Optimize split MC, so we don't always do 4x4 blocks of 4x4pixels each, but
[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  */
603 static void decode_splitmvs(VP8Context    *s,  VP56RangeCoder *c,
604                             VP8Macroblock *mb, VP56mv         *base_mv)
605 {
606     int part_idx = mb->partitioning =
607         vp8_rac_get_tree(c, vp8_mbsplit_tree, vp8_mbsplit_prob);
608     int n, num = vp8_mbsplit_count[part_idx];
609     VP56mv part_mv[16];
610
611     for (n = 0; n < num; n++) {
612         int k = vp8_mbfirstidx[part_idx][n];
613         const VP56mv *left  = (k & 3) ? &mb->bmv[k - 1] : &mb[-1].bmv[k + 3],
614                      *above = (k > 3) ? &mb->bmv[k - 4] : &mb[-s->mb_stride].bmv[k + 12];
615         const uint8_t *submv_prob = get_submv_prob(left, above);
616
617         switch (vp8_rac_get_tree(c, vp8_submv_ref_tree, submv_prob)) {
618         case VP8_SUBMVMODE_NEW4X4:
619             part_mv[n].y = base_mv->y + read_mv_component(c, s->prob->mvc[0]);
620             part_mv[n].x = base_mv->x + read_mv_component(c, s->prob->mvc[1]);
621             break;
622         case VP8_SUBMVMODE_ZERO4X4:
623             part_mv[n].x = 0;
624             part_mv[n].y = 0;
625             break;
626         case VP8_SUBMVMODE_LEFT4X4:
627             part_mv[n] = *left;
628             break;
629         case VP8_SUBMVMODE_TOP4X4:
630             part_mv[n] = *above;
631             break;
632         }
633
634         /* fill out over the 4x4 blocks in MB */
635         for (k = 0; k < 16; k++)
636             if (vp8_mbsplits[part_idx][k] == n) {
637                 mb->bmv[k]      = part_mv[n];
638             }
639     }
640 }
641
642 static inline void decode_intra4x4_modes(VP56RangeCoder *c, uint8_t *intra4x4,
643                                          int stride, int keyframe)
644 {
645     int x, y, t, l;
646     const uint8_t *ctx = vp8_pred4x4_prob_inter;
647
648     for (y = 0; y < 4; y++) {
649         for (x = 0; x < 4; x++) {
650             if (keyframe) {
651                 t = intra4x4[x - stride];
652                 l = intra4x4[x - 1];
653                 ctx = vp8_pred4x4_prob_intra[t][l];
654             }
655             intra4x4[x] = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred4x4_tree, ctx);
656         }
657         intra4x4 += stride;
658     }
659 }
660
661 static void decode_mb_mode(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y,
662                            uint8_t *intra4x4)
663 {
664     VP56RangeCoder *c = &s->c;
665     int n;
666
667     if (s->segmentation.update_map)
668         mb->segment = vp8_rac_get_tree(c, vp8_segmentid_tree, s->prob->segmentid);
669
670     mb->skip = s->mbskip_enabled ? vp56_rac_get_prob(c, s->prob->mbskip) : 0;
671
672     if (s->keyframe) {
673         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_intra, vp8_pred16x16_prob_intra);
674
675         if (mb->mode == MODE_I4x4) {
676             decode_intra4x4_modes(c, intra4x4, s->b4_stride, 1);
677         } else
678             fill_rectangle(intra4x4, 4, 4, s->b4_stride, vp8_pred4x4_mode[mb->mode], 1);
679
680         s->chroma_pred_mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred8x8c_tree, vp8_pred8x8c_prob_intra);
681         mb->ref_frame = VP56_FRAME_CURRENT;
682     } else if (vp56_rac_get_prob(c, s->prob->intra)) {
683         VP56mv near[2], best;
684         int cnt[4] = { 0 };
685         uint8_t p[4];
686
687         // inter MB, 16.2
688         if (vp56_rac_get_prob(c, s->prob->last))
689             mb->ref_frame = vp56_rac_get_prob(c, s->prob->golden) ?
690                 VP56_FRAME_GOLDEN2 /* altref */ : VP56_FRAME_GOLDEN;
691         else
692             mb->ref_frame = VP56_FRAME_PREVIOUS;
693
694         // motion vectors, 16.3
695         find_near_mvs(s, mb, mb_x, mb_y, near, &best, cnt);
696         for (n = 0; n < 4; n++)
697             p[n] = vp8_mode_contexts[cnt[n]][n];
698         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_mvinter, p);
699         switch (mb->mode) {
700         case VP8_MVMODE_SPLIT:
701             decode_splitmvs(s, c, mb, &best);
702             mb->mv = mb->bmv[15];
703             break;
704         case VP8_MVMODE_ZERO:
705             mb->mv.x = 0;
706             mb->mv.y = 0;
707             break;
708         case VP8_MVMODE_NEAREST:
709             clamp_mv(s, &mb->mv, &near[0], mb_x, mb_y);
710             break;
711         case VP8_MVMODE_NEAR:
712             clamp_mv(s, &mb->mv, &near[1], mb_x, mb_y);
713             break;
714         case VP8_MVMODE_NEW:
715             mb->mv.y = best.y + read_mv_component(c, s->prob->mvc[0]);
716             mb->mv.x = best.x + read_mv_component(c, s->prob->mvc[1]);
717             break;
718         }
719         if (mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
720             for (n = 0; n < 16; n++)
721                 mb->bmv[n] = mb->mv;
722         }
723     } else {
724         // intra MB, 16.1
725         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_inter, s->prob->pred16x16);
726
727         if (mb->mode == MODE_I4x4) {
728             decode_intra4x4_modes(c, intra4x4, s->b4_stride, 0);
729         } else
730             fill_rectangle(intra4x4, 4, 4, s->b4_stride, vp8_pred4x4_mode[mb->mode], 1);
731
732         s->chroma_pred_mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred8x8c_tree, s->prob->pred8x8c);
733         mb->ref_frame = VP56_FRAME_CURRENT;
734     }
735 }
736
737 /**
738  * @param i initial coeff index, 0 unless a separate DC block is coded
739  * @param zero_nhood the initial prediction context for number of surrounding
740  *                   all-zero blocks (only left/top, so 0-2)
741  * @param qmul[0] dc dequant factor
742  * @param qmul[1] ac dequant factor
743  * @return 0 if no coeffs were decoded
744  *         otherwise, the index of the last coeff decoded plus one
745  */
746 static int decode_block_coeffs(VP56RangeCoder *c, DCTELEM block[16],
747                                uint8_t probs[8][3][NUM_DCT_TOKENS-1],
748                                int i, int zero_nhood, int16_t qmul[2])
749 {
750     int token, nonzero = 0;
751     int offset = 0;
752
753     for (; i < 16; i++) {
754         token = vp8_rac_get_tree_with_offset(c, vp8_coeff_tree, probs[vp8_coeff_band[i]][zero_nhood], offset);
755
756         if (token == DCT_EOB)
757             break;
758         else if (token >= DCT_CAT1) {
759             int cat = token-DCT_CAT1;
760             token = vp8_rac_get_coeff(c, vp8_dct_cat_prob[cat]);
761             token += vp8_dct_cat_offset[cat];
762         }
763
764         // after the first token, the non-zero prediction context becomes
765         // based on the last decoded coeff
766         if (!token) {
767             zero_nhood = 0;
768             offset = 1;
769             continue;
770         } else if (token == 1)
771             zero_nhood = 1;
772         else
773             zero_nhood = 2;
774
775         // todo: full [16] qmat? load into register?
776         block[zigzag_scan[i]] = (vp8_rac_get(c) ? -token : token) * qmul[!!i];
777         nonzero = i+1;
778         offset = 0;
779     }
780     return nonzero;
781 }
782
783 static void decode_mb_coeffs(VP8Context *s, VP56RangeCoder *c, VP8Macroblock *mb,
784                              uint8_t t_nnz[9], uint8_t l_nnz[9])
785 {
786     LOCAL_ALIGNED_16(DCTELEM, dc,[16]);
787     int i, x, y, luma_start = 0, luma_ctx = 3;
788     int nnz_pred, nnz, nnz_total = 0;
789     int segment = s->segmentation.enabled ? mb->segment : 0;
790
791     s->dsp.clear_blocks((DCTELEM *)s->block);
792
793     if (mb->mode != MODE_I4x4 && mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
794         AV_ZERO128(dc);
795         AV_ZERO128(dc+8);
796         nnz_pred = t_nnz[8] + l_nnz[8];
797
798         // decode DC values and do hadamard
799         nnz = decode_block_coeffs(c, dc, s->prob->token[1], 0, nnz_pred,
800                                   s->qmat[segment].luma_dc_qmul);
801         l_nnz[8] = t_nnz[8] = !!nnz;
802         nnz_total += nnz;
803         s->vp8dsp.vp8_luma_dc_wht(s->block, dc);
804         luma_start = 1;
805         luma_ctx = 0;
806     }
807
808     // luma blocks
809     for (y = 0; y < 4; y++)
810         for (x = 0; x < 4; x++) {
811             nnz_pred = l_nnz[y] + t_nnz[x];
812             nnz = decode_block_coeffs(c, s->block[y][x], s->prob->token[luma_ctx], luma_start,
813                                       nnz_pred, s->qmat[segment].luma_qmul);
814             // nnz+luma_start may be one more than the actual last index, but we don't care
815             s->non_zero_count_cache[y][x] = nnz + luma_start;
816             t_nnz[x] = l_nnz[y] = !!nnz;
817             nnz_total += nnz;
818         }
819
820     // chroma blocks
821     // TODO: what to do about dimensions? 2nd dim for luma is x,
822     // but for chroma it's (y<<1)|x
823     for (i = 4; i < 6; i++)
824         for (y = 0; y < 2; y++)
825             for (x = 0; x < 2; x++) {
826                 nnz_pred = l_nnz[i+2*y] + t_nnz[i+2*x];
827                 nnz = decode_block_coeffs(c, s->block[i][(y<<1)+x], s->prob->token[2], 0,
828                                           nnz_pred, s->qmat[segment].chroma_qmul);
829                 s->non_zero_count_cache[i][(y<<1)+x] = nnz;
830                 t_nnz[i+2*x] = l_nnz[i+2*y] = !!nnz;
831                 nnz_total += nnz;
832             }
833
834     // if there were no coded coeffs despite the macroblock not being marked skip,
835     // we MUST not do the inner loop filter and should not do IDCT
836     // Since skip isn't used for bitstream prediction, just manually set it.
837     if (!nnz_total)
838         mb->skip = 1;
839 }
840
841 static int check_intra_pred_mode(int mode, int mb_x, int mb_y)
842 {
843     if (mode == DC_PRED8x8) {
844         if (!(mb_x|mb_y))
845             mode = DC_128_PRED8x8;
846         else if (!mb_y)
847             mode = LEFT_DC_PRED8x8;
848         else if (!mb_x)
849             mode = TOP_DC_PRED8x8;
850     }
851     return mode;
852 }
853
854 static void intra_predict(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb,
855                           uint8_t *bmode, int mb_x, int mb_y)
856 {
857     int x, y, mode, nnz, tr;
858
859     if (mb->mode < MODE_I4x4) {
860         mode = check_intra_pred_mode(mb->mode, mb_x, mb_y);
861         s->hpc.pred16x16[mode](dst[0], s->linesize);
862     } else {
863         uint8_t *ptr = dst[0];
864
865         // all blocks on the right edge of the macroblock use bottom edge
866         // the top macroblock for their topright edge
867         uint8_t *tr_right = ptr - s->linesize + 16;
868
869         // if we're on the right edge of the frame, said edge is extended
870         // from the top macroblock
871         if (mb_x == s->mb_width-1) {
872             tr = tr_right[-1]*0x01010101;
873             tr_right = (uint8_t *)&tr;
874         }
875
876         for (y = 0; y < 4; y++) {
877             uint8_t *topright = ptr + 4 - s->linesize;
878             for (x = 0; x < 4; x++) {
879                 if (x == 3)
880                     topright = tr_right;
881
882                 s->hpc.pred4x4[bmode[x]](ptr+4*x, topright, s->linesize);
883
884                 nnz = s->non_zero_count_cache[y][x];
885                 if (nnz) {
886                     if (nnz == 1)
887                         s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(ptr+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
888                     else
889                         s->vp8dsp.vp8_idct_add(ptr+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
890                 }
891                 topright += 4;
892             }
893
894             ptr   += 4*s->linesize;
895             bmode += s->b4_stride;
896         }
897     }
898
899     mode = check_intra_pred_mode(s->chroma_pred_mode, mb_x, mb_y);
900     s->hpc.pred8x8[mode](dst[1], s->uvlinesize);
901     s->hpc.pred8x8[mode](dst[2], s->uvlinesize);
902 }
903
904 /**
905  * Generic MC function.
906  *
907  * @param s VP8 decoding context
908  * @param luma 1 for luma (Y) planes, 0 for chroma (Cb/Cr) planes
909  * @param dst target buffer for block data at block position
910  * @param src reference picture buffer at origin (0, 0)
911  * @param mv motion vector (relative to block position) to get pixel data from
912  * @param x_off horizontal position of block from origin (0, 0)
913  * @param y_off vertical position of block from origin (0, 0)
914  * @param block_w width of block (16, 8 or 4)
915  * @param block_h height of block (always same as block_w)
916  * @param width width of src/dst plane data
917  * @param height height of src/dst plane data
918  * @param linesize size of a single line of plane data, including padding
919  */
920 static inline void vp8_mc(VP8Context *s, int luma,
921                           uint8_t *dst, uint8_t *src, const VP56mv *mv,
922                           int x_off, int y_off, int block_w, int block_h,
923                           int width, int height, int linesize,
924                           vp8_mc_func mc_func[3][3])
925 {
926     static const uint8_t idx[8] = { 0, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1 };
927     int mx = (mv->x << luma)&7, mx_idx = idx[mx];
928     int my = (mv->y << luma)&7, my_idx = idx[my];
929
930     x_off += mv->x >> (3 - luma);
931     y_off += mv->y >> (3 - luma);
932
933     // edge emulation
934     src += y_off * linesize + x_off;
935     if (x_off < 2 || x_off >= width  - block_w - 3 ||
936         y_off < 2 || y_off >= height - block_h - 3) {
937         ff_emulated_edge_mc(s->edge_emu_buffer, src - 2 * linesize - 2, linesize,
938                             block_w + 5, block_h + 5,
939                             x_off - 2, y_off - 2, width, height);
940         src = s->edge_emu_buffer + 2 + linesize * 2;
941     }
942
943     mc_func[my_idx][mx_idx](dst, linesize, src, linesize, block_h, mx, my);
944 }
945
946 static inline void vp8_mc_part(VP8Context *s, uint8_t *dst[3],
947                                AVFrame *ref_frame, int x_off, int y_off,
948                                int bx_off, int by_off,
949                                int block_w, int block_h,
950                                int width, int height, VP56mv *mv)
951 {
952     VP56mv uvmv = *mv;
953
954     /* Y */
955     vp8_mc(s, 1, dst[0] + by_off * s->linesize + bx_off,
956            ref_frame->data[0], mv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
957            block_w, block_h, width, height, s->linesize,
958            s->put_pixels_tab[block_w == 8]);
959
960     /* U/V */
961     if (s->profile == 3) {
962         uvmv.x &= ~7;
963         uvmv.y &= ~7;
964     }
965     x_off   >>= 1; y_off   >>= 1;
966     bx_off  >>= 1; by_off  >>= 1;
967     width   >>= 1; height  >>= 1;
968     block_w >>= 1; block_h >>= 1;
969     vp8_mc(s, 0, dst[1] + by_off * s->uvlinesize + bx_off,
970            ref_frame->data[1], &uvmv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
971            block_w, block_h, width, height, s->uvlinesize,
972            s->put_pixels_tab[1 + (block_w == 4)]);
973     vp8_mc(s, 0, dst[2] + by_off * s->uvlinesize + bx_off,
974            ref_frame->data[2], &uvmv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
975            block_w, block_h, width, height, s->uvlinesize,
976            s->put_pixels_tab[1 + (block_w == 4)]);
977 }
978
979 /**
980  * Apply motion vectors to prediction buffer, chapter 18.
981  */
982 static void inter_predict(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb,
983                           int mb_x, int mb_y)
984 {
985     int x_off = mb_x << 4, y_off = mb_y << 4;
986     int width = 16*s->mb_width, height = 16*s->mb_height;
987
988     if (mb->mode < VP8_MVMODE_SPLIT) {
989         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
990                     0, 0, 16, 16, width, height, &mb->mv);
991     } else switch (mb->partitioning) {
992     case VP8_SPLITMVMODE_4x4: {
993         int x, y;
994         VP56mv uvmv;
995
996         /* Y */
997         for (y = 0; y < 4; y++) {
998             for (x = 0; x < 4; x++) {
999                 vp8_mc(s, 1, dst[0] + 4*y*s->linesize + x*4,
1000                        s->framep[mb->ref_frame]->data[0], &mb->bmv[4*y + x],
1001                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1002                        width, height, s->linesize,
1003                        s->put_pixels_tab[2]);
1004             }
1005         }
1006
1007         /* U/V */
1008         x_off >>= 1; y_off >>= 1; width >>= 1; height >>= 1;
1009         for (y = 0; y < 2; y++) {
1010             for (x = 0; x < 2; x++) {
1011                 uvmv.x = mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x  ].x +
1012                          mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x+1].x +
1013                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x  ].x +
1014                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x+1].x;
1015                 uvmv.y = mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x  ].y +
1016                          mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x+1].y +
1017                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x  ].y +
1018                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x+1].y;
1019                 uvmv.x = (uvmv.x + 2 + (uvmv.x >> (INT_BIT-1))) >> 2;
1020                 uvmv.y = (uvmv.y + 2 + (uvmv.y >> (INT_BIT-1))) >> 2;
1021                 if (s->profile == 3) {
1022                     uvmv.x &= ~7;
1023                     uvmv.y &= ~7;
1024                 }
1025                 vp8_mc(s, 0, dst[1] + 4*y*s->uvlinesize + x*4,
1026                        s->framep[mb->ref_frame]->data[1], &uvmv,
1027                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1028                        width, height, s->uvlinesize,
1029                        s->put_pixels_tab[2]);
1030                 vp8_mc(s, 0, dst[2] + 4*y*s->uvlinesize + x*4,
1031                        s->framep[mb->ref_frame]->data[2], &uvmv,
1032                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1033                        width, height, s->uvlinesize,
1034                        s->put_pixels_tab[2]);
1035             }
1036         }
1037         break;
1038     }
1039     case VP8_SPLITMVMODE_16x8:
1040         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1041                     0, 0, 16, 8, width, height, &mb->bmv[0]);
1042         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1043                     0, 8, 16, 8, width, height, &mb->bmv[8]);
1044         break;
1045     case VP8_SPLITMVMODE_8x16:
1046         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1047                     0, 0, 8, 16, width, height, &mb->bmv[0]);
1048         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1049                     8, 0, 8, 16, width, height, &mb->bmv[2]);
1050         break;
1051     case VP8_SPLITMVMODE_8x8:
1052         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1053                     0, 0, 8, 8, width, height, &mb->bmv[0]);
1054         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1055                     8, 0, 8, 8, width, height, &mb->bmv[2]);
1056         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1057                     0, 8, 8, 8, width, height, &mb->bmv[8]);
1058         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1059                     8, 8, 8, 8, width, height, &mb->bmv[10]);
1060         break;
1061     }
1062 }
1063
1064 static void idct_mb(VP8Context *s, uint8_t *y_dst, uint8_t *u_dst, uint8_t *v_dst,
1065                     VP8Macroblock *mb)
1066 {
1067     int x, y, nnz;
1068
1069     if (mb->mode != MODE_I4x4)
1070         for (y = 0; y < 4; y++) {
1071             for (x = 0; x < 4; x++) {
1072                 nnz = s->non_zero_count_cache[y][x];
1073                 if (nnz) {
1074                     if (nnz == 1)
1075                         s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(y_dst+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
1076                     else
1077                         s->vp8dsp.vp8_idct_add(y_dst+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
1078                 }
1079             }
1080             y_dst += 4*s->linesize;
1081         }
1082
1083     for (y = 0; y < 2; y++) {
1084         for (x = 0; x < 2; x++) {
1085             nnz = s->non_zero_count_cache[4][(y<<1)+x];
1086             if (nnz) {
1087                 if (nnz == 1)
1088                     s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(u_dst+4*x, s->block[4][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1089                 else
1090                     s->vp8dsp.vp8_idct_add(u_dst+4*x, s->block[4][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1091             }
1092
1093             nnz = s->non_zero_count_cache[5][(y<<1)+x];
1094             if (nnz) {
1095                 if (nnz == 1)
1096                     s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(v_dst+4*x, s->block[5][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1097                 else
1098                     s->vp8dsp.vp8_idct_add(v_dst+4*x, s->block[5][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1099             }
1100         }
1101         u_dst += 4*s->uvlinesize;
1102         v_dst += 4*s->uvlinesize;
1103     }
1104 }
1105
1106 static void filter_level_for_mb(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int *level, int *inner, int *hev_thresh)
1107 {
1108     int interior_limit, filter_level;
1109
1110     if (s->segmentation.enabled) {
1111         filter_level = s->segmentation.filter_level[mb->segment];
1112         if (!s->segmentation.absolute_vals)
1113             filter_level += s->filter.level;
1114     } else
1115         filter_level = s->filter.level;
1116
1117     if (s->lf_delta.enabled) {
1118         filter_level += s->lf_delta.ref[mb->ref_frame];
1119
1120         if (mb->ref_frame == VP56_FRAME_CURRENT) {
1121             if (mb->mode == MODE_I4x4)
1122                 filter_level += s->lf_delta.mode[0];
1123         } else {
1124             if (mb->mode == VP8_MVMODE_ZERO)
1125                 filter_level += s->lf_delta.mode[1];
1126             else if (mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT)
1127                 filter_level += s->lf_delta.mode[3];
1128             else
1129                 filter_level += s->lf_delta.mode[2];
1130         }
1131     }
1132     filter_level = av_clip(filter_level, 0, 63);
1133
1134     interior_limit = filter_level;
1135     if (s->filter.sharpness) {
1136         interior_limit >>= s->filter.sharpness > 4 ? 2 : 1;
1137         interior_limit = FFMIN(interior_limit, 9 - s->filter.sharpness);
1138     }
1139     interior_limit = FFMAX(interior_limit, 1);
1140
1141     *level = filter_level;
1142     *inner = interior_limit;
1143
1144     if (hev_thresh) {
1145         *hev_thresh = filter_level >= 15;
1146
1147         if (s->keyframe) {
1148             if (filter_level >= 40)
1149                 *hev_thresh = 2;
1150         } else {
1151             if (filter_level >= 40)
1152                 *hev_thresh = 3;
1153             else if (filter_level >= 20)
1154                 *hev_thresh = 2;
1155         }
1156     }
1157 }
1158
1159 // TODO: look at backup_mb_border / xchg_mb_border in h264.c
1160 static void filter_mb(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y)
1161 {
1162     int filter_level, inner_limit, hev_thresh;
1163
1164     filter_level_for_mb(s, mb, &filter_level, &inner_limit, &hev_thresh);
1165     if (!filter_level)
1166         return;
1167
1168     if (mb_x) {
1169         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16(dst[0], s->linesize,   filter_level+2, inner_limit, hev_thresh);
1170         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8 (dst[1], s->uvlinesize, filter_level+2, inner_limit, hev_thresh);
1171         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8 (dst[2], s->uvlinesize, filter_level+2, inner_limit, hev_thresh);
1172     }
1173
1174     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1175         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+ 4, s->linesize,   filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1176         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+ 8, s->linesize,   filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1177         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+12, s->linesize,   filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1178         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8_inner (dst[1]+ 4, s->uvlinesize, filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1179         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8_inner (dst[2]+ 4, s->uvlinesize, filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1180     }
1181
1182     if (mb_y) {
1183         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16(dst[0], s->linesize,   filter_level+2, inner_limit, hev_thresh);
1184         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8 (dst[1], s->uvlinesize, filter_level+2, inner_limit, hev_thresh);
1185         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8 (dst[2], s->uvlinesize, filter_level+2, inner_limit, hev_thresh);
1186     }
1187
1188     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1189         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+ 4*s->linesize,   s->linesize,   filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1190         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+ 8*s->linesize,   s->linesize,   filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1191         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+12*s->linesize,   s->linesize,   filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1192         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8_inner (dst[1]+ 4*s->uvlinesize, s->uvlinesize, filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1193         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8_inner (dst[2]+ 4*s->uvlinesize, s->uvlinesize, filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1194     }
1195 }
1196
1197 static void filter_mb_simple(VP8Context *s, uint8_t *dst, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y)
1198 {
1199     int filter_level, inner_limit, mbedge_lim, bedge_lim;
1200
1201     filter_level_for_mb(s, mb, &filter_level, &inner_limit, NULL);
1202     if (!filter_level)
1203         return;
1204
1205     mbedge_lim = 2*(filter_level+2) + inner_limit;
1206      bedge_lim = 2* filter_level    + inner_limit;
1207
1208     if (mb_x)
1209         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst, s->linesize, mbedge_lim);
1210     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1211         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+ 4, s->linesize, bedge_lim);
1212         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+ 8, s->linesize, bedge_lim);
1213         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+12, s->linesize, bedge_lim);
1214     }
1215
1216     if (mb_y)
1217         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst, s->linesize, mbedge_lim);
1218     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1219         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+ 4*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1220         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+ 8*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1221         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+12*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1222     }
1223 }
1224
1225 static void filter_mb_row(VP8Context *s, int mb_y)
1226 {
1227     VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1228     uint8_t *dst[3] = {
1229         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[0] + 16*mb_y*s->linesize,
1230         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[1] +  8*mb_y*s->uvlinesize,
1231         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[2] +  8*mb_y*s->uvlinesize
1232     };
1233     int mb_x;
1234
1235     for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1236         filter_mb(s, dst, mb++, mb_x, mb_y);
1237         dst[0] += 16;
1238         dst[1] += 8;
1239         dst[2] += 8;
1240     }
1241 }
1242
1243 static void filter_mb_row_simple(VP8Context *s, int mb_y)
1244 {
1245     uint8_t *dst = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[0] + 16*mb_y*s->linesize;
1246     VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1247     int mb_x;
1248
1249     for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1250         filter_mb_simple(s, dst, mb++, mb_x, mb_y);
1251         dst += 16;
1252     }
1253 }
1254
1255 static int vp8_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
1256                             AVPacket *avpkt)
1257 {
1258     VP8Context *s = avctx->priv_data;
1259     int ret, mb_x, mb_y, i, y, referenced;
1260     enum AVDiscard skip_thresh;
1261     AVFrame *curframe;
1262
1263     if ((ret = decode_frame_header(s, avpkt->data, avpkt->size)) < 0)
1264         return ret;
1265
1266     referenced = s->update_last || s->update_golden == VP56_FRAME_CURRENT
1267                                 || s->update_altref == VP56_FRAME_CURRENT;
1268
1269     skip_thresh = !referenced ? AVDISCARD_NONREF :
1270                     !s->keyframe ? AVDISCARD_NONKEY : AVDISCARD_ALL;
1271
1272     if (avctx->skip_frame >= skip_thresh) {
1273         s->invisible = 1;
1274         goto skip_decode;
1275     }
1276
1277     for (i = 0; i < 4; i++)
1278         if (&s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] &&
1279             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] &&
1280             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2]) {
1281             curframe = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT] = &s->frames[i];
1282             break;
1283         }
1284     if (curframe->data[0])
1285         avctx->release_buffer(avctx, curframe);
1286
1287     curframe->key_frame = s->keyframe;
1288     curframe->pict_type = s->keyframe ? FF_I_TYPE : FF_P_TYPE;
1289     curframe->reference = referenced ? 3 : 0;
1290     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, curframe))) {
1291         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed!\n");
1292         return ret;
1293     }
1294
1295     // Given that arithmetic probabilities are updated every frame, it's quite likely
1296     // that the values we have on a random interframe are complete junk if we didn't
1297     // start decode on a keyframe. So just don't display anything rather than junk.
1298     if (!s->keyframe && (!s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] ||
1299                          !s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] ||
1300                          !s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2])) {
1301         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Discarding interframe without a prior keyframe!\n");
1302         return AVERROR_INVALIDDATA;
1303     }
1304
1305     s->linesize   = curframe->linesize[0];
1306     s->uvlinesize = curframe->linesize[1];
1307
1308     if (!s->edge_emu_buffer)
1309         s->edge_emu_buffer = av_malloc(21*s->linesize);
1310
1311     memset(s->top_nnz, 0, s->mb_width*sizeof(*s->top_nnz));
1312
1313     // top edge of 127 for intra prediction
1314     if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_EMU_EDGE)) {
1315         memset(curframe->data[0] - s->linesize  -1, 127, s->linesize  +1);
1316         memset(curframe->data[1] - s->uvlinesize-1, 127, s->uvlinesize+1);
1317         memset(curframe->data[2] - s->uvlinesize-1, 127, s->uvlinesize+1);
1318     }
1319
1320     for (mb_y = 0; mb_y < s->mb_height; mb_y++) {
1321         VP56RangeCoder *c = &s->coeff_partition[mb_y & (s->num_coeff_partitions-1)];
1322         VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1323         uint8_t *intra4x4 = s->intra4x4_pred_mode + 4*mb_y*s->b4_stride;
1324         uint8_t *dst[3] = {
1325             curframe->data[0] + 16*mb_y*s->linesize,
1326             curframe->data[1] +  8*mb_y*s->uvlinesize,
1327             curframe->data[2] +  8*mb_y*s->uvlinesize
1328         };
1329
1330         memset(s->left_nnz, 0, sizeof(s->left_nnz));
1331
1332         // left edge of 129 for intra prediction
1333         if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_EMU_EDGE))
1334             for (i = 0; i < 3; i++)
1335                 for (y = 0; y < 16>>!!i; y++)
1336                     dst[i][y*curframe->linesize[i]-1] = 129;
1337
1338         for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1339             decode_mb_mode(s, mb, mb_x, mb_y, intra4x4 + 4*mb_x);
1340
1341             if (!mb->skip)
1342                 decode_mb_coeffs(s, c, mb, s->top_nnz[mb_x], s->left_nnz);
1343             else {
1344                 AV_ZERO128(s->non_zero_count_cache);    // luma
1345                 AV_ZERO64(s->non_zero_count_cache[4]);  // chroma
1346             }
1347
1348             if (mb->mode <= MODE_I4x4) {
1349                 intra_predict(s, dst, mb, intra4x4 + 4*mb_x, mb_x, mb_y);
1350                 memset(mb->bmv, 0, sizeof(mb->bmv));
1351             } else {
1352                 inter_predict(s, dst, mb, mb_x, mb_y);
1353             }
1354
1355             if (!mb->skip) {
1356                 idct_mb(s, dst[0], dst[1], dst[2], mb);
1357             } else {
1358                 AV_ZERO64(s->left_nnz);
1359                 AV_WN64(s->top_nnz[mb_x], 0);   // array of 9, so unaligned
1360
1361                 // Reset DC block predictors if they would exist if the mb had coefficients
1362                 if (mb->mode != MODE_I4x4 && mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
1363                     s->left_nnz[8]      = 0;
1364                     s->top_nnz[mb_x][8] = 0;
1365                 }
1366             }
1367
1368             dst[0] += 16;
1369             dst[1] += 8;
1370             dst[2] += 8;
1371             mb++;
1372         }
1373         if (mb_y && s->filter.level && avctx->skip_loop_filter < skip_thresh) {
1374             if (s->filter.simple)
1375                 filter_mb_row_simple(s, mb_y-1);
1376             else
1377                 filter_mb_row(s, mb_y-1);
1378         }
1379     }
1380     if (s->filter.level && avctx->skip_loop_filter < skip_thresh) {
1381         if (s->filter.simple)
1382             filter_mb_row_simple(s, mb_y-1);
1383         else
1384             filter_mb_row(s, mb_y-1);
1385     }
1386
1387 skip_decode:
1388     // if future frames don't use the updated probabilities,
1389     // reset them to the values we saved
1390     if (!s->update_probabilities)
1391         s->prob[0] = s->prob[1];
1392
1393     // check if golden and altref are swapped
1394     if (s->update_altref == VP56_FRAME_GOLDEN &&
1395         s->update_golden == VP56_FRAME_GOLDEN2)
1396         FFSWAP(AVFrame *, s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN], s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2]);
1397     else {
1398         if (s->update_altref != VP56_FRAME_NONE)
1399             s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2] = s->framep[s->update_altref];
1400
1401         if (s->update_golden != VP56_FRAME_NONE)
1402             s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] = s->framep[s->update_golden];
1403     }
1404
1405     if (s->update_last) // move cur->prev
1406         s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT];
1407
1408     // release no longer referenced frames
1409     for (i = 0; i < 4; i++)
1410         if (s->frames[i].data[0] &&
1411             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_CURRENT] &&
1412             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] &&
1413             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] &&
1414             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2])
1415             avctx->release_buffer(avctx, &s->frames[i]);
1416
1417     if (!s->invisible) {
1418         *(AVFrame*)data = *s->framep[VP56_FRAME_CURRENT];
1419         *data_size = sizeof(AVFrame);
1420     }
1421
1422     return avpkt->size;
1423 }
1424
1425 static av_cold int vp8_decode_init(AVCodecContext *avctx)
1426 {
1427     VP8Context *s = avctx->priv_data;
1428
1429     s->avctx = avctx;
1430     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
1431
1432     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
1433     ff_h264_pred_init(&s->hpc, CODEC_ID_VP8);
1434     ff_vp8dsp_init(&s->vp8dsp);
1435
1436     // intra pred needs edge emulation among other things
1437     if (avctx->flags&CODEC_FLAG_EMU_EDGE) {
1438         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Edge emulation not supported\n");
1439         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1440     }
1441
1442     return 0;
1443 }
1444
1445 static av_cold int vp8_decode_free(AVCodecContext *avctx)
1446 {
1447     vp8_decode_flush(avctx);
1448     return 0;
1449 }
1450
1451 AVCodec vp8_decoder = {
1452     "vp8",
1453     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1454     CODEC_ID_VP8,
1455     sizeof(VP8Context),
1456     vp8_decode_init,
1457     NULL,
1458     vp8_decode_free,
1459     vp8_decode_frame,
1460     CODEC_CAP_DR1,
1461     .flush = vp8_decode_flush,
1462     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("On2 VP8"),
1463 };