vp8: Check for malloc failure
[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     if (!s->macroblocks_base || !s->intra4x4_pred_mode_base || !s->top_nnz)
229         return AVERROR(ENOMEM);
230
231     s->macroblocks        = s->macroblocks_base        + 1 + s->mb_stride;
232     s->intra4x4_pred_mode = s->intra4x4_pred_mode_base + 4 + s->b4_stride;
233
234     memset(s->intra4x4_pred_mode_base, DC_PRED, s->b4_stride);
235     for (i = 0; i < 4*s->mb_height; i++)
236         s->intra4x4_pred_mode[i*s->b4_stride-1] = DC_PRED;
237
238     return 0;
239 }
240
241 static void parse_segment_info(VP8Context *s)
242 {
243     VP56RangeCoder *c = &s->c;
244     int i;
245
246     s->segmentation.update_map = vp8_rac_get(c);
247
248     if (vp8_rac_get(c)) { // update segment feature data
249         s->segmentation.absolute_vals = vp8_rac_get(c);
250
251         for (i = 0; i < 4; i++)
252             s->segmentation.base_quant[i]   = vp8_rac_get_sint(c, 7);
253
254         for (i = 0; i < 4; i++)
255             s->segmentation.filter_level[i] = vp8_rac_get_sint(c, 6);
256     }
257     if (s->segmentation.update_map)
258         for (i = 0; i < 3; i++)
259             s->prob->segmentid[i] = vp8_rac_get(c) ? vp8_rac_get_uint(c, 8) : 255;
260 }
261
262 static void update_lf_deltas(VP8Context *s)
263 {
264     VP56RangeCoder *c = &s->c;
265     int i;
266
267     for (i = 0; i < 4; i++)
268         s->lf_delta.ref[i]  = vp8_rac_get_sint(c, 6);
269
270     for (i = 0; i < 4; i++)
271         s->lf_delta.mode[i] = vp8_rac_get_sint(c, 6);
272 }
273
274 static int setup_partitions(VP8Context *s, const uint8_t *buf, int buf_size)
275 {
276     const uint8_t *sizes = buf;
277     int i;
278
279     s->num_coeff_partitions = 1 << vp8_rac_get_uint(&s->c, 2);
280
281     buf      += 3*(s->num_coeff_partitions-1);
282     buf_size -= 3*(s->num_coeff_partitions-1);
283     if (buf_size < 0)
284         return -1;
285
286     for (i = 0; i < s->num_coeff_partitions-1; i++) {
287         int size = RL24(sizes + 3*i);
288         if (buf_size - size < 0)
289             return -1;
290
291         vp56_init_range_decoder(&s->coeff_partition[i], buf, size);
292         buf      += size;
293         buf_size -= size;
294     }
295     vp56_init_range_decoder(&s->coeff_partition[i], buf, buf_size);
296
297     return 0;
298 }
299
300 static void get_quants(VP8Context *s)
301 {
302     VP56RangeCoder *c = &s->c;
303     int i, base_qi;
304
305     int yac_qi     = vp8_rac_get_uint(c, 7);
306     int ydc_delta  = vp8_rac_get_sint(c, 4);
307     int y2dc_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
308     int y2ac_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
309     int uvdc_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
310     int uvac_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
311
312     for (i = 0; i < 4; i++) {
313         if (s->segmentation.enabled) {
314             base_qi = s->segmentation.base_quant[i];
315             if (!s->segmentation.absolute_vals)
316                 base_qi += yac_qi;
317         } else
318             base_qi = yac_qi;
319
320         s->qmat[i].luma_qmul[0]    =       vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + ydc_delta , 0, 127)];
321         s->qmat[i].luma_qmul[1]    =       vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi             , 0, 127)];
322         s->qmat[i].luma_dc_qmul[0] =   2 * vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + y2dc_delta, 0, 127)];
323         s->qmat[i].luma_dc_qmul[1] = 155 * vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi + y2ac_delta, 0, 127)] / 100;
324         s->qmat[i].chroma_qmul[0]  =       vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + uvdc_delta, 0, 127)];
325         s->qmat[i].chroma_qmul[1]  =       vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi + uvac_delta, 0, 127)];
326
327         s->qmat[i].luma_dc_qmul[1] = FFMAX(s->qmat[i].luma_dc_qmul[1], 8);
328         s->qmat[i].chroma_qmul[0]  = FFMIN(s->qmat[i].chroma_qmul[0], 132);
329     }
330 }
331
332 /**
333  * Determine which buffers golden and altref should be updated with after this frame.
334  * The spec isn't clear here, so I'm going by my understanding of what libvpx does
335  *
336  * Intra frames update all 3 references
337  * Inter frames update VP56_FRAME_PREVIOUS if the update_last flag is set
338  * If the update (golden|altref) flag is set, it's updated with the current frame
339  *      if update_last is set, and VP56_FRAME_PREVIOUS otherwise.
340  * If the flag is not set, the number read means:
341  *      0: no update
342  *      1: VP56_FRAME_PREVIOUS
343  *      2: update golden with altref, or update altref with golden
344  */
345 static VP56Frame ref_to_update(VP8Context *s, int update, VP56Frame ref)
346 {
347     VP56RangeCoder *c = &s->c;
348
349     if (update)
350         return VP56_FRAME_CURRENT;
351
352     switch (vp8_rac_get_uint(c, 2)) {
353     case 1:
354         return VP56_FRAME_PREVIOUS;
355     case 2:
356         return (ref == VP56_FRAME_GOLDEN) ? VP56_FRAME_GOLDEN2 : VP56_FRAME_GOLDEN;
357     }
358     return VP56_FRAME_NONE;
359 }
360
361 static void update_refs(VP8Context *s)
362 {
363     VP56RangeCoder *c = &s->c;
364
365     int update_golden = vp8_rac_get(c);
366     int update_altref = vp8_rac_get(c);
367
368     s->update_golden = ref_to_update(s, update_golden, VP56_FRAME_GOLDEN);
369     s->update_altref = ref_to_update(s, update_altref, VP56_FRAME_GOLDEN2);
370 }
371
372 static int decode_frame_header(VP8Context *s, const uint8_t *buf, int buf_size)
373 {
374     VP56RangeCoder *c = &s->c;
375     int header_size, hscale, vscale, i, j, k, l, ret;
376     int width  = s->avctx->width;
377     int height = s->avctx->height;
378
379     s->keyframe  = !(buf[0] & 1);
380     s->profile   =  (buf[0]>>1) & 7;
381     s->invisible = !(buf[0] & 0x10);
382     header_size  = RL24(buf) >> 5;
383     buf      += 3;
384     buf_size -= 3;
385
386     if (s->profile > 3)
387         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown profile %d\n", s->profile);
388
389     if (!s->profile)
390         memcpy(s->put_pixels_tab, s->vp8dsp.put_vp8_epel_pixels_tab, sizeof(s->put_pixels_tab));
391     else    // profile 1-3 use bilinear, 4+ aren't defined so whatever
392         memcpy(s->put_pixels_tab, s->vp8dsp.put_vp8_bilinear_pixels_tab, sizeof(s->put_pixels_tab));
393
394     if (header_size > buf_size - 7*s->keyframe) {
395         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Header size larger than data provided\n");
396         return AVERROR_INVALIDDATA;
397     }
398
399     if (s->keyframe) {
400         if (RL24(buf) != 0x2a019d) {
401             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid start code 0x%x\n", RL24(buf));
402             return AVERROR_INVALIDDATA;
403         }
404         width  = AV_RL16(buf+3) & 0x3fff;
405         height = AV_RL16(buf+5) & 0x3fff;
406         hscale = buf[4] >> 6;
407         vscale = buf[6] >> 6;
408         buf      += 7;
409         buf_size -= 7;
410
411         if (hscale || vscale)
412             av_log_missing_feature(s->avctx, "Upscaling", 1);
413
414         s->update_golden = s->update_altref = VP56_FRAME_CURRENT;
415         memcpy(s->prob->token    , vp8_token_default_probs , sizeof(s->prob->token));
416         memcpy(s->prob->pred16x16, vp8_pred16x16_prob_inter, sizeof(s->prob->pred16x16));
417         memcpy(s->prob->pred8x8c , vp8_pred8x8c_prob_inter , sizeof(s->prob->pred8x8c));
418         memcpy(s->prob->mvc      , vp8_mv_default_prob     , sizeof(s->prob->mvc));
419         memset(&s->segmentation, 0, sizeof(s->segmentation));
420     }
421
422     if (!s->macroblocks_base || /* first frame */
423         width != s->avctx->width || height != s->avctx->height) {
424         if ((ret = update_dimensions(s, width, height) < 0))
425             return ret;
426     }
427
428     vp56_init_range_decoder(c, buf, header_size);
429     buf      += header_size;
430     buf_size -= header_size;
431
432     if (s->keyframe) {
433         if (vp8_rac_get(c))
434             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Unspecified colorspace\n");
435         vp8_rac_get(c); // whether we can skip clamping in dsp functions
436     }
437
438     if ((s->segmentation.enabled = vp8_rac_get(c)))
439         parse_segment_info(s);
440     else
441         s->segmentation.update_map = 0; // FIXME: move this to some init function?
442
443     s->filter.simple    = vp8_rac_get(c);
444     s->filter.level     = vp8_rac_get_uint(c, 6);
445     s->filter.sharpness = vp8_rac_get_uint(c, 3);
446
447     if ((s->lf_delta.enabled = vp8_rac_get(c)))
448         if (vp8_rac_get(c))
449             update_lf_deltas(s);
450
451     if (setup_partitions(s, buf, buf_size)) {
452         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid partitions\n");
453         return AVERROR_INVALIDDATA;
454     }
455
456     get_quants(s);
457
458     if (!s->keyframe) {
459         update_refs(s);
460         s->sign_bias[VP56_FRAME_GOLDEN]               = vp8_rac_get(c);
461         s->sign_bias[VP56_FRAME_GOLDEN2 /* altref */] = vp8_rac_get(c);
462     }
463
464     // if we aren't saving this frame's probabilities for future frames,
465     // make a copy of the current probabilities
466     if (!(s->update_probabilities = vp8_rac_get(c)))
467         s->prob[1] = s->prob[0];
468
469     s->update_last = s->keyframe || vp8_rac_get(c);
470
471     for (i = 0; i < 4; i++)
472         for (j = 0; j < 8; j++)
473             for (k = 0; k < 3; k++)
474                 for (l = 0; l < NUM_DCT_TOKENS-1; l++)
475                     if (vp56_rac_get_prob(c, vp8_token_update_probs[i][j][k][l]))
476                         s->prob->token[i][j][k][l] = vp8_rac_get_uint(c, 8);
477
478     if ((s->mbskip_enabled = vp8_rac_get(c)))
479         s->prob->mbskip = vp8_rac_get_uint(c, 8);
480
481     if (!s->keyframe) {
482         s->prob->intra  = vp8_rac_get_uint(c, 8);
483         s->prob->last   = vp8_rac_get_uint(c, 8);
484         s->prob->golden = vp8_rac_get_uint(c, 8);
485
486         if (vp8_rac_get(c))
487             for (i = 0; i < 4; i++)
488                 s->prob->pred16x16[i] = vp8_rac_get_uint(c, 8);
489         if (vp8_rac_get(c))
490             for (i = 0; i < 3; i++)
491                 s->prob->pred8x8c[i]  = vp8_rac_get_uint(c, 8);
492
493         // 17.2 MV probability update
494         for (i = 0; i < 2; i++)
495             for (j = 0; j < 19; j++)
496                 if (vp56_rac_get_prob(c, vp8_mv_update_prob[i][j]))
497                     s->prob->mvc[i][j] = vp8_rac_get_nn(c);
498     }
499
500     return 0;
501 }
502
503 static inline void clamp_mv(VP8Context *s, VP56mv *dst, const VP56mv *src,
504                             int mb_x, int mb_y)
505 {
506 #define MARGIN (16 << 2)
507     dst->x = av_clip(src->x, -((mb_x << 6) + MARGIN),
508                      ((s->mb_width  - 1 - mb_x) << 6) + MARGIN);
509     dst->y = av_clip(src->y, -((mb_y << 6) + MARGIN),
510                      ((s->mb_height - 1 - mb_y) << 6) + MARGIN);
511 }
512
513 static void find_near_mvs(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y,
514                           VP56mv near[2], VP56mv *best, int cnt[4])
515 {
516     VP8Macroblock *mb_edge[3] = { mb - s->mb_stride     /* top */,
517                                   mb - 1                /* left */,
518                                   mb - s->mb_stride - 1 /* top-left */ };
519     enum { EDGE_TOP, EDGE_LEFT, EDGE_TOPLEFT };
520     VP56mv near_mv[4]  = {{ 0 }};
521     enum { CNT_ZERO, CNT_NEAREST, CNT_NEAR, CNT_SPLITMV };
522     int idx = CNT_ZERO, n;
523     int best_idx = CNT_ZERO;
524
525     /* Process MB on top, left and top-left */
526     for (n = 0; n < 3; n++) {
527         VP8Macroblock *edge = mb_edge[n];
528         if (edge->ref_frame != VP56_FRAME_CURRENT) {
529             if (edge->mv.x | edge->mv.y) {
530                 VP56mv tmp = edge->mv;
531                 if (s->sign_bias[mb->ref_frame] != s->sign_bias[edge->ref_frame]) {
532                     tmp.x *= -1;
533                     tmp.y *= -1;
534                 }
535                 if ((tmp.x ^ near_mv[idx].x) | (tmp.y ^ near_mv[idx].y))
536                     near_mv[++idx] = tmp;
537                 cnt[idx]       += 1 + (n != 2);
538             } else
539                 cnt[CNT_ZERO] += 1 + (n != 2);
540         }
541     }
542
543     /* If we have three distinct MV's, merge first and last if they're the same */
544     if (cnt[CNT_SPLITMV] &&
545         !((near_mv[1+EDGE_TOP].x ^ near_mv[1+EDGE_TOPLEFT].x) |
546           (near_mv[1+EDGE_TOP].y ^ near_mv[1+EDGE_TOPLEFT].y)))
547         cnt[CNT_NEAREST] += 1;
548
549     cnt[CNT_SPLITMV] = ((mb_edge[EDGE_LEFT]->mode   == VP8_MVMODE_SPLIT) +
550                         (mb_edge[EDGE_TOP]->mode    == VP8_MVMODE_SPLIT)) * 2 +
551                        (mb_edge[EDGE_TOPLEFT]->mode == VP8_MVMODE_SPLIT);
552
553     /* Swap near and nearest if necessary */
554     if (cnt[CNT_NEAR] > cnt[CNT_NEAREST]) {
555         FFSWAP(int,    cnt[CNT_NEAREST],     cnt[CNT_NEAR]);
556         FFSWAP(VP56mv, near_mv[CNT_NEAREST], near_mv[CNT_NEAR]);
557     }
558
559     /* Choose the best mv out of 0,0 and the nearest mv */
560     if (cnt[CNT_NEAREST] >= cnt[CNT_ZERO])
561         best_idx = CNT_NEAREST;
562
563     clamp_mv(s, best, &near_mv[best_idx], mb_x, mb_y);
564     near[0] = near_mv[CNT_NEAREST];
565     near[1] = near_mv[CNT_NEAR];
566 }
567
568 /**
569  * Motion vector coding, 17.1.
570  */
571 static int read_mv_component(VP56RangeCoder *c, const uint8_t *p)
572 {
573     int x = 0;
574
575     if (vp56_rac_get_prob(c, p[0])) {
576         int i;
577
578         for (i = 0; i < 3; i++)
579             x += vp56_rac_get_prob(c, p[9 + i]) << i;
580         for (i = 9; i > 3; i--)
581             x += vp56_rac_get_prob(c, p[9 + i]) << i;
582         if (!(x & 0xFFF0) || vp56_rac_get_prob(c, p[12]))
583             x += 8;
584     } else
585         x = vp8_rac_get_tree(c, vp8_small_mvtree, &p[2]);
586
587     return (x && vp56_rac_get_prob(c, p[1])) ? -x : x;
588 }
589
590 static const uint8_t *get_submv_prob(const VP56mv *left, const VP56mv *top)
591 {
592     int l_is_zero = !(left->x | left->y);
593     int t_is_zero = !(top->x  | top->y);
594     int equal = !((left->x ^ top->x) | (left->y ^ top->y));
595
596     if (equal)
597         return l_is_zero ? vp8_submv_prob[4] : vp8_submv_prob[3];
598     if (t_is_zero)
599         return vp8_submv_prob[2];
600     return l_is_zero ? vp8_submv_prob[1] : vp8_submv_prob[0];
601 }
602
603 /**
604  * Split motion vector prediction, 16.4.
605  * @returns the number of motion vectors parsed (2, 4 or 16)
606  */
607 static int decode_splitmvs(VP8Context    *s,  VP56RangeCoder *c,
608                             VP8Macroblock *mb, VP56mv         *base_mv)
609 {
610     int part_idx = mb->partitioning =
611         vp8_rac_get_tree(c, vp8_mbsplit_tree, vp8_mbsplit_prob);
612     int n, num = vp8_mbsplit_count[part_idx];
613     const uint8_t *mbsplits = vp8_mbsplits[part_idx],
614                   *firstidx = vp8_mbfirstidx[part_idx];
615
616     for (n = 0; n < num; n++) {
617         int k = firstidx[n];
618         const VP56mv *left, *above;
619         const uint8_t *submv_prob;
620
621         if (!(k & 3)) {
622             VP8Macroblock *left_mb = &mb[-1];
623             left = &left_mb->bmv[vp8_mbsplits[left_mb->partitioning][k + 3]];
624         } else
625             left  = &mb->bmv[mbsplits[k - 1]];
626         if (k <= 3) {
627             VP8Macroblock *above_mb = &mb[-s->mb_stride];
628             above = &above_mb->bmv[vp8_mbsplits[above_mb->partitioning][k + 12]];
629         } else
630             above = &mb->bmv[mbsplits[k - 4]];
631
632         submv_prob = get_submv_prob(left, above);
633
634         switch (vp8_rac_get_tree(c, vp8_submv_ref_tree, submv_prob)) {
635         case VP8_SUBMVMODE_NEW4X4:
636             mb->bmv[n].y = base_mv->y + read_mv_component(c, s->prob->mvc[0]);
637             mb->bmv[n].x = base_mv->x + read_mv_component(c, s->prob->mvc[1]);
638             break;
639         case VP8_SUBMVMODE_ZERO4X4:
640             mb->bmv[n].x = 0;
641             mb->bmv[n].y = 0;
642             break;
643         case VP8_SUBMVMODE_LEFT4X4:
644             mb->bmv[n] = *left;
645             break;
646         case VP8_SUBMVMODE_TOP4X4:
647             mb->bmv[n] = *above;
648             break;
649         }
650     }
651
652     return num;
653 }
654
655 static inline void decode_intra4x4_modes(VP56RangeCoder *c, uint8_t *intra4x4,
656                                          int stride, int keyframe)
657 {
658     int x, y, t, l;
659     const uint8_t *ctx = vp8_pred4x4_prob_inter;
660
661     for (y = 0; y < 4; y++) {
662         for (x = 0; x < 4; x++) {
663             if (keyframe) {
664                 t = intra4x4[x - stride];
665                 l = intra4x4[x - 1];
666                 ctx = vp8_pred4x4_prob_intra[t][l];
667             }
668             intra4x4[x] = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred4x4_tree, ctx);
669         }
670         intra4x4 += stride;
671     }
672 }
673
674 static void decode_mb_mode(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y,
675                            uint8_t *intra4x4)
676 {
677     VP56RangeCoder *c = &s->c;
678     int n;
679
680     if (s->segmentation.update_map)
681         mb->segment = vp8_rac_get_tree(c, vp8_segmentid_tree, s->prob->segmentid);
682
683     mb->skip = s->mbskip_enabled ? vp56_rac_get_prob(c, s->prob->mbskip) : 0;
684
685     if (s->keyframe) {
686         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_intra, vp8_pred16x16_prob_intra);
687
688         if (mb->mode == MODE_I4x4) {
689             decode_intra4x4_modes(c, intra4x4, s->b4_stride, 1);
690         } else
691             fill_rectangle(intra4x4, 4, 4, s->b4_stride, vp8_pred4x4_mode[mb->mode], 1);
692
693         s->chroma_pred_mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred8x8c_tree, vp8_pred8x8c_prob_intra);
694         mb->ref_frame = VP56_FRAME_CURRENT;
695     } else if (vp56_rac_get_prob(c, s->prob->intra)) {
696         VP56mv near[2], best;
697         int cnt[4] = { 0 };
698         uint8_t p[4];
699
700         // inter MB, 16.2
701         if (vp56_rac_get_prob(c, s->prob->last))
702             mb->ref_frame = vp56_rac_get_prob(c, s->prob->golden) ?
703                 VP56_FRAME_GOLDEN2 /* altref */ : VP56_FRAME_GOLDEN;
704         else
705             mb->ref_frame = VP56_FRAME_PREVIOUS;
706
707         // motion vectors, 16.3
708         find_near_mvs(s, mb, mb_x, mb_y, near, &best, cnt);
709         for (n = 0; n < 4; n++)
710             p[n] = vp8_mode_contexts[cnt[n]][n];
711         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_mvinter, p);
712         switch (mb->mode) {
713         case VP8_MVMODE_SPLIT:
714             mb->mv = mb->bmv[decode_splitmvs(s, c, mb, &best) - 1];
715             break;
716         case VP8_MVMODE_ZERO:
717             mb->mv.x = 0;
718             mb->mv.y = 0;
719             break;
720         case VP8_MVMODE_NEAREST:
721             clamp_mv(s, &mb->mv, &near[0], mb_x, mb_y);
722             break;
723         case VP8_MVMODE_NEAR:
724             clamp_mv(s, &mb->mv, &near[1], mb_x, mb_y);
725             break;
726         case VP8_MVMODE_NEW:
727             mb->mv.y = best.y + read_mv_component(c, s->prob->mvc[0]);
728             mb->mv.x = best.x + read_mv_component(c, s->prob->mvc[1]);
729             break;
730         }
731         if (mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
732             mb->partitioning = VP8_SPLITMVMODE_NONE;
733             mb->bmv[0] = mb->mv;
734         }
735     } else {
736         // intra MB, 16.1
737         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_inter, s->prob->pred16x16);
738
739         if (mb->mode == MODE_I4x4) {
740             decode_intra4x4_modes(c, intra4x4, s->b4_stride, 0);
741         } else
742             fill_rectangle(intra4x4, 4, 4, s->b4_stride, vp8_pred4x4_mode[mb->mode], 1);
743
744         s->chroma_pred_mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred8x8c_tree, s->prob->pred8x8c);
745         mb->ref_frame = VP56_FRAME_CURRENT;
746     }
747 }
748
749 /**
750  * @param c arithmetic bitstream reader context
751  * @param block destination for block coefficients
752  * @param probs probabilities to use when reading trees from the bitstream
753  * @param i initial coeff index, 0 unless a separate DC block is coded
754  * @param zero_nhood the initial prediction context for number of surrounding
755  *                   all-zero blocks (only left/top, so 0-2)
756  * @param qmul array holding the dc/ac dequant factor at position 0/1
757  * @return 0 if no coeffs were decoded
758  *         otherwise, the index of the last coeff decoded plus one
759  */
760 static int decode_block_coeffs(VP56RangeCoder *c, DCTELEM block[16],
761                                uint8_t probs[8][3][NUM_DCT_TOKENS-1],
762                                int i, int zero_nhood, int16_t qmul[2])
763 {
764     int token, nonzero = 0;
765     int offset = 0;
766
767     for (; i < 16; i++) {
768         token = vp8_rac_get_tree_with_offset(c, vp8_coeff_tree, probs[vp8_coeff_band[i]][zero_nhood], offset);
769
770         if (token == DCT_EOB)
771             break;
772         else if (token >= DCT_CAT1) {
773             int cat = token-DCT_CAT1;
774             token = vp8_rac_get_coeff(c, vp8_dct_cat_prob[cat]);
775             token += vp8_dct_cat_offset[cat];
776         }
777
778         // after the first token, the non-zero prediction context becomes
779         // based on the last decoded coeff
780         if (!token) {
781             zero_nhood = 0;
782             offset = 1;
783             continue;
784         } else if (token == 1)
785             zero_nhood = 1;
786         else
787             zero_nhood = 2;
788
789         // todo: full [16] qmat? load into register?
790         block[zigzag_scan[i]] = (vp8_rac_get(c) ? -token : token) * qmul[!!i];
791         nonzero = i+1;
792         offset = 0;
793     }
794     return nonzero;
795 }
796
797 static void decode_mb_coeffs(VP8Context *s, VP56RangeCoder *c, VP8Macroblock *mb,
798                              uint8_t t_nnz[9], uint8_t l_nnz[9])
799 {
800     LOCAL_ALIGNED_16(DCTELEM, dc,[16]);
801     int i, x, y, luma_start = 0, luma_ctx = 3;
802     int nnz_pred, nnz, nnz_total = 0;
803     int segment = s->segmentation.enabled ? mb->segment : 0;
804
805     s->dsp.clear_blocks((DCTELEM *)s->block);
806
807     if (mb->mode != MODE_I4x4 && mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
808         AV_ZERO128(dc);
809         AV_ZERO128(dc+8);
810         nnz_pred = t_nnz[8] + l_nnz[8];
811
812         // decode DC values and do hadamard
813         nnz = decode_block_coeffs(c, dc, s->prob->token[1], 0, nnz_pred,
814                                   s->qmat[segment].luma_dc_qmul);
815         l_nnz[8] = t_nnz[8] = !!nnz;
816         nnz_total += nnz;
817         s->vp8dsp.vp8_luma_dc_wht(s->block, dc);
818         luma_start = 1;
819         luma_ctx = 0;
820     }
821
822     // luma blocks
823     for (y = 0; y < 4; y++)
824         for (x = 0; x < 4; x++) {
825             nnz_pred = l_nnz[y] + t_nnz[x];
826             nnz = decode_block_coeffs(c, s->block[y][x], s->prob->token[luma_ctx], luma_start,
827                                       nnz_pred, s->qmat[segment].luma_qmul);
828             // nnz+luma_start may be one more than the actual last index, but we don't care
829             s->non_zero_count_cache[y][x] = nnz + luma_start;
830             t_nnz[x] = l_nnz[y] = !!nnz;
831             nnz_total += nnz;
832         }
833
834     // chroma blocks
835     // TODO: what to do about dimensions? 2nd dim for luma is x,
836     // but for chroma it's (y<<1)|x
837     for (i = 4; i < 6; i++)
838         for (y = 0; y < 2; y++)
839             for (x = 0; x < 2; x++) {
840                 nnz_pred = l_nnz[i+2*y] + t_nnz[i+2*x];
841                 nnz = decode_block_coeffs(c, s->block[i][(y<<1)+x], s->prob->token[2], 0,
842                                           nnz_pred, s->qmat[segment].chroma_qmul);
843                 s->non_zero_count_cache[i][(y<<1)+x] = nnz;
844                 t_nnz[i+2*x] = l_nnz[i+2*y] = !!nnz;
845                 nnz_total += nnz;
846             }
847
848     // if there were no coded coeffs despite the macroblock not being marked skip,
849     // we MUST not do the inner loop filter and should not do IDCT
850     // Since skip isn't used for bitstream prediction, just manually set it.
851     if (!nnz_total)
852         mb->skip = 1;
853 }
854
855 static int check_intra_pred_mode(int mode, int mb_x, int mb_y)
856 {
857     if (mode == DC_PRED8x8) {
858         if (!(mb_x|mb_y))
859             mode = DC_128_PRED8x8;
860         else if (!mb_y)
861             mode = LEFT_DC_PRED8x8;
862         else if (!mb_x)
863             mode = TOP_DC_PRED8x8;
864     }
865     return mode;
866 }
867
868 static void intra_predict(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb,
869                           uint8_t *bmode, int mb_x, int mb_y)
870 {
871     int x, y, mode, nnz, tr;
872
873     if (mb->mode < MODE_I4x4) {
874         mode = check_intra_pred_mode(mb->mode, mb_x, mb_y);
875         s->hpc.pred16x16[mode](dst[0], s->linesize);
876     } else {
877         uint8_t *ptr = dst[0];
878
879         // all blocks on the right edge of the macroblock use bottom edge
880         // the top macroblock for their topright edge
881         uint8_t *tr_right = ptr - s->linesize + 16;
882
883         // if we're on the right edge of the frame, said edge is extended
884         // from the top macroblock
885         if (mb_x == s->mb_width-1) {
886             tr = tr_right[-1]*0x01010101;
887             tr_right = (uint8_t *)&tr;
888         }
889
890         for (y = 0; y < 4; y++) {
891             uint8_t *topright = ptr + 4 - s->linesize;
892             for (x = 0; x < 4; x++) {
893                 if (x == 3)
894                     topright = tr_right;
895
896                 s->hpc.pred4x4[bmode[x]](ptr+4*x, topright, s->linesize);
897
898                 nnz = s->non_zero_count_cache[y][x];
899                 if (nnz) {
900                     if (nnz == 1)
901                         s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(ptr+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
902                     else
903                         s->vp8dsp.vp8_idct_add(ptr+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
904                 }
905                 topright += 4;
906             }
907
908             ptr   += 4*s->linesize;
909             bmode += s->b4_stride;
910         }
911     }
912
913     mode = check_intra_pred_mode(s->chroma_pred_mode, mb_x, mb_y);
914     s->hpc.pred8x8[mode](dst[1], s->uvlinesize);
915     s->hpc.pred8x8[mode](dst[2], s->uvlinesize);
916 }
917
918 /**
919  * Generic MC function.
920  *
921  * @param s VP8 decoding context
922  * @param luma 1 for luma (Y) planes, 0 for chroma (Cb/Cr) planes
923  * @param dst target buffer for block data at block position
924  * @param src reference picture buffer at origin (0, 0)
925  * @param mv motion vector (relative to block position) to get pixel data from
926  * @param x_off horizontal position of block from origin (0, 0)
927  * @param y_off vertical position of block from origin (0, 0)
928  * @param block_w width of block (16, 8 or 4)
929  * @param block_h height of block (always same as block_w)
930  * @param width width of src/dst plane data
931  * @param height height of src/dst plane data
932  * @param linesize size of a single line of plane data, including padding
933  * @param mc_func motion compensation function pointers (bilinear or sixtap MC)
934  */
935 static inline void vp8_mc(VP8Context *s, int luma,
936                           uint8_t *dst, uint8_t *src, const VP56mv *mv,
937                           int x_off, int y_off, int block_w, int block_h,
938                           int width, int height, int linesize,
939                           vp8_mc_func mc_func[3][3])
940 {
941     static const uint8_t idx[8] = { 0, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1 };
942     int mx = (mv->x << luma)&7, mx_idx = idx[mx];
943     int my = (mv->y << luma)&7, my_idx = idx[my];
944
945     x_off += mv->x >> (3 - luma);
946     y_off += mv->y >> (3 - luma);
947
948     // edge emulation
949     src += y_off * linesize + x_off;
950     if (x_off < 2 || x_off >= width  - block_w - 3 ||
951         y_off < 2 || y_off >= height - block_h - 3) {
952         ff_emulated_edge_mc(s->edge_emu_buffer, src - 2 * linesize - 2, linesize,
953                             block_w + 5, block_h + 5,
954                             x_off - 2, y_off - 2, width, height);
955         src = s->edge_emu_buffer + 2 + linesize * 2;
956     }
957
958     mc_func[my_idx][mx_idx](dst, linesize, src, linesize, block_h, mx, my);
959 }
960
961 static inline void vp8_mc_part(VP8Context *s, uint8_t *dst[3],
962                                AVFrame *ref_frame, int x_off, int y_off,
963                                int bx_off, int by_off,
964                                int block_w, int block_h,
965                                int width, int height, VP56mv *mv)
966 {
967     VP56mv uvmv = *mv;
968
969     /* Y */
970     vp8_mc(s, 1, dst[0] + by_off * s->linesize + bx_off,
971            ref_frame->data[0], mv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
972            block_w, block_h, width, height, s->linesize,
973            s->put_pixels_tab[block_w == 8]);
974
975     /* U/V */
976     if (s->profile == 3) {
977         uvmv.x &= ~7;
978         uvmv.y &= ~7;
979     }
980     x_off   >>= 1; y_off   >>= 1;
981     bx_off  >>= 1; by_off  >>= 1;
982     width   >>= 1; height  >>= 1;
983     block_w >>= 1; block_h >>= 1;
984     vp8_mc(s, 0, dst[1] + by_off * s->uvlinesize + bx_off,
985            ref_frame->data[1], &uvmv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
986            block_w, block_h, width, height, s->uvlinesize,
987            s->put_pixels_tab[1 + (block_w == 4)]);
988     vp8_mc(s, 0, dst[2] + by_off * s->uvlinesize + bx_off,
989            ref_frame->data[2], &uvmv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
990            block_w, block_h, width, height, s->uvlinesize,
991            s->put_pixels_tab[1 + (block_w == 4)]);
992 }
993
994 /**
995  * Apply motion vectors to prediction buffer, chapter 18.
996  */
997 static void inter_predict(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb,
998                           int mb_x, int mb_y)
999 {
1000     int x_off = mb_x << 4, y_off = mb_y << 4;
1001     int width = 16*s->mb_width, height = 16*s->mb_height;
1002
1003     if (mb->mode < VP8_MVMODE_SPLIT) {
1004         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1005                     0, 0, 16, 16, width, height, &mb->mv);
1006     } else switch (mb->partitioning) {
1007     case VP8_SPLITMVMODE_4x4: {
1008         int x, y;
1009         VP56mv uvmv;
1010
1011         /* Y */
1012         for (y = 0; y < 4; y++) {
1013             for (x = 0; x < 4; x++) {
1014                 vp8_mc(s, 1, dst[0] + 4*y*s->linesize + x*4,
1015                        s->framep[mb->ref_frame]->data[0], &mb->bmv[4*y + x],
1016                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1017                        width, height, s->linesize,
1018                        s->put_pixels_tab[2]);
1019             }
1020         }
1021
1022         /* U/V */
1023         x_off >>= 1; y_off >>= 1; width >>= 1; height >>= 1;
1024         for (y = 0; y < 2; y++) {
1025             for (x = 0; x < 2; x++) {
1026                 uvmv.x = mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x  ].x +
1027                          mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x+1].x +
1028                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x  ].x +
1029                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x+1].x;
1030                 uvmv.y = mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x  ].y +
1031                          mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x+1].y +
1032                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x  ].y +
1033                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x+1].y;
1034                 uvmv.x = (uvmv.x + 2 + (uvmv.x >> (INT_BIT-1))) >> 2;
1035                 uvmv.y = (uvmv.y + 2 + (uvmv.y >> (INT_BIT-1))) >> 2;
1036                 if (s->profile == 3) {
1037                     uvmv.x &= ~7;
1038                     uvmv.y &= ~7;
1039                 }
1040                 vp8_mc(s, 0, dst[1] + 4*y*s->uvlinesize + x*4,
1041                        s->framep[mb->ref_frame]->data[1], &uvmv,
1042                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1043                        width, height, s->uvlinesize,
1044                        s->put_pixels_tab[2]);
1045                 vp8_mc(s, 0, dst[2] + 4*y*s->uvlinesize + x*4,
1046                        s->framep[mb->ref_frame]->data[2], &uvmv,
1047                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1048                        width, height, s->uvlinesize,
1049                        s->put_pixels_tab[2]);
1050             }
1051         }
1052         break;
1053     }
1054     case VP8_SPLITMVMODE_16x8:
1055         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1056                     0, 0, 16, 8, width, height, &mb->bmv[0]);
1057         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1058                     0, 8, 16, 8, width, height, &mb->bmv[1]);
1059         break;
1060     case VP8_SPLITMVMODE_8x16:
1061         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1062                     0, 0, 8, 16, width, height, &mb->bmv[0]);
1063         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1064                     8, 0, 8, 16, width, height, &mb->bmv[1]);
1065         break;
1066     case VP8_SPLITMVMODE_8x8:
1067         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1068                     0, 0, 8, 8, width, height, &mb->bmv[0]);
1069         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1070                     8, 0, 8, 8, width, height, &mb->bmv[1]);
1071         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1072                     0, 8, 8, 8, width, height, &mb->bmv[2]);
1073         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1074                     8, 8, 8, 8, width, height, &mb->bmv[3]);
1075         break;
1076     }
1077 }
1078
1079 static void idct_mb(VP8Context *s, uint8_t *y_dst, uint8_t *u_dst, uint8_t *v_dst,
1080                     VP8Macroblock *mb)
1081 {
1082     int x, y, nnz;
1083
1084     if (mb->mode != MODE_I4x4)
1085         for (y = 0; y < 4; y++) {
1086             for (x = 0; x < 4; x++) {
1087                 nnz = s->non_zero_count_cache[y][x];
1088                 if (nnz) {
1089                     if (nnz == 1)
1090                         s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(y_dst+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
1091                     else
1092                         s->vp8dsp.vp8_idct_add(y_dst+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
1093                 }
1094             }
1095             y_dst += 4*s->linesize;
1096         }
1097
1098     for (y = 0; y < 2; y++) {
1099         for (x = 0; x < 2; x++) {
1100             nnz = s->non_zero_count_cache[4][(y<<1)+x];
1101             if (nnz) {
1102                 if (nnz == 1)
1103                     s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(u_dst+4*x, s->block[4][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1104                 else
1105                     s->vp8dsp.vp8_idct_add(u_dst+4*x, s->block[4][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1106             }
1107
1108             nnz = s->non_zero_count_cache[5][(y<<1)+x];
1109             if (nnz) {
1110                 if (nnz == 1)
1111                     s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(v_dst+4*x, s->block[5][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1112                 else
1113                     s->vp8dsp.vp8_idct_add(v_dst+4*x, s->block[5][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1114             }
1115         }
1116         u_dst += 4*s->uvlinesize;
1117         v_dst += 4*s->uvlinesize;
1118     }
1119 }
1120
1121 static void filter_level_for_mb(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int *level, int *inner, int *hev_thresh)
1122 {
1123     int interior_limit, filter_level;
1124
1125     if (s->segmentation.enabled) {
1126         filter_level = s->segmentation.filter_level[mb->segment];
1127         if (!s->segmentation.absolute_vals)
1128             filter_level += s->filter.level;
1129     } else
1130         filter_level = s->filter.level;
1131
1132     if (s->lf_delta.enabled) {
1133         filter_level += s->lf_delta.ref[mb->ref_frame];
1134
1135         if (mb->ref_frame == VP56_FRAME_CURRENT) {
1136             if (mb->mode == MODE_I4x4)
1137                 filter_level += s->lf_delta.mode[0];
1138         } else {
1139             if (mb->mode == VP8_MVMODE_ZERO)
1140                 filter_level += s->lf_delta.mode[1];
1141             else if (mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT)
1142                 filter_level += s->lf_delta.mode[3];
1143             else
1144                 filter_level += s->lf_delta.mode[2];
1145         }
1146     }
1147     filter_level = av_clip(filter_level, 0, 63);
1148
1149     interior_limit = filter_level;
1150     if (s->filter.sharpness) {
1151         interior_limit >>= s->filter.sharpness > 4 ? 2 : 1;
1152         interior_limit = FFMIN(interior_limit, 9 - s->filter.sharpness);
1153     }
1154     interior_limit = FFMAX(interior_limit, 1);
1155
1156     *level = filter_level;
1157     *inner = interior_limit;
1158
1159     if (hev_thresh) {
1160         *hev_thresh = filter_level >= 15;
1161
1162         if (s->keyframe) {
1163             if (filter_level >= 40)
1164                 *hev_thresh = 2;
1165         } else {
1166             if (filter_level >= 40)
1167                 *hev_thresh = 3;
1168             else if (filter_level >= 20)
1169                 *hev_thresh = 2;
1170         }
1171     }
1172 }
1173
1174 // TODO: look at backup_mb_border / xchg_mb_border in h264.c
1175 static void filter_mb(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y)
1176 {
1177     int filter_level, inner_limit, hev_thresh, mbedge_lim, bedge_lim;
1178
1179     filter_level_for_mb(s, mb, &filter_level, &inner_limit, &hev_thresh);
1180     if (!filter_level)
1181         return;
1182
1183     mbedge_lim = 2*(filter_level+2) + inner_limit;
1184      bedge_lim = 2* filter_level    + inner_limit;
1185
1186     if (mb_x) {
1187         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16(dst[0], s->linesize,   mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1188         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8 (dst[1], s->uvlinesize, mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1189         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8 (dst[2], s->uvlinesize, mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1190     }
1191
1192     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1193         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+ 4, s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1194         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+ 8, s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1195         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+12, s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1196         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8_inner (dst[1]+ 4, s->uvlinesize, bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1197         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8_inner (dst[2]+ 4, s->uvlinesize, bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1198     }
1199
1200     if (mb_y) {
1201         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16(dst[0], s->linesize,   mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1202         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8 (dst[1], s->uvlinesize, mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1203         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8 (dst[2], s->uvlinesize, mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1204     }
1205
1206     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1207         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+ 4*s->linesize,   s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1208         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+ 8*s->linesize,   s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1209         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+12*s->linesize,   s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1210         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8_inner (dst[1]+ 4*s->uvlinesize, s->uvlinesize, bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1211         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8_inner (dst[2]+ 4*s->uvlinesize, s->uvlinesize, bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1212     }
1213 }
1214
1215 static void filter_mb_simple(VP8Context *s, uint8_t *dst, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y)
1216 {
1217     int filter_level, inner_limit, mbedge_lim, bedge_lim;
1218
1219     filter_level_for_mb(s, mb, &filter_level, &inner_limit, NULL);
1220     if (!filter_level)
1221         return;
1222
1223     mbedge_lim = 2*(filter_level+2) + inner_limit;
1224      bedge_lim = 2* filter_level    + inner_limit;
1225
1226     if (mb_x)
1227         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst, s->linesize, mbedge_lim);
1228     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1229         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+ 4, s->linesize, bedge_lim);
1230         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+ 8, s->linesize, bedge_lim);
1231         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+12, s->linesize, bedge_lim);
1232     }
1233
1234     if (mb_y)
1235         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst, s->linesize, mbedge_lim);
1236     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1237         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+ 4*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1238         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+ 8*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1239         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+12*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1240     }
1241 }
1242
1243 static void filter_mb_row(VP8Context *s, int mb_y)
1244 {
1245     VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1246     uint8_t *dst[3] = {
1247         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[0] + 16*mb_y*s->linesize,
1248         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[1] +  8*mb_y*s->uvlinesize,
1249         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[2] +  8*mb_y*s->uvlinesize
1250     };
1251     int mb_x;
1252
1253     for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1254         filter_mb(s, dst, mb++, mb_x, mb_y);
1255         dst[0] += 16;
1256         dst[1] += 8;
1257         dst[2] += 8;
1258     }
1259 }
1260
1261 static void filter_mb_row_simple(VP8Context *s, int mb_y)
1262 {
1263     uint8_t *dst = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[0] + 16*mb_y*s->linesize;
1264     VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1265     int mb_x;
1266
1267     for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1268         filter_mb_simple(s, dst, mb++, mb_x, mb_y);
1269         dst += 16;
1270     }
1271 }
1272
1273 static int vp8_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
1274                             AVPacket *avpkt)
1275 {
1276     VP8Context *s = avctx->priv_data;
1277     int ret, mb_x, mb_y, i, y, referenced;
1278     enum AVDiscard skip_thresh;
1279     AVFrame *curframe;
1280
1281     if ((ret = decode_frame_header(s, avpkt->data, avpkt->size)) < 0)
1282         return ret;
1283
1284     referenced = s->update_last || s->update_golden == VP56_FRAME_CURRENT
1285                                 || s->update_altref == VP56_FRAME_CURRENT;
1286
1287     skip_thresh = !referenced ? AVDISCARD_NONREF :
1288                     !s->keyframe ? AVDISCARD_NONKEY : AVDISCARD_ALL;
1289
1290     if (avctx->skip_frame >= skip_thresh) {
1291         s->invisible = 1;
1292         goto skip_decode;
1293     }
1294
1295     for (i = 0; i < 4; i++)
1296         if (&s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] &&
1297             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] &&
1298             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2]) {
1299             curframe = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT] = &s->frames[i];
1300             break;
1301         }
1302     if (curframe->data[0])
1303         avctx->release_buffer(avctx, curframe);
1304
1305     curframe->key_frame = s->keyframe;
1306     curframe->pict_type = s->keyframe ? FF_I_TYPE : FF_P_TYPE;
1307     curframe->reference = referenced ? 3 : 0;
1308     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, curframe))) {
1309         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed!\n");
1310         return ret;
1311     }
1312
1313     // Given that arithmetic probabilities are updated every frame, it's quite likely
1314     // that the values we have on a random interframe are complete junk if we didn't
1315     // start decode on a keyframe. So just don't display anything rather than junk.
1316     if (!s->keyframe && (!s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] ||
1317                          !s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] ||
1318                          !s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2])) {
1319         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Discarding interframe without a prior keyframe!\n");
1320         return AVERROR_INVALIDDATA;
1321     }
1322
1323     s->linesize   = curframe->linesize[0];
1324     s->uvlinesize = curframe->linesize[1];
1325
1326     if (!s->edge_emu_buffer)
1327         s->edge_emu_buffer = av_malloc(21*s->linesize);
1328
1329     memset(s->top_nnz, 0, s->mb_width*sizeof(*s->top_nnz));
1330
1331     // top edge of 127 for intra prediction
1332     if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_EMU_EDGE)) {
1333         memset(curframe->data[0] - s->linesize  -1, 127, s->linesize  +1);
1334         memset(curframe->data[1] - s->uvlinesize-1, 127, s->uvlinesize+1);
1335         memset(curframe->data[2] - s->uvlinesize-1, 127, s->uvlinesize+1);
1336     }
1337
1338     for (mb_y = 0; mb_y < s->mb_height; mb_y++) {
1339         VP56RangeCoder *c = &s->coeff_partition[mb_y & (s->num_coeff_partitions-1)];
1340         VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1341         uint8_t *intra4x4 = s->intra4x4_pred_mode + 4*mb_y*s->b4_stride;
1342         uint8_t *dst[3] = {
1343             curframe->data[0] + 16*mb_y*s->linesize,
1344             curframe->data[1] +  8*mb_y*s->uvlinesize,
1345             curframe->data[2] +  8*mb_y*s->uvlinesize
1346         };
1347
1348         memset(s->left_nnz, 0, sizeof(s->left_nnz));
1349
1350         // left edge of 129 for intra prediction
1351         if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_EMU_EDGE))
1352             for (i = 0; i < 3; i++)
1353                 for (y = 0; y < 16>>!!i; y++)
1354                     dst[i][y*curframe->linesize[i]-1] = 129;
1355
1356         for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1357             decode_mb_mode(s, mb, mb_x, mb_y, intra4x4 + 4*mb_x);
1358
1359             if (!mb->skip)
1360                 decode_mb_coeffs(s, c, mb, s->top_nnz[mb_x], s->left_nnz);
1361             else {
1362                 AV_ZERO128(s->non_zero_count_cache);    // luma
1363                 AV_ZERO64(s->non_zero_count_cache[4]);  // chroma
1364             }
1365
1366             if (mb->mode <= MODE_I4x4) {
1367                 intra_predict(s, dst, mb, intra4x4 + 4*mb_x, mb_x, mb_y);
1368                 memset(mb->bmv, 0, sizeof(mb->bmv));
1369             } else {
1370                 inter_predict(s, dst, mb, mb_x, mb_y);
1371             }
1372
1373             if (!mb->skip) {
1374                 idct_mb(s, dst[0], dst[1], dst[2], mb);
1375             } else {
1376                 AV_ZERO64(s->left_nnz);
1377                 AV_WN64(s->top_nnz[mb_x], 0);   // array of 9, so unaligned
1378
1379                 // Reset DC block predictors if they would exist if the mb had coefficients
1380                 if (mb->mode != MODE_I4x4 && mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
1381                     s->left_nnz[8]      = 0;
1382                     s->top_nnz[mb_x][8] = 0;
1383                 }
1384             }
1385
1386             dst[0] += 16;
1387             dst[1] += 8;
1388             dst[2] += 8;
1389             mb++;
1390         }
1391         if (mb_y && 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     if (s->filter.level && avctx->skip_loop_filter < skip_thresh) {
1399         if (s->filter.simple)
1400             filter_mb_row_simple(s, mb_y-1);
1401         else
1402             filter_mb_row(s, mb_y-1);
1403     }
1404
1405 skip_decode:
1406     // if future frames don't use the updated probabilities,
1407     // reset them to the values we saved
1408     if (!s->update_probabilities)
1409         s->prob[0] = s->prob[1];
1410
1411     // check if golden and altref are swapped
1412     if (s->update_altref == VP56_FRAME_GOLDEN &&
1413         s->update_golden == VP56_FRAME_GOLDEN2)
1414         FFSWAP(AVFrame *, s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN], s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2]);
1415     else {
1416         if (s->update_altref != VP56_FRAME_NONE)
1417             s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2] = s->framep[s->update_altref];
1418
1419         if (s->update_golden != VP56_FRAME_NONE)
1420             s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] = s->framep[s->update_golden];
1421     }
1422
1423     if (s->update_last) // move cur->prev
1424         s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT];
1425
1426     // release no longer referenced frames
1427     for (i = 0; i < 4; i++)
1428         if (s->frames[i].data[0] &&
1429             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_CURRENT] &&
1430             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] &&
1431             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] &&
1432             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2])
1433             avctx->release_buffer(avctx, &s->frames[i]);
1434
1435     if (!s->invisible) {
1436         *(AVFrame*)data = *s->framep[VP56_FRAME_CURRENT];
1437         *data_size = sizeof(AVFrame);
1438     }
1439
1440     return avpkt->size;
1441 }
1442
1443 static av_cold int vp8_decode_init(AVCodecContext *avctx)
1444 {
1445     VP8Context *s = avctx->priv_data;
1446
1447     s->avctx = avctx;
1448     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
1449
1450     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
1451     ff_h264_pred_init(&s->hpc, CODEC_ID_VP8);
1452     ff_vp8dsp_init(&s->vp8dsp);
1453
1454     // intra pred needs edge emulation among other things
1455     if (avctx->flags&CODEC_FLAG_EMU_EDGE) {
1456         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Edge emulation not supported\n");
1457         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1458     }
1459
1460     return 0;
1461 }
1462
1463 static av_cold int vp8_decode_free(AVCodecContext *avctx)
1464 {
1465     vp8_decode_flush(avctx);
1466     return 0;
1467 }
1468
1469 AVCodec vp8_decoder = {
1470     "vp8",
1471     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1472     CODEC_ID_VP8,
1473     sizeof(VP8Context),
1474     vp8_decode_init,
1475     NULL,
1476     vp8_decode_free,
1477     vp8_decode_frame,
1478     CODEC_CAP_DR1,
1479     .flush = vp8_decode_flush,
1480     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("On2 VP8"),
1481 };