VP8: Move calculation of outer filter limit out of dsp functions for normal
[ffmpeg.git] / libavcodec / vp8.c
1 /**
2  * VP8 compatible video decoder
3  *
4  * Copyright (C) 2010 David Conrad
5  * Copyright (C) 2010 Ronald S. Bultje
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include "avcodec.h"
25 #include "vp56.h"
26 #include "vp8data.h"
27 #include "vp8dsp.h"
28 #include "h264pred.h"
29 #include "rectangle.h"
30
31 typedef struct {
32     uint8_t segment;
33     uint8_t skip;
34     // todo: make it possible to check for at least (i4x4 or split_mv)
35     // in one op. are others needed?
36     uint8_t mode;
37     uint8_t ref_frame;
38     uint8_t partitioning;
39     VP56mv mv;
40     VP56mv bmv[16];
41 } VP8Macroblock;
42
43 typedef struct {
44     AVCodecContext *avctx;
45     DSPContext dsp;
46     VP8DSPContext vp8dsp;
47     H264PredContext hpc;
48     vp8_mc_func put_pixels_tab[3][3][3];
49     AVFrame frames[4];
50     AVFrame *framep[4];
51     uint8_t *edge_emu_buffer;
52     VP56RangeCoder c;   ///< header context, includes mb modes and motion vectors
53     int profile;
54
55     int mb_width;   /* number of horizontal MB */
56     int mb_height;  /* number of vertical MB */
57     int linesize;
58     int uvlinesize;
59
60     int keyframe;
61     int invisible;
62     int update_last;    ///< update VP56_FRAME_PREVIOUS with the current one
63     int update_golden;  ///< VP56_FRAME_NONE if not updated, or which frame to copy if so
64     int update_altref;
65
66     /**
67      * If this flag is not set, all the probability updates
68      * are discarded after this frame is decoded.
69      */
70     int update_probabilities;
71
72     /**
73      * All coefficients are contained in separate arith coding contexts.
74      * There can be 1, 2, 4, or 8 of these after the header context.
75      */
76     int num_coeff_partitions;
77     VP56RangeCoder coeff_partition[8];
78
79     VP8Macroblock *macroblocks;
80     VP8Macroblock *macroblocks_base;
81     int mb_stride;
82
83     uint8_t *intra4x4_pred_mode;
84     uint8_t *intra4x4_pred_mode_base;
85     int b4_stride;
86
87     /**
88      * For coeff decode, we need to know whether the above block had non-zero
89      * coefficients. This means for each macroblock, we need data for 4 luma
90      * blocks, 2 u blocks, 2 v blocks, and the luma dc block, for a total of 9
91      * per macroblock. We keep the last row in top_nnz.
92      */
93     uint8_t (*top_nnz)[9];
94     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, left_nnz)[9];
95
96     /**
97      * This is the index plus one of the last non-zero coeff
98      * for each of the blocks in the current macroblock.
99      * So, 0 -> no coeffs
100      *     1 -> dc-only (special transform)
101      *     2+-> full transform
102      */
103     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, non_zero_count_cache)[6][4];
104     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block)[6][4][16];
105
106     int chroma_pred_mode;    ///< 8x8c pred mode of the current macroblock
107
108     int mbskip_enabled;
109     int sign_bias[4]; ///< one state [0, 1] per ref frame type
110
111     /**
112      * Base parameters for segmentation, i.e. per-macroblock parameters.
113      * These must be kept unchanged even if segmentation is not used for
114      * a frame, since the values persist between interframes.
115      */
116     struct {
117         int enabled;
118         int absolute_vals;
119         int update_map;
120         int8_t base_quant[4];
121         int8_t filter_level[4];     ///< base loop filter level
122     } segmentation;
123
124     /**
125      * Macroblocks can have one of 4 different quants in a frame when
126      * segmentation is enabled.
127      * If segmentation is disabled, only the first segment's values are used.
128      */
129     struct {
130         // [0] - DC qmul  [1] - AC qmul
131         int16_t luma_qmul[2];
132         int16_t luma_dc_qmul[2];    ///< luma dc-only block quant
133         int16_t chroma_qmul[2];
134     } qmat[4];
135
136     struct {
137         int simple;
138         int level;
139         int sharpness;
140     } filter;
141
142     struct {
143         int enabled;    ///< whether each mb can have a different strength based on mode/ref
144
145         /**
146          * filter strength adjustment for the following macroblock modes:
147          * [0] - i4x4
148          * [1] - zero mv
149          * [2] - inter modes except for zero or split mv
150          * [3] - split mv
151          *  i16x16 modes never have any adjustment
152          */
153         int8_t mode[4];
154
155         /**
156          * filter strength adjustment for macroblocks that reference:
157          * [0] - intra / VP56_FRAME_CURRENT
158          * [1] - VP56_FRAME_PREVIOUS
159          * [2] - VP56_FRAME_GOLDEN
160          * [3] - altref / VP56_FRAME_GOLDEN2
161          */
162         int8_t ref[4];
163     } lf_delta;
164
165     /**
166      * These are all of the updatable probabilities for binary decisions.
167      * They are only implictly reset on keyframes, making it quite likely
168      * for an interframe to desync if a prior frame's header was corrupt
169      * or missing outright!
170      */
171     struct {
172         uint8_t segmentid[3];
173         uint8_t mbskip;
174         uint8_t intra;
175         uint8_t last;
176         uint8_t golden;
177         uint8_t pred16x16[4];
178         uint8_t pred8x8c[3];
179         uint8_t token[4][8][3][NUM_DCT_TOKENS-1];
180         uint8_t mvc[2][19];
181     } prob[2];
182 } VP8Context;
183
184 #define RL24(p) (AV_RL16(p) + ((p)[2] << 16))
185
186 static void vp8_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
187 {
188     VP8Context *s = avctx->priv_data;
189     int i;
190
191     for (i = 0; i < 4; i++)
192         if (s->frames[i].data[0])
193             avctx->release_buffer(avctx, &s->frames[i]);
194     memset(s->framep, 0, sizeof(s->framep));
195
196     av_freep(&s->macroblocks_base);
197     av_freep(&s->intra4x4_pred_mode_base);
198     av_freep(&s->top_nnz);
199     av_freep(&s->edge_emu_buffer);
200
201     s->macroblocks        = NULL;
202     s->intra4x4_pred_mode = NULL;
203 }
204
205 static int update_dimensions(VP8Context *s, int width, int height)
206 {
207     int i;
208
209     if (avcodec_check_dimensions(s->avctx, width, height))
210         return AVERROR_INVALIDDATA;
211
212     vp8_decode_flush(s->avctx);
213
214     avcodec_set_dimensions(s->avctx, width, height);
215
216     s->mb_width  = (s->avctx->coded_width +15) / 16;
217     s->mb_height = (s->avctx->coded_height+15) / 16;
218
219     // we allocate a border around the top/left of intra4x4 modes
220     // this is 4 blocks for intra4x4 to keep 4-byte alignment for fill_rectangle
221     s->mb_stride = s->mb_width+1;
222     s->b4_stride = 4*s->mb_stride;
223
224     s->macroblocks_base        = av_mallocz(s->mb_stride*(s->mb_height+1)*sizeof(*s->macroblocks));
225     s->intra4x4_pred_mode_base = av_mallocz(s->b4_stride*(4*s->mb_height+1));
226     s->top_nnz                 = av_mallocz(s->mb_width*sizeof(*s->top_nnz));
227
228     s->macroblocks        = s->macroblocks_base        + 1 + s->mb_stride;
229     s->intra4x4_pred_mode = s->intra4x4_pred_mode_base + 4 + s->b4_stride;
230
231     memset(s->intra4x4_pred_mode_base, DC_PRED, s->b4_stride);
232     for (i = 0; i < 4*s->mb_height; i++)
233         s->intra4x4_pred_mode[i*s->b4_stride-1] = DC_PRED;
234
235     return 0;
236 }
237
238 static void parse_segment_info(VP8Context *s)
239 {
240     VP56RangeCoder *c = &s->c;
241     int i;
242
243     s->segmentation.update_map = vp8_rac_get(c);
244
245     if (vp8_rac_get(c)) { // update segment feature data
246         s->segmentation.absolute_vals = vp8_rac_get(c);
247
248         for (i = 0; i < 4; i++)
249             s->segmentation.base_quant[i]   = vp8_rac_get_sint(c, 7);
250
251         for (i = 0; i < 4; i++)
252             s->segmentation.filter_level[i] = vp8_rac_get_sint(c, 6);
253     }
254     if (s->segmentation.update_map)
255         for (i = 0; i < 3; i++)
256             s->prob->segmentid[i] = vp8_rac_get(c) ? vp8_rac_get_uint(c, 8) : 255;
257 }
258
259 static void update_lf_deltas(VP8Context *s)
260 {
261     VP56RangeCoder *c = &s->c;
262     int i;
263
264     for (i = 0; i < 4; i++)
265         s->lf_delta.ref[i]  = vp8_rac_get_sint(c, 6);
266
267     for (i = 0; i < 4; i++)
268         s->lf_delta.mode[i] = vp8_rac_get_sint(c, 6);
269 }
270
271 static int setup_partitions(VP8Context *s, const uint8_t *buf, int buf_size)
272 {
273     const uint8_t *sizes = buf;
274     int i;
275
276     s->num_coeff_partitions = 1 << vp8_rac_get_uint(&s->c, 2);
277
278     buf      += 3*(s->num_coeff_partitions-1);
279     buf_size -= 3*(s->num_coeff_partitions-1);
280     if (buf_size < 0)
281         return -1;
282
283     for (i = 0; i < s->num_coeff_partitions-1; i++) {
284         int size = RL24(sizes + 3*i);
285         if (buf_size - size < 0)
286             return -1;
287
288         vp56_init_range_decoder(&s->coeff_partition[i], buf, size);
289         buf      += size;
290         buf_size -= size;
291     }
292     vp56_init_range_decoder(&s->coeff_partition[i], buf, buf_size);
293
294     return 0;
295 }
296
297 static void get_quants(VP8Context *s)
298 {
299     VP56RangeCoder *c = &s->c;
300     int i, base_qi;
301
302     int yac_qi     = vp8_rac_get_uint(c, 7);
303     int ydc_delta  = vp8_rac_get_sint(c, 4);
304     int y2dc_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
305     int y2ac_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
306     int uvdc_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
307     int uvac_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
308
309     for (i = 0; i < 4; i++) {
310         if (s->segmentation.enabled) {
311             base_qi = s->segmentation.base_quant[i];
312             if (!s->segmentation.absolute_vals)
313                 base_qi += yac_qi;
314         } else
315             base_qi = yac_qi;
316
317         s->qmat[i].luma_qmul[0]    =       vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + ydc_delta , 0, 127)];
318         s->qmat[i].luma_qmul[1]    =       vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi             , 0, 127)];
319         s->qmat[i].luma_dc_qmul[0] =   2 * vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + y2dc_delta, 0, 127)];
320         s->qmat[i].luma_dc_qmul[1] = 155 * vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi + y2ac_delta, 0, 127)] / 100;
321         s->qmat[i].chroma_qmul[0]  =       vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + uvdc_delta, 0, 127)];
322         s->qmat[i].chroma_qmul[1]  =       vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi + uvac_delta, 0, 127)];
323
324         s->qmat[i].luma_dc_qmul[1] = FFMAX(s->qmat[i].luma_dc_qmul[1], 8);
325         s->qmat[i].chroma_qmul[0]  = FFMIN(s->qmat[i].chroma_qmul[0], 132);
326     }
327 }
328
329 /**
330  * Determine which buffers golden and altref should be updated with after this frame.
331  * The spec isn't clear here, so I'm going by my understanding of what libvpx does
332  *
333  * Intra frames update all 3 references
334  * Inter frames update VP56_FRAME_PREVIOUS if the update_last flag is set
335  * If the update (golden|altref) flag is set, it's updated with the current frame
336  *      if update_last is set, and VP56_FRAME_PREVIOUS otherwise.
337  * If the flag is not set, the number read means:
338  *      0: no update
339  *      1: VP56_FRAME_PREVIOUS
340  *      2: update golden with altref, or update altref with golden
341  */
342 static VP56Frame ref_to_update(VP8Context *s, int update, VP56Frame ref)
343 {
344     VP56RangeCoder *c = &s->c;
345
346     if (update)
347         return VP56_FRAME_CURRENT;
348
349     switch (vp8_rac_get_uint(c, 2)) {
350     case 1:
351         return VP56_FRAME_PREVIOUS;
352     case 2:
353         return (ref == VP56_FRAME_GOLDEN) ? VP56_FRAME_GOLDEN2 : VP56_FRAME_GOLDEN;
354     }
355     return VP56_FRAME_NONE;
356 }
357
358 static void update_refs(VP8Context *s)
359 {
360     VP56RangeCoder *c = &s->c;
361
362     int update_golden = vp8_rac_get(c);
363     int update_altref = vp8_rac_get(c);
364
365     s->update_golden = ref_to_update(s, update_golden, VP56_FRAME_GOLDEN);
366     s->update_altref = ref_to_update(s, update_altref, VP56_FRAME_GOLDEN2);
367 }
368
369 static int decode_frame_header(VP8Context *s, const uint8_t *buf, int buf_size)
370 {
371     VP56RangeCoder *c = &s->c;
372     int header_size, hscale, vscale, i, j, k, l, ret;
373     int width  = s->avctx->width;
374     int height = s->avctx->height;
375
376     s->keyframe  = !(buf[0] & 1);
377     s->profile   =  (buf[0]>>1) & 7;
378     s->invisible = !(buf[0] & 0x10);
379     header_size  = RL24(buf) >> 5;
380     buf      += 3;
381     buf_size -= 3;
382
383     if (s->profile > 3)
384         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown profile %d\n", s->profile);
385
386     if (!s->profile)
387         memcpy(s->put_pixels_tab, s->vp8dsp.put_vp8_epel_pixels_tab, sizeof(s->put_pixels_tab));
388     else    // profile 1-3 use bilinear, 4+ aren't defined so whatever
389         memcpy(s->put_pixels_tab, s->vp8dsp.put_vp8_bilinear_pixels_tab, sizeof(s->put_pixels_tab));
390
391     if (header_size > buf_size - 7*s->keyframe) {
392         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Header size larger than data provided\n");
393         return AVERROR_INVALIDDATA;
394     }
395
396     if (s->keyframe) {
397         if (RL24(buf) != 0x2a019d) {
398             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid start code 0x%x\n", RL24(buf));
399             return AVERROR_INVALIDDATA;
400         }
401         width  = AV_RL16(buf+3) & 0x3fff;
402         height = AV_RL16(buf+5) & 0x3fff;
403         hscale = buf[4] >> 6;
404         vscale = buf[6] >> 6;
405         buf      += 7;
406         buf_size -= 7;
407
408         if (hscale || vscale)
409             av_log_missing_feature(s->avctx, "Upscaling", 1);
410
411         s->update_golden = s->update_altref = VP56_FRAME_CURRENT;
412         memcpy(s->prob->token    , vp8_token_default_probs , sizeof(s->prob->token));
413         memcpy(s->prob->pred16x16, vp8_pred16x16_prob_inter, sizeof(s->prob->pred16x16));
414         memcpy(s->prob->pred8x8c , vp8_pred8x8c_prob_inter , sizeof(s->prob->pred8x8c));
415         memcpy(s->prob->mvc      , vp8_mv_default_prob     , sizeof(s->prob->mvc));
416         memset(&s->segmentation, 0, sizeof(s->segmentation));
417     }
418
419     if (!s->macroblocks_base || /* first frame */
420         width != s->avctx->width || height != s->avctx->height) {
421         if ((ret = update_dimensions(s, width, height) < 0))
422             return ret;
423     }
424
425     vp56_init_range_decoder(c, buf, header_size);
426     buf      += header_size;
427     buf_size -= header_size;
428
429     if (s->keyframe) {
430         if (vp8_rac_get(c))
431             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Unspecified colorspace\n");
432         vp8_rac_get(c); // whether we can skip clamping in dsp functions
433     }
434
435     if ((s->segmentation.enabled = vp8_rac_get(c)))
436         parse_segment_info(s);
437     else
438         s->segmentation.update_map = 0; // FIXME: move this to some init function?
439
440     s->filter.simple    = vp8_rac_get(c);
441     s->filter.level     = vp8_rac_get_uint(c, 6);
442     s->filter.sharpness = vp8_rac_get_uint(c, 3);
443
444     if ((s->lf_delta.enabled = vp8_rac_get(c)))
445         if (vp8_rac_get(c))
446             update_lf_deltas(s);
447
448     if (setup_partitions(s, buf, buf_size)) {
449         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid partitions\n");
450         return AVERROR_INVALIDDATA;
451     }
452
453     get_quants(s);
454
455     if (!s->keyframe) {
456         update_refs(s);
457         s->sign_bias[VP56_FRAME_GOLDEN]               = vp8_rac_get(c);
458         s->sign_bias[VP56_FRAME_GOLDEN2 /* altref */] = vp8_rac_get(c);
459     }
460
461     // if we aren't saving this frame's probabilities for future frames,
462     // make a copy of the current probabilities
463     if (!(s->update_probabilities = vp8_rac_get(c)))
464         s->prob[1] = s->prob[0];
465
466     s->update_last = s->keyframe || vp8_rac_get(c);
467
468     for (i = 0; i < 4; i++)
469         for (j = 0; j < 8; j++)
470             for (k = 0; k < 3; k++)
471                 for (l = 0; l < NUM_DCT_TOKENS-1; l++)
472                     if (vp56_rac_get_prob(c, vp8_token_update_probs[i][j][k][l]))
473                         s->prob->token[i][j][k][l] = vp8_rac_get_uint(c, 8);
474
475     if ((s->mbskip_enabled = vp8_rac_get(c)))
476         s->prob->mbskip = vp8_rac_get_uint(c, 8);
477
478     if (!s->keyframe) {
479         s->prob->intra  = vp8_rac_get_uint(c, 8);
480         s->prob->last   = vp8_rac_get_uint(c, 8);
481         s->prob->golden = vp8_rac_get_uint(c, 8);
482
483         if (vp8_rac_get(c))
484             for (i = 0; i < 4; i++)
485                 s->prob->pred16x16[i] = vp8_rac_get_uint(c, 8);
486         if (vp8_rac_get(c))
487             for (i = 0; i < 3; i++)
488                 s->prob->pred8x8c[i]  = vp8_rac_get_uint(c, 8);
489
490         // 17.2 MV probability update
491         for (i = 0; i < 2; i++)
492             for (j = 0; j < 19; j++)
493                 if (vp56_rac_get_prob(c, vp8_mv_update_prob[i][j]))
494                     s->prob->mvc[i][j] = vp8_rac_get_nn(c);
495     }
496
497     return 0;
498 }
499
500 static inline void clamp_mv(VP8Context *s, VP56mv *dst, const VP56mv *src,
501                             int mb_x, int mb_y)
502 {
503 #define MARGIN (16 << 2)
504     dst->x = av_clip(src->x, -((mb_x << 6) + MARGIN),
505                      ((s->mb_width  - 1 - mb_x) << 6) + MARGIN);
506     dst->y = av_clip(src->y, -((mb_y << 6) + MARGIN),
507                      ((s->mb_height - 1 - mb_y) << 6) + MARGIN);
508 }
509
510 static void find_near_mvs(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y,
511                           VP56mv near[2], VP56mv *best, int cnt[4])
512 {
513     VP8Macroblock *mb_edge[3] = { mb - s->mb_stride     /* top */,
514                                   mb - 1                /* left */,
515                                   mb - s->mb_stride - 1 /* top-left */ };
516     enum { EDGE_TOP, EDGE_LEFT, EDGE_TOPLEFT };
517     VP56mv near_mv[4]  = {{ 0 }};
518     enum { CNT_ZERO, CNT_NEAREST, CNT_NEAR, CNT_SPLITMV };
519     int idx = CNT_ZERO, n;
520     int best_idx = CNT_ZERO;
521
522     /* Process MB on top, left and top-left */
523     for (n = 0; n < 3; n++) {
524         VP8Macroblock *edge = mb_edge[n];
525         if (edge->ref_frame != VP56_FRAME_CURRENT) {
526             if (edge->mv.x | edge->mv.y) {
527                 VP56mv tmp = edge->mv;
528                 if (s->sign_bias[mb->ref_frame] != s->sign_bias[edge->ref_frame]) {
529                     tmp.x *= -1;
530                     tmp.y *= -1;
531                 }
532                 if ((tmp.x ^ near_mv[idx].x) | (tmp.y ^ near_mv[idx].y))
533                     near_mv[++idx] = tmp;
534                 cnt[idx]       += 1 + (n != 2);
535             } else
536                 cnt[CNT_ZERO] += 1 + (n != 2);
537         }
538     }
539
540     /* If we have three distinct MV's, merge first and last if they're the same */
541     if (cnt[CNT_SPLITMV] &&
542         !((near_mv[1+EDGE_TOP].x ^ near_mv[1+EDGE_TOPLEFT].x) |
543           (near_mv[1+EDGE_TOP].y ^ near_mv[1+EDGE_TOPLEFT].y)))
544         cnt[CNT_NEAREST] += 1;
545
546     cnt[CNT_SPLITMV] = ((mb_edge[EDGE_LEFT]->mode   == VP8_MVMODE_SPLIT) +
547                         (mb_edge[EDGE_TOP]->mode    == VP8_MVMODE_SPLIT)) * 2 +
548                        (mb_edge[EDGE_TOPLEFT]->mode == VP8_MVMODE_SPLIT);
549
550     /* Swap near and nearest if necessary */
551     if (cnt[CNT_NEAR] > cnt[CNT_NEAREST]) {
552         FFSWAP(int,    cnt[CNT_NEAREST],     cnt[CNT_NEAR]);
553         FFSWAP(VP56mv, near_mv[CNT_NEAREST], near_mv[CNT_NEAR]);
554     }
555
556     /* Choose the best mv out of 0,0 and the nearest mv */
557     if (cnt[CNT_NEAREST] >= cnt[CNT_ZERO])
558         best_idx = CNT_NEAREST;
559
560     clamp_mv(s, best, &near_mv[best_idx], mb_x, mb_y);
561     near[0] = near_mv[CNT_NEAREST];
562     near[1] = near_mv[CNT_NEAR];
563 }
564
565 /**
566  * Motion vector coding, 17.1.
567  */
568 static int read_mv_component(VP56RangeCoder *c, const uint8_t *p)
569 {
570     int x = 0;
571
572     if (vp56_rac_get_prob(c, p[0])) {
573         int i;
574
575         for (i = 0; i < 3; i++)
576             x += vp56_rac_get_prob(c, p[9 + i]) << i;
577         for (i = 9; i > 3; i--)
578             x += vp56_rac_get_prob(c, p[9 + i]) << i;
579         if (!(x & 0xFFF0) || vp56_rac_get_prob(c, p[12]))
580             x += 8;
581     } else
582         x = vp8_rac_get_tree(c, vp8_small_mvtree, &p[2]);
583
584     return (x && vp56_rac_get_prob(c, p[1])) ? -x : x;
585 }
586
587 static const uint8_t *get_submv_prob(const VP56mv *left, const VP56mv *top)
588 {
589     int l_is_zero = !(left->x | left->y);
590     int t_is_zero = !(top->x  | top->y);
591     int equal = !((left->x ^ top->x) | (left->y ^ top->y));
592
593     if (equal)
594         return l_is_zero ? vp8_submv_prob[4] : vp8_submv_prob[3];
595     if (t_is_zero)
596         return vp8_submv_prob[2];
597     return l_is_zero ? vp8_submv_prob[1] : vp8_submv_prob[0];
598 }
599
600 /**
601  * Split motion vector prediction, 16.4.
602  * @returns the number of motion vectors parsed (2, 4 or 16)
603  */
604 static int decode_splitmvs(VP8Context    *s,  VP56RangeCoder *c,
605                             VP8Macroblock *mb, VP56mv         *base_mv)
606 {
607     int part_idx = mb->partitioning =
608         vp8_rac_get_tree(c, vp8_mbsplit_tree, vp8_mbsplit_prob);
609     int n, num = vp8_mbsplit_count[part_idx];
610     const uint8_t *mbsplits = vp8_mbsplits[part_idx],
611                   *firstidx = vp8_mbfirstidx[part_idx];
612
613     for (n = 0; n < num; n++) {
614         int k = firstidx[n];
615         const VP56mv *left, *above;
616         const uint8_t *submv_prob;
617
618         if (!(k & 3)) {
619             VP8Macroblock *left_mb = &mb[-1];
620             left = &left_mb->bmv[vp8_mbsplits[left_mb->partitioning][k + 3]];
621         } else
622             left  = &mb->bmv[mbsplits[k - 1]];
623         if (k <= 3) {
624             VP8Macroblock *above_mb = &mb[-s->mb_stride];
625             above = &above_mb->bmv[vp8_mbsplits[above_mb->partitioning][k + 12]];
626         } else
627             above = &mb->bmv[mbsplits[k - 4]];
628
629         submv_prob = get_submv_prob(left, above);
630
631         switch (vp8_rac_get_tree(c, vp8_submv_ref_tree, submv_prob)) {
632         case VP8_SUBMVMODE_NEW4X4:
633             mb->bmv[n].y = base_mv->y + read_mv_component(c, s->prob->mvc[0]);
634             mb->bmv[n].x = base_mv->x + read_mv_component(c, s->prob->mvc[1]);
635             break;
636         case VP8_SUBMVMODE_ZERO4X4:
637             mb->bmv[n].x = 0;
638             mb->bmv[n].y = 0;
639             break;
640         case VP8_SUBMVMODE_LEFT4X4:
641             mb->bmv[n] = *left;
642             break;
643         case VP8_SUBMVMODE_TOP4X4:
644             mb->bmv[n] = *above;
645             break;
646         }
647     }
648
649     return num;
650 }
651
652 static inline void decode_intra4x4_modes(VP56RangeCoder *c, uint8_t *intra4x4,
653                                          int stride, int keyframe)
654 {
655     int x, y, t, l;
656     const uint8_t *ctx = vp8_pred4x4_prob_inter;
657
658     for (y = 0; y < 4; y++) {
659         for (x = 0; x < 4; x++) {
660             if (keyframe) {
661                 t = intra4x4[x - stride];
662                 l = intra4x4[x - 1];
663                 ctx = vp8_pred4x4_prob_intra[t][l];
664             }
665             intra4x4[x] = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred4x4_tree, ctx);
666         }
667         intra4x4 += stride;
668     }
669 }
670
671 static void decode_mb_mode(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y,
672                            uint8_t *intra4x4)
673 {
674     VP56RangeCoder *c = &s->c;
675     int n;
676
677     if (s->segmentation.update_map)
678         mb->segment = vp8_rac_get_tree(c, vp8_segmentid_tree, s->prob->segmentid);
679
680     mb->skip = s->mbskip_enabled ? vp56_rac_get_prob(c, s->prob->mbskip) : 0;
681
682     if (s->keyframe) {
683         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_intra, vp8_pred16x16_prob_intra);
684
685         if (mb->mode == MODE_I4x4) {
686             decode_intra4x4_modes(c, intra4x4, s->b4_stride, 1);
687         } else
688             fill_rectangle(intra4x4, 4, 4, s->b4_stride, vp8_pred4x4_mode[mb->mode], 1);
689
690         s->chroma_pred_mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred8x8c_tree, vp8_pred8x8c_prob_intra);
691         mb->ref_frame = VP56_FRAME_CURRENT;
692     } else if (vp56_rac_get_prob(c, s->prob->intra)) {
693         VP56mv near[2], best;
694         int cnt[4] = { 0 };
695         uint8_t p[4];
696
697         // inter MB, 16.2
698         if (vp56_rac_get_prob(c, s->prob->last))
699             mb->ref_frame = vp56_rac_get_prob(c, s->prob->golden) ?
700                 VP56_FRAME_GOLDEN2 /* altref */ : VP56_FRAME_GOLDEN;
701         else
702             mb->ref_frame = VP56_FRAME_PREVIOUS;
703
704         // motion vectors, 16.3
705         find_near_mvs(s, mb, mb_x, mb_y, near, &best, cnt);
706         for (n = 0; n < 4; n++)
707             p[n] = vp8_mode_contexts[cnt[n]][n];
708         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_mvinter, p);
709         switch (mb->mode) {
710         case VP8_MVMODE_SPLIT:
711             mb->mv = mb->bmv[decode_splitmvs(s, c, mb, &best) - 1];
712             break;
713         case VP8_MVMODE_ZERO:
714             mb->mv.x = 0;
715             mb->mv.y = 0;
716             break;
717         case VP8_MVMODE_NEAREST:
718             clamp_mv(s, &mb->mv, &near[0], mb_x, mb_y);
719             break;
720         case VP8_MVMODE_NEAR:
721             clamp_mv(s, &mb->mv, &near[1], mb_x, mb_y);
722             break;
723         case VP8_MVMODE_NEW:
724             mb->mv.y = best.y + read_mv_component(c, s->prob->mvc[0]);
725             mb->mv.x = best.x + read_mv_component(c, s->prob->mvc[1]);
726             break;
727         }
728         if (mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
729             mb->partitioning = VP8_SPLITMVMODE_NONE;
730             mb->bmv[0] = mb->mv;
731         }
732     } else {
733         // intra MB, 16.1
734         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_inter, s->prob->pred16x16);
735
736         if (mb->mode == MODE_I4x4) {
737             decode_intra4x4_modes(c, intra4x4, s->b4_stride, 0);
738         } else
739             fill_rectangle(intra4x4, 4, 4, s->b4_stride, vp8_pred4x4_mode[mb->mode], 1);
740
741         s->chroma_pred_mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred8x8c_tree, s->prob->pred8x8c);
742         mb->ref_frame = VP56_FRAME_CURRENT;
743     }
744 }
745
746 /**
747  * @param i initial coeff index, 0 unless a separate DC block is coded
748  * @param zero_nhood the initial prediction context for number of surrounding
749  *                   all-zero blocks (only left/top, so 0-2)
750  * @param qmul array holding the dc/ac dequant factor at position 0/1
751  * @return 0 if no coeffs were decoded
752  *         otherwise, the index of the last coeff decoded plus one
753  */
754 static int decode_block_coeffs(VP56RangeCoder *c, DCTELEM block[16],
755                                uint8_t probs[8][3][NUM_DCT_TOKENS-1],
756                                int i, int zero_nhood, int16_t qmul[2])
757 {
758     int token, nonzero = 0;
759     int offset = 0;
760
761     for (; i < 16; i++) {
762         token = vp8_rac_get_tree_with_offset(c, vp8_coeff_tree, probs[vp8_coeff_band[i]][zero_nhood], offset);
763
764         if (token == DCT_EOB)
765             break;
766         else if (token >= DCT_CAT1) {
767             int cat = token-DCT_CAT1;
768             token = vp8_rac_get_coeff(c, vp8_dct_cat_prob[cat]);
769             token += vp8_dct_cat_offset[cat];
770         }
771
772         // after the first token, the non-zero prediction context becomes
773         // based on the last decoded coeff
774         if (!token) {
775             zero_nhood = 0;
776             offset = 1;
777             continue;
778         } else if (token == 1)
779             zero_nhood = 1;
780         else
781             zero_nhood = 2;
782
783         // todo: full [16] qmat? load into register?
784         block[zigzag_scan[i]] = (vp8_rac_get(c) ? -token : token) * qmul[!!i];
785         nonzero = i+1;
786         offset = 0;
787     }
788     return nonzero;
789 }
790
791 static void decode_mb_coeffs(VP8Context *s, VP56RangeCoder *c, VP8Macroblock *mb,
792                              uint8_t t_nnz[9], uint8_t l_nnz[9])
793 {
794     LOCAL_ALIGNED_16(DCTELEM, dc,[16]);
795     int i, x, y, luma_start = 0, luma_ctx = 3;
796     int nnz_pred, nnz, nnz_total = 0;
797     int segment = s->segmentation.enabled ? mb->segment : 0;
798
799     s->dsp.clear_blocks((DCTELEM *)s->block);
800
801     if (mb->mode != MODE_I4x4 && mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
802         AV_ZERO128(dc);
803         AV_ZERO128(dc+8);
804         nnz_pred = t_nnz[8] + l_nnz[8];
805
806         // decode DC values and do hadamard
807         nnz = decode_block_coeffs(c, dc, s->prob->token[1], 0, nnz_pred,
808                                   s->qmat[segment].luma_dc_qmul);
809         l_nnz[8] = t_nnz[8] = !!nnz;
810         nnz_total += nnz;
811         s->vp8dsp.vp8_luma_dc_wht(s->block, dc);
812         luma_start = 1;
813         luma_ctx = 0;
814     }
815
816     // luma blocks
817     for (y = 0; y < 4; y++)
818         for (x = 0; x < 4; x++) {
819             nnz_pred = l_nnz[y] + t_nnz[x];
820             nnz = decode_block_coeffs(c, s->block[y][x], s->prob->token[luma_ctx], luma_start,
821                                       nnz_pred, s->qmat[segment].luma_qmul);
822             // nnz+luma_start may be one more than the actual last index, but we don't care
823             s->non_zero_count_cache[y][x] = nnz + luma_start;
824             t_nnz[x] = l_nnz[y] = !!nnz;
825             nnz_total += nnz;
826         }
827
828     // chroma blocks
829     // TODO: what to do about dimensions? 2nd dim for luma is x,
830     // but for chroma it's (y<<1)|x
831     for (i = 4; i < 6; i++)
832         for (y = 0; y < 2; y++)
833             for (x = 0; x < 2; x++) {
834                 nnz_pred = l_nnz[i+2*y] + t_nnz[i+2*x];
835                 nnz = decode_block_coeffs(c, s->block[i][(y<<1)+x], s->prob->token[2], 0,
836                                           nnz_pred, s->qmat[segment].chroma_qmul);
837                 s->non_zero_count_cache[i][(y<<1)+x] = nnz;
838                 t_nnz[i+2*x] = l_nnz[i+2*y] = !!nnz;
839                 nnz_total += nnz;
840             }
841
842     // if there were no coded coeffs despite the macroblock not being marked skip,
843     // we MUST not do the inner loop filter and should not do IDCT
844     // Since skip isn't used for bitstream prediction, just manually set it.
845     if (!nnz_total)
846         mb->skip = 1;
847 }
848
849 static int check_intra_pred_mode(int mode, int mb_x, int mb_y)
850 {
851     if (mode == DC_PRED8x8) {
852         if (!(mb_x|mb_y))
853             mode = DC_128_PRED8x8;
854         else if (!mb_y)
855             mode = LEFT_DC_PRED8x8;
856         else if (!mb_x)
857             mode = TOP_DC_PRED8x8;
858     }
859     return mode;
860 }
861
862 static void intra_predict(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb,
863                           uint8_t *bmode, int mb_x, int mb_y)
864 {
865     int x, y, mode, nnz, tr;
866
867     if (mb->mode < MODE_I4x4) {
868         mode = check_intra_pred_mode(mb->mode, mb_x, mb_y);
869         s->hpc.pred16x16[mode](dst[0], s->linesize);
870     } else {
871         uint8_t *ptr = dst[0];
872
873         // all blocks on the right edge of the macroblock use bottom edge
874         // the top macroblock for their topright edge
875         uint8_t *tr_right = ptr - s->linesize + 16;
876
877         // if we're on the right edge of the frame, said edge is extended
878         // from the top macroblock
879         if (mb_x == s->mb_width-1) {
880             tr = tr_right[-1]*0x01010101;
881             tr_right = (uint8_t *)&tr;
882         }
883
884         for (y = 0; y < 4; y++) {
885             uint8_t *topright = ptr + 4 - s->linesize;
886             for (x = 0; x < 4; x++) {
887                 if (x == 3)
888                     topright = tr_right;
889
890                 s->hpc.pred4x4[bmode[x]](ptr+4*x, topright, s->linesize);
891
892                 nnz = s->non_zero_count_cache[y][x];
893                 if (nnz) {
894                     if (nnz == 1)
895                         s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(ptr+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
896                     else
897                         s->vp8dsp.vp8_idct_add(ptr+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
898                 }
899                 topright += 4;
900             }
901
902             ptr   += 4*s->linesize;
903             bmode += s->b4_stride;
904         }
905     }
906
907     mode = check_intra_pred_mode(s->chroma_pred_mode, mb_x, mb_y);
908     s->hpc.pred8x8[mode](dst[1], s->uvlinesize);
909     s->hpc.pred8x8[mode](dst[2], s->uvlinesize);
910 }
911
912 /**
913  * Generic MC function.
914  *
915  * @param s VP8 decoding context
916  * @param luma 1 for luma (Y) planes, 0 for chroma (Cb/Cr) planes
917  * @param dst target buffer for block data at block position
918  * @param src reference picture buffer at origin (0, 0)
919  * @param mv motion vector (relative to block position) to get pixel data from
920  * @param x_off horizontal position of block from origin (0, 0)
921  * @param y_off vertical position of block from origin (0, 0)
922  * @param block_w width of block (16, 8 or 4)
923  * @param block_h height of block (always same as block_w)
924  * @param width width of src/dst plane data
925  * @param height height of src/dst plane data
926  * @param linesize size of a single line of plane data, including padding
927  */
928 static inline void vp8_mc(VP8Context *s, int luma,
929                           uint8_t *dst, uint8_t *src, const VP56mv *mv,
930                           int x_off, int y_off, int block_w, int block_h,
931                           int width, int height, int linesize,
932                           vp8_mc_func mc_func[3][3])
933 {
934     static const uint8_t idx[8] = { 0, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1 };
935     int mx = (mv->x << luma)&7, mx_idx = idx[mx];
936     int my = (mv->y << luma)&7, my_idx = idx[my];
937
938     x_off += mv->x >> (3 - luma);
939     y_off += mv->y >> (3 - luma);
940
941     // edge emulation
942     src += y_off * linesize + x_off;
943     if (x_off < 2 || x_off >= width  - block_w - 3 ||
944         y_off < 2 || y_off >= height - block_h - 3) {
945         ff_emulated_edge_mc(s->edge_emu_buffer, src - 2 * linesize - 2, linesize,
946                             block_w + 5, block_h + 5,
947                             x_off - 2, y_off - 2, width, height);
948         src = s->edge_emu_buffer + 2 + linesize * 2;
949     }
950
951     mc_func[my_idx][mx_idx](dst, linesize, src, linesize, block_h, mx, my);
952 }
953
954 static inline void vp8_mc_part(VP8Context *s, uint8_t *dst[3],
955                                AVFrame *ref_frame, int x_off, int y_off,
956                                int bx_off, int by_off,
957                                int block_w, int block_h,
958                                int width, int height, VP56mv *mv)
959 {
960     VP56mv uvmv = *mv;
961
962     /* Y */
963     vp8_mc(s, 1, dst[0] + by_off * s->linesize + bx_off,
964            ref_frame->data[0], mv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
965            block_w, block_h, width, height, s->linesize,
966            s->put_pixels_tab[block_w == 8]);
967
968     /* U/V */
969     if (s->profile == 3) {
970         uvmv.x &= ~7;
971         uvmv.y &= ~7;
972     }
973     x_off   >>= 1; y_off   >>= 1;
974     bx_off  >>= 1; by_off  >>= 1;
975     width   >>= 1; height  >>= 1;
976     block_w >>= 1; block_h >>= 1;
977     vp8_mc(s, 0, dst[1] + by_off * s->uvlinesize + bx_off,
978            ref_frame->data[1], &uvmv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
979            block_w, block_h, width, height, s->uvlinesize,
980            s->put_pixels_tab[1 + (block_w == 4)]);
981     vp8_mc(s, 0, dst[2] + by_off * s->uvlinesize + bx_off,
982            ref_frame->data[2], &uvmv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
983            block_w, block_h, width, height, s->uvlinesize,
984            s->put_pixels_tab[1 + (block_w == 4)]);
985 }
986
987 /**
988  * Apply motion vectors to prediction buffer, chapter 18.
989  */
990 static void inter_predict(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb,
991                           int mb_x, int mb_y)
992 {
993     int x_off = mb_x << 4, y_off = mb_y << 4;
994     int width = 16*s->mb_width, height = 16*s->mb_height;
995
996     if (mb->mode < VP8_MVMODE_SPLIT) {
997         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
998                     0, 0, 16, 16, width, height, &mb->mv);
999     } else switch (mb->partitioning) {
1000     case VP8_SPLITMVMODE_4x4: {
1001         int x, y;
1002         VP56mv uvmv;
1003
1004         /* Y */
1005         for (y = 0; y < 4; y++) {
1006             for (x = 0; x < 4; x++) {
1007                 vp8_mc(s, 1, dst[0] + 4*y*s->linesize + x*4,
1008                        s->framep[mb->ref_frame]->data[0], &mb->bmv[4*y + x],
1009                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1010                        width, height, s->linesize,
1011                        s->put_pixels_tab[2]);
1012             }
1013         }
1014
1015         /* U/V */
1016         x_off >>= 1; y_off >>= 1; width >>= 1; height >>= 1;
1017         for (y = 0; y < 2; y++) {
1018             for (x = 0; x < 2; x++) {
1019                 uvmv.x = mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x  ].x +
1020                          mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x+1].x +
1021                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x  ].x +
1022                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x+1].x;
1023                 uvmv.y = mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x  ].y +
1024                          mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x+1].y +
1025                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x  ].y +
1026                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x+1].y;
1027                 uvmv.x = (uvmv.x + 2 + (uvmv.x >> (INT_BIT-1))) >> 2;
1028                 uvmv.y = (uvmv.y + 2 + (uvmv.y >> (INT_BIT-1))) >> 2;
1029                 if (s->profile == 3) {
1030                     uvmv.x &= ~7;
1031                     uvmv.y &= ~7;
1032                 }
1033                 vp8_mc(s, 0, dst[1] + 4*y*s->uvlinesize + x*4,
1034                        s->framep[mb->ref_frame]->data[1], &uvmv,
1035                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1036                        width, height, s->uvlinesize,
1037                        s->put_pixels_tab[2]);
1038                 vp8_mc(s, 0, dst[2] + 4*y*s->uvlinesize + x*4,
1039                        s->framep[mb->ref_frame]->data[2], &uvmv,
1040                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1041                        width, height, s->uvlinesize,
1042                        s->put_pixels_tab[2]);
1043             }
1044         }
1045         break;
1046     }
1047     case VP8_SPLITMVMODE_16x8:
1048         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1049                     0, 0, 16, 8, width, height, &mb->bmv[0]);
1050         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1051                     0, 8, 16, 8, width, height, &mb->bmv[1]);
1052         break;
1053     case VP8_SPLITMVMODE_8x16:
1054         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1055                     0, 0, 8, 16, width, height, &mb->bmv[0]);
1056         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1057                     8, 0, 8, 16, width, height, &mb->bmv[1]);
1058         break;
1059     case VP8_SPLITMVMODE_8x8:
1060         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1061                     0, 0, 8, 8, width, height, &mb->bmv[0]);
1062         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1063                     8, 0, 8, 8, width, height, &mb->bmv[1]);
1064         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1065                     0, 8, 8, 8, width, height, &mb->bmv[2]);
1066         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1067                     8, 8, 8, 8, width, height, &mb->bmv[3]);
1068         break;
1069     }
1070 }
1071
1072 static void idct_mb(VP8Context *s, uint8_t *y_dst, uint8_t *u_dst, uint8_t *v_dst,
1073                     VP8Macroblock *mb)
1074 {
1075     int x, y, nnz;
1076
1077     if (mb->mode != MODE_I4x4)
1078         for (y = 0; y < 4; y++) {
1079             for (x = 0; x < 4; x++) {
1080                 nnz = s->non_zero_count_cache[y][x];
1081                 if (nnz) {
1082                     if (nnz == 1)
1083                         s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(y_dst+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
1084                     else
1085                         s->vp8dsp.vp8_idct_add(y_dst+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
1086                 }
1087             }
1088             y_dst += 4*s->linesize;
1089         }
1090
1091     for (y = 0; y < 2; y++) {
1092         for (x = 0; x < 2; x++) {
1093             nnz = s->non_zero_count_cache[4][(y<<1)+x];
1094             if (nnz) {
1095                 if (nnz == 1)
1096                     s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(u_dst+4*x, s->block[4][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1097                 else
1098                     s->vp8dsp.vp8_idct_add(u_dst+4*x, s->block[4][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1099             }
1100
1101             nnz = s->non_zero_count_cache[5][(y<<1)+x];
1102             if (nnz) {
1103                 if (nnz == 1)
1104                     s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(v_dst+4*x, s->block[5][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1105                 else
1106                     s->vp8dsp.vp8_idct_add(v_dst+4*x, s->block[5][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1107             }
1108         }
1109         u_dst += 4*s->uvlinesize;
1110         v_dst += 4*s->uvlinesize;
1111     }
1112 }
1113
1114 static void filter_level_for_mb(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int *level, int *inner, int *hev_thresh)
1115 {
1116     int interior_limit, filter_level;
1117
1118     if (s->segmentation.enabled) {
1119         filter_level = s->segmentation.filter_level[mb->segment];
1120         if (!s->segmentation.absolute_vals)
1121             filter_level += s->filter.level;
1122     } else
1123         filter_level = s->filter.level;
1124
1125     if (s->lf_delta.enabled) {
1126         filter_level += s->lf_delta.ref[mb->ref_frame];
1127
1128         if (mb->ref_frame == VP56_FRAME_CURRENT) {
1129             if (mb->mode == MODE_I4x4)
1130                 filter_level += s->lf_delta.mode[0];
1131         } else {
1132             if (mb->mode == VP8_MVMODE_ZERO)
1133                 filter_level += s->lf_delta.mode[1];
1134             else if (mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT)
1135                 filter_level += s->lf_delta.mode[3];
1136             else
1137                 filter_level += s->lf_delta.mode[2];
1138         }
1139     }
1140     filter_level = av_clip(filter_level, 0, 63);
1141
1142     interior_limit = filter_level;
1143     if (s->filter.sharpness) {
1144         interior_limit >>= s->filter.sharpness > 4 ? 2 : 1;
1145         interior_limit = FFMIN(interior_limit, 9 - s->filter.sharpness);
1146     }
1147     interior_limit = FFMAX(interior_limit, 1);
1148
1149     *level = filter_level;
1150     *inner = interior_limit;
1151
1152     if (hev_thresh) {
1153         *hev_thresh = filter_level >= 15;
1154
1155         if (s->keyframe) {
1156             if (filter_level >= 40)
1157                 *hev_thresh = 2;
1158         } else {
1159             if (filter_level >= 40)
1160                 *hev_thresh = 3;
1161             else if (filter_level >= 20)
1162                 *hev_thresh = 2;
1163         }
1164     }
1165 }
1166
1167 // TODO: look at backup_mb_border / xchg_mb_border in h264.c
1168 static void filter_mb(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y)
1169 {
1170     int filter_level, inner_limit, hev_thresh, mbedge_lim, bedge_lim;
1171
1172     filter_level_for_mb(s, mb, &filter_level, &inner_limit, &hev_thresh);
1173     if (!filter_level)
1174         return;
1175
1176     mbedge_lim = 2*(filter_level+2) + inner_limit;
1177      bedge_lim = 2* filter_level    + inner_limit;
1178
1179     if (mb_x) {
1180         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16(dst[0], s->linesize,   mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1181         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8 (dst[1], s->uvlinesize, mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1182         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8 (dst[2], s->uvlinesize, mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1183     }
1184
1185     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1186         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+ 4, s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1187         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+ 8, s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1188         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+12, s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1189         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8_inner (dst[1]+ 4, s->uvlinesize, bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1190         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8_inner (dst[2]+ 4, s->uvlinesize, bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1191     }
1192
1193     if (mb_y) {
1194         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16(dst[0], s->linesize,   mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1195         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8 (dst[1], s->uvlinesize, mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1196         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8 (dst[2], s->uvlinesize, mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1197     }
1198
1199     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1200         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+ 4*s->linesize,   s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1201         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+ 8*s->linesize,   s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1202         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+12*s->linesize,   s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1203         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8_inner (dst[1]+ 4*s->uvlinesize, s->uvlinesize, bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1204         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8_inner (dst[2]+ 4*s->uvlinesize, s->uvlinesize, bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1205     }
1206 }
1207
1208 static void filter_mb_simple(VP8Context *s, uint8_t *dst, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y)
1209 {
1210     int filter_level, inner_limit, mbedge_lim, bedge_lim;
1211
1212     filter_level_for_mb(s, mb, &filter_level, &inner_limit, NULL);
1213     if (!filter_level)
1214         return;
1215
1216     mbedge_lim = 2*(filter_level+2) + inner_limit;
1217      bedge_lim = 2* filter_level    + inner_limit;
1218
1219     if (mb_x)
1220         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst, s->linesize, mbedge_lim);
1221     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1222         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+ 4, s->linesize, bedge_lim);
1223         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+ 8, s->linesize, bedge_lim);
1224         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+12, s->linesize, bedge_lim);
1225     }
1226
1227     if (mb_y)
1228         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst, s->linesize, mbedge_lim);
1229     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1230         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+ 4*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1231         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+ 8*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1232         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+12*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1233     }
1234 }
1235
1236 static void filter_mb_row(VP8Context *s, int mb_y)
1237 {
1238     VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1239     uint8_t *dst[3] = {
1240         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[0] + 16*mb_y*s->linesize,
1241         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[1] +  8*mb_y*s->uvlinesize,
1242         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[2] +  8*mb_y*s->uvlinesize
1243     };
1244     int mb_x;
1245
1246     for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1247         filter_mb(s, dst, mb++, mb_x, mb_y);
1248         dst[0] += 16;
1249         dst[1] += 8;
1250         dst[2] += 8;
1251     }
1252 }
1253
1254 static void filter_mb_row_simple(VP8Context *s, int mb_y)
1255 {
1256     uint8_t *dst = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[0] + 16*mb_y*s->linesize;
1257     VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1258     int mb_x;
1259
1260     for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1261         filter_mb_simple(s, dst, mb++, mb_x, mb_y);
1262         dst += 16;
1263     }
1264 }
1265
1266 static int vp8_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
1267                             AVPacket *avpkt)
1268 {
1269     VP8Context *s = avctx->priv_data;
1270     int ret, mb_x, mb_y, i, y, referenced;
1271     enum AVDiscard skip_thresh;
1272     AVFrame *curframe;
1273
1274     if ((ret = decode_frame_header(s, avpkt->data, avpkt->size)) < 0)
1275         return ret;
1276
1277     referenced = s->update_last || s->update_golden == VP56_FRAME_CURRENT
1278                                 || s->update_altref == VP56_FRAME_CURRENT;
1279
1280     skip_thresh = !referenced ? AVDISCARD_NONREF :
1281                     !s->keyframe ? AVDISCARD_NONKEY : AVDISCARD_ALL;
1282
1283     if (avctx->skip_frame >= skip_thresh) {
1284         s->invisible = 1;
1285         goto skip_decode;
1286     }
1287
1288     for (i = 0; i < 4; i++)
1289         if (&s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] &&
1290             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] &&
1291             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2]) {
1292             curframe = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT] = &s->frames[i];
1293             break;
1294         }
1295     if (curframe->data[0])
1296         avctx->release_buffer(avctx, curframe);
1297
1298     curframe->key_frame = s->keyframe;
1299     curframe->pict_type = s->keyframe ? FF_I_TYPE : FF_P_TYPE;
1300     curframe->reference = referenced ? 3 : 0;
1301     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, curframe))) {
1302         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed!\n");
1303         return ret;
1304     }
1305
1306     // Given that arithmetic probabilities are updated every frame, it's quite likely
1307     // that the values we have on a random interframe are complete junk if we didn't
1308     // start decode on a keyframe. So just don't display anything rather than junk.
1309     if (!s->keyframe && (!s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] ||
1310                          !s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] ||
1311                          !s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2])) {
1312         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Discarding interframe without a prior keyframe!\n");
1313         return AVERROR_INVALIDDATA;
1314     }
1315
1316     s->linesize   = curframe->linesize[0];
1317     s->uvlinesize = curframe->linesize[1];
1318
1319     if (!s->edge_emu_buffer)
1320         s->edge_emu_buffer = av_malloc(21*s->linesize);
1321
1322     memset(s->top_nnz, 0, s->mb_width*sizeof(*s->top_nnz));
1323
1324     // top edge of 127 for intra prediction
1325     if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_EMU_EDGE)) {
1326         memset(curframe->data[0] - s->linesize  -1, 127, s->linesize  +1);
1327         memset(curframe->data[1] - s->uvlinesize-1, 127, s->uvlinesize+1);
1328         memset(curframe->data[2] - s->uvlinesize-1, 127, s->uvlinesize+1);
1329     }
1330
1331     for (mb_y = 0; mb_y < s->mb_height; mb_y++) {
1332         VP56RangeCoder *c = &s->coeff_partition[mb_y & (s->num_coeff_partitions-1)];
1333         VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1334         uint8_t *intra4x4 = s->intra4x4_pred_mode + 4*mb_y*s->b4_stride;
1335         uint8_t *dst[3] = {
1336             curframe->data[0] + 16*mb_y*s->linesize,
1337             curframe->data[1] +  8*mb_y*s->uvlinesize,
1338             curframe->data[2] +  8*mb_y*s->uvlinesize
1339         };
1340
1341         memset(s->left_nnz, 0, sizeof(s->left_nnz));
1342
1343         // left edge of 129 for intra prediction
1344         if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_EMU_EDGE))
1345             for (i = 0; i < 3; i++)
1346                 for (y = 0; y < 16>>!!i; y++)
1347                     dst[i][y*curframe->linesize[i]-1] = 129;
1348
1349         for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1350             decode_mb_mode(s, mb, mb_x, mb_y, intra4x4 + 4*mb_x);
1351
1352             if (!mb->skip)
1353                 decode_mb_coeffs(s, c, mb, s->top_nnz[mb_x], s->left_nnz);
1354             else {
1355                 AV_ZERO128(s->non_zero_count_cache);    // luma
1356                 AV_ZERO64(s->non_zero_count_cache[4]);  // chroma
1357             }
1358
1359             if (mb->mode <= MODE_I4x4) {
1360                 intra_predict(s, dst, mb, intra4x4 + 4*mb_x, mb_x, mb_y);
1361                 memset(mb->bmv, 0, sizeof(mb->bmv));
1362             } else {
1363                 inter_predict(s, dst, mb, mb_x, mb_y);
1364             }
1365
1366             if (!mb->skip) {
1367                 idct_mb(s, dst[0], dst[1], dst[2], mb);
1368             } else {
1369                 AV_ZERO64(s->left_nnz);
1370                 AV_WN64(s->top_nnz[mb_x], 0);   // array of 9, so unaligned
1371
1372                 // Reset DC block predictors if they would exist if the mb had coefficients
1373                 if (mb->mode != MODE_I4x4 && mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
1374                     s->left_nnz[8]      = 0;
1375                     s->top_nnz[mb_x][8] = 0;
1376                 }
1377             }
1378
1379             dst[0] += 16;
1380             dst[1] += 8;
1381             dst[2] += 8;
1382             mb++;
1383         }
1384         if (mb_y && s->filter.level && avctx->skip_loop_filter < skip_thresh) {
1385             if (s->filter.simple)
1386                 filter_mb_row_simple(s, mb_y-1);
1387             else
1388                 filter_mb_row(s, mb_y-1);
1389         }
1390     }
1391     if (s->filter.level && avctx->skip_loop_filter < skip_thresh) {
1392         if (s->filter.simple)
1393             filter_mb_row_simple(s, mb_y-1);
1394         else
1395             filter_mb_row(s, mb_y-1);
1396     }
1397
1398 skip_decode:
1399     // if future frames don't use the updated probabilities,
1400     // reset them to the values we saved
1401     if (!s->update_probabilities)
1402         s->prob[0] = s->prob[1];
1403
1404     // check if golden and altref are swapped
1405     if (s->update_altref == VP56_FRAME_GOLDEN &&
1406         s->update_golden == VP56_FRAME_GOLDEN2)
1407         FFSWAP(AVFrame *, s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN], s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2]);
1408     else {
1409         if (s->update_altref != VP56_FRAME_NONE)
1410             s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2] = s->framep[s->update_altref];
1411
1412         if (s->update_golden != VP56_FRAME_NONE)
1413             s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] = s->framep[s->update_golden];
1414     }
1415
1416     if (s->update_last) // move cur->prev
1417         s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT];
1418
1419     // release no longer referenced frames
1420     for (i = 0; i < 4; i++)
1421         if (s->frames[i].data[0] &&
1422             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_CURRENT] &&
1423             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] &&
1424             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] &&
1425             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2])
1426             avctx->release_buffer(avctx, &s->frames[i]);
1427
1428     if (!s->invisible) {
1429         *(AVFrame*)data = *s->framep[VP56_FRAME_CURRENT];
1430         *data_size = sizeof(AVFrame);
1431     }
1432
1433     return avpkt->size;
1434 }
1435
1436 static av_cold int vp8_decode_init(AVCodecContext *avctx)
1437 {
1438     VP8Context *s = avctx->priv_data;
1439
1440     s->avctx = avctx;
1441     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
1442
1443     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
1444     ff_h264_pred_init(&s->hpc, CODEC_ID_VP8);
1445     ff_vp8dsp_init(&s->vp8dsp);
1446
1447     // intra pred needs edge emulation among other things
1448     if (avctx->flags&CODEC_FLAG_EMU_EDGE) {
1449         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Edge emulation not supported\n");
1450         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1451     }
1452
1453     return 0;
1454 }
1455
1456 static av_cold int vp8_decode_free(AVCodecContext *avctx)
1457 {
1458     vp8_decode_flush(avctx);
1459     return 0;
1460 }
1461
1462 AVCodec vp8_decoder = {
1463     "vp8",
1464     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1465     CODEC_ID_VP8,
1466     sizeof(VP8Context),
1467     vp8_decode_init,
1468     NULL,
1469     vp8_decode_free,
1470     vp8_decode_frame,
1471     CODEC_CAP_DR1,
1472     .flush = vp8_decode_flush,
1473     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("On2 VP8"),
1474 };