
142         put_rac(&c, state, r[i] & 1);
143
144     ff_rac_terminate(&c);
145
146     ff_init_range_decoder(&c, b, SIZE);
147
148     memset(state, 128, sizeof(state));
149
150     for (i = 0; i < SIZE; i++)
151         if ((r[i] & 1) != get_rac(&c, state)) {
152             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "rac failure at %d\n", i);
153             return 1;
154         }
155
156     return 0;
157 }
158 #endif /* TEST */