VP8: avoid a memset for non-i4x4 blocks with no coefficients
[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 filter_level;
33     uint8_t inner_limit;
34     uint8_t inner_filter;
35 } VP8FilterStrength;
36
37 typedef struct {
38     uint8_t skip;
39     // todo: make it possible to check for at least (i4x4 or split_mv)
40     // in one op. are others needed?
41     uint8_t mode;
42     uint8_t ref_frame;
43     uint8_t partitioning;
44     VP56mv mv;
45     VP56mv bmv[16];
46 } VP8Macroblock;
47
48 typedef struct {
49     AVCodecContext *avctx;
50     DSPContext dsp;
51     VP8DSPContext vp8dsp;
52     H264PredContext hpc;
53     vp8_mc_func put_pixels_tab[3][3][3];
54     AVFrame frames[4];
55     AVFrame *framep[4];
56     uint8_t *edge_emu_buffer;
57     VP56RangeCoder c;   ///< header context, includes mb modes and motion vectors
58     int profile;
59
60     int mb_width;   /* number of horizontal MB */
61     int mb_height;  /* number of vertical MB */
62     int linesize;
63     int uvlinesize;
64
65     int keyframe;
66     int invisible;
67     int update_last;    ///< update VP56_FRAME_PREVIOUS with the current one
68     int update_golden;  ///< VP56_FRAME_NONE if not updated, or which frame to copy if so
69     int update_altref;
70     int deblock_filter;
71
72     /**
73      * If this flag is not set, all the probability updates
74      * are discarded after this frame is decoded.
75      */
76     int update_probabilities;
77
78     /**
79      * All coefficients are contained in separate arith coding contexts.
80      * There can be 1, 2, 4, or 8 of these after the header context.
81      */
82     int num_coeff_partitions;
83     VP56RangeCoder coeff_partition[8];
84
85     VP8Macroblock *macroblocks;
86     VP8Macroblock *macroblocks_base;
87     VP8FilterStrength *filter_strength;
88     int mb_stride;
89
90     uint8_t *intra4x4_pred_mode;
91     uint8_t *intra4x4_pred_mode_base;
92     uint8_t *segmentation_map;
93     int b4_stride;
94
95     /**
96      * Cache of the top row needed for intra prediction
97      * 16 for luma, 8 for each chroma plane
98      */
99     uint8_t (*top_border)[16+8+8];
100
101     /**
102      * For coeff decode, we need to know whether the above block had non-zero
103      * coefficients. This means for each macroblock, we need data for 4 luma
104      * blocks, 2 u blocks, 2 v blocks, and the luma dc block, for a total of 9
105      * per macroblock. We keep the last row in top_nnz.
106      */
107     uint8_t (*top_nnz)[9];
108     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, left_nnz)[9];
109
110     /**
111      * This is the index plus one of the last non-zero coeff
112      * for each of the blocks in the current macroblock.
113      * So, 0 -> no coeffs
114      *     1 -> dc-only (special transform)
115      *     2+-> full transform
116      */
117     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, non_zero_count_cache)[6][4];
118     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block)[6][4][16];
119     uint8_t intra4x4_pred_mode_mb[16];
120
121     int chroma_pred_mode;    ///< 8x8c pred mode of the current macroblock
122     int segment;             ///< segment of the current macroblock
123
124     int mbskip_enabled;
125     int sign_bias[4]; ///< one state [0, 1] per ref frame type
126     int ref_count[3];
127
128     /**
129      * Base parameters for segmentation, i.e. per-macroblock parameters.
130      * These must be kept unchanged even if segmentation is not used for
131      * a frame, since the values persist between interframes.
132      */
133     struct {
134         int enabled;
135         int absolute_vals;
136         int update_map;
137         int8_t base_quant[4];
138         int8_t filter_level[4];     ///< base loop filter level
139     } segmentation;
140
141     /**
142      * Macroblocks can have one of 4 different quants in a frame when
143      * segmentation is enabled.
144      * If segmentation is disabled, only the first segment's values are used.
145      */
146     struct {
147         // [0] - DC qmul  [1] - AC qmul
148         int16_t luma_qmul[2];
149         int16_t luma_dc_qmul[2];    ///< luma dc-only block quant
150         int16_t chroma_qmul[2];
151     } qmat[4];
152
153     struct {
154         int simple;
155         int level;
156         int sharpness;
157     } filter;
158
159     struct {
160         int enabled;    ///< whether each mb can have a different strength based on mode/ref
161
162         /**
163          * filter strength adjustment for the following macroblock modes:
164          * [0] - i4x4
165          * [1] - zero mv
166          * [2] - inter modes except for zero or split mv
167          * [3] - split mv
168          *  i16x16 modes never have any adjustment
169          */
170         int8_t mode[4];
171
172         /**
173          * filter strength adjustment for macroblocks that reference:
174          * [0] - intra / VP56_FRAME_CURRENT
175          * [1] - VP56_FRAME_PREVIOUS
176          * [2] - VP56_FRAME_GOLDEN
177          * [3] - altref / VP56_FRAME_GOLDEN2
178          */
179         int8_t ref[4];
180     } lf_delta;
181
182     /**
183      * These are all of the updatable probabilities for binary decisions.
184      * They are only implictly reset on keyframes, making it quite likely
185      * for an interframe to desync if a prior frame's header was corrupt
186      * or missing outright!
187      */
188     struct {
189         uint8_t segmentid[3];
190         uint8_t mbskip;
191         uint8_t intra;
192         uint8_t last;
193         uint8_t golden;
194         uint8_t pred16x16[4];
195         uint8_t pred8x8c[3];
196         uint8_t token[4][8][3][NUM_DCT_TOKENS-1];
197         uint8_t mvc[2][19];
198     } prob[2];
199 } VP8Context;
200
201 #define RL24(p) (AV_RL16(p) + ((p)[2] << 16))
202
203 static void vp8_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
204 {
205     VP8Context *s = avctx->priv_data;
206     int i;
207
208     for (i = 0; i < 4; i++)
209         if (s->frames[i].data[0])
210             avctx->release_buffer(avctx, &s->frames[i]);
211     memset(s->framep, 0, sizeof(s->framep));
212
213     av_freep(&s->macroblocks_base);
214     av_freep(&s->intra4x4_pred_mode_base);
215     av_freep(&s->top_nnz);
216     av_freep(&s->edge_emu_buffer);
217     av_freep(&s->top_border);
218     av_freep(&s->segmentation_map);
219
220     s->macroblocks        = NULL;
221     s->intra4x4_pred_mode = NULL;
222 }
223
224 static int update_dimensions(VP8Context *s, int width, int height)
225 {
226     int i;
227
228     if (avcodec_check_dimensions(s->avctx, width, height))
229         return AVERROR_INVALIDDATA;
230
231     vp8_decode_flush(s->avctx);
232
233     avcodec_set_dimensions(s->avctx, width, height);
234
235     s->mb_width  = (s->avctx->coded_width +15) / 16;
236     s->mb_height = (s->avctx->coded_height+15) / 16;
237
238     // we allocate a border around the top/left of intra4x4 modes
239     // this is 4 blocks for intra4x4 to keep 4-byte alignment for fill_rectangle
240     s->mb_stride = s->mb_width+1;
241     s->b4_stride = 4*s->mb_stride;
242
243     s->macroblocks_base        = av_mallocz((s->mb_stride+s->mb_height*2+2)*sizeof(*s->macroblocks));
244     s->filter_strength         = av_mallocz(s->mb_stride*sizeof(*s->filter_strength));
245     s->intra4x4_pred_mode_base = av_mallocz(s->b4_stride*(4*s->mb_height+1));
246     s->top_nnz                 = av_mallocz(s->mb_width*sizeof(*s->top_nnz));
247     s->top_border              = av_mallocz((s->mb_width+1)*sizeof(*s->top_border));
248     s->segmentation_map        = av_mallocz(s->mb_stride*s->mb_height);
249
250     if (!s->macroblocks_base || !s->filter_strength || !s->intra4x4_pred_mode_base ||
251         !s->top_nnz || !s->top_border || !s->segmentation_map)
252         return AVERROR(ENOMEM);
253
254     s->macroblocks        = s->macroblocks_base + 1;
255     s->intra4x4_pred_mode = s->intra4x4_pred_mode_base + 4 + s->b4_stride;
256
257     memset(s->intra4x4_pred_mode_base, DC_PRED, s->b4_stride);
258     for (i = 0; i < 4*s->mb_height; i++)
259         s->intra4x4_pred_mode[i*s->b4_stride-1] = DC_PRED;
260
261     return 0;
262 }
263
264 static void parse_segment_info(VP8Context *s)
265 {
266     VP56RangeCoder *c = &s->c;
267     int i;
268
269     s->segmentation.update_map = vp8_rac_get(c);
270
271     if (vp8_rac_get(c)) { // update segment feature data
272         s->segmentation.absolute_vals = vp8_rac_get(c);
273
274         for (i = 0; i < 4; i++)
275             s->segmentation.base_quant[i]   = vp8_rac_get_sint(c, 7);
276
277         for (i = 0; i < 4; i++)
278             s->segmentation.filter_level[i] = vp8_rac_get_sint(c, 6);
279     }
280     if (s->segmentation.update_map)
281         for (i = 0; i < 3; i++)
282             s->prob->segmentid[i] = vp8_rac_get(c) ? vp8_rac_get_uint(c, 8) : 255;
283 }
284
285 static void update_lf_deltas(VP8Context *s)
286 {
287     VP56RangeCoder *c = &s->c;
288     int i;
289
290     for (i = 0; i < 4; i++)
291         s->lf_delta.ref[i]  = vp8_rac_get_sint(c, 6);
292
293     for (i = 0; i < 4; i++)
294         s->lf_delta.mode[i] = vp8_rac_get_sint(c, 6);
295 }
296
297 static int setup_partitions(VP8Context *s, const uint8_t *buf, int buf_size)
298 {
299     const uint8_t *sizes = buf;
300     int i;
301
302     s->num_coeff_partitions = 1 << vp8_rac_get_uint(&s->c, 2);
303
304     buf      += 3*(s->num_coeff_partitions-1);
305     buf_size -= 3*(s->num_coeff_partitions-1);
306     if (buf_size < 0)
307         return -1;
308
309     for (i = 0; i < s->num_coeff_partitions-1; i++) {
310         int size = RL24(sizes + 3*i);
311         if (buf_size - size < 0)
312             return -1;
313
314         vp56_init_range_decoder(&s->coeff_partition[i], buf, size);
315         buf      += size;
316         buf_size -= size;
317     }
318     vp56_init_range_decoder(&s->coeff_partition[i], buf, buf_size);
319
320     return 0;
321 }
322
323 static void get_quants(VP8Context *s)
324 {
325     VP56RangeCoder *c = &s->c;
326     int i, base_qi;
327
328     int yac_qi     = vp8_rac_get_uint(c, 7);
329     int ydc_delta  = vp8_rac_get_sint(c, 4);
330     int y2dc_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
331     int y2ac_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
332     int uvdc_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
333     int uvac_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
334
335     for (i = 0; i < 4; i++) {
336         if (s->segmentation.enabled) {
337             base_qi = s->segmentation.base_quant[i];
338             if (!s->segmentation.absolute_vals)
339                 base_qi += yac_qi;
340         } else
341             base_qi = yac_qi;
342
343         s->qmat[i].luma_qmul[0]    =       vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + ydc_delta , 0, 127)];
344         s->qmat[i].luma_qmul[1]    =       vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi             , 0, 127)];
345         s->qmat[i].luma_dc_qmul[0] =   2 * vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + y2dc_delta, 0, 127)];
346         s->qmat[i].luma_dc_qmul[1] = 155 * vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi + y2ac_delta, 0, 127)] / 100;
347         s->qmat[i].chroma_qmul[0]  =       vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + uvdc_delta, 0, 127)];
348         s->qmat[i].chroma_qmul[1]  =       vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi + uvac_delta, 0, 127)];
349
350         s->qmat[i].luma_dc_qmul[1] = FFMAX(s->qmat[i].luma_dc_qmul[1], 8);
351         s->qmat[i].chroma_qmul[0]  = FFMIN(s->qmat[i].chroma_qmul[0], 132);
352     }
353 }
354
355 /**
356  * Determine which buffers golden and altref should be updated with after this frame.
357  * The spec isn't clear here, so I'm going by my understanding of what libvpx does
358  *
359  * Intra frames update all 3 references
360  * Inter frames update VP56_FRAME_PREVIOUS if the update_last flag is set
361  * If the update (golden|altref) flag is set, it's updated with the current frame
362  *      if update_last is set, and VP56_FRAME_PREVIOUS otherwise.
363  * If the flag is not set, the number read means:
364  *      0: no update
365  *      1: VP56_FRAME_PREVIOUS
366  *      2: update golden with altref, or update altref with golden
367  */
368 static VP56Frame ref_to_update(VP8Context *s, int update, VP56Frame ref)
369 {
370     VP56RangeCoder *c = &s->c;
371
372     if (update)
373         return VP56_FRAME_CURRENT;
374
375     switch (vp8_rac_get_uint(c, 2)) {
376     case 1:
377         return VP56_FRAME_PREVIOUS;
378     case 2:
379         return (ref == VP56_FRAME_GOLDEN) ? VP56_FRAME_GOLDEN2 : VP56_FRAME_GOLDEN;
380     }
381     return VP56_FRAME_NONE;
382 }
383
384 static void update_refs(VP8Context *s)
385 {
386     VP56RangeCoder *c = &s->c;
387
388     int update_golden = vp8_rac_get(c);
389     int update_altref = vp8_rac_get(c);
390
391     s->update_golden = ref_to_update(s, update_golden, VP56_FRAME_GOLDEN);
392     s->update_altref = ref_to_update(s, update_altref, VP56_FRAME_GOLDEN2);
393 }
394
395 static int decode_frame_header(VP8Context *s, const uint8_t *buf, int buf_size)
396 {
397     VP56RangeCoder *c = &s->c;
398     int header_size, hscale, vscale, i, j, k, l, ret;
399     int width  = s->avctx->width;
400     int height = s->avctx->height;
401
402     s->keyframe  = !(buf[0] & 1);
403     s->profile   =  (buf[0]>>1) & 7;
404     s->invisible = !(buf[0] & 0x10);
405     header_size  = RL24(buf) >> 5;
406     buf      += 3;
407     buf_size -= 3;
408
409     if (s->profile > 3)
410         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown profile %d\n", s->profile);
411
412     if (!s->profile)
413         memcpy(s->put_pixels_tab, s->vp8dsp.put_vp8_epel_pixels_tab, sizeof(s->put_pixels_tab));
414     else    // profile 1-3 use bilinear, 4+ aren't defined so whatever
415         memcpy(s->put_pixels_tab, s->vp8dsp.put_vp8_bilinear_pixels_tab, sizeof(s->put_pixels_tab));
416
417     if (header_size > buf_size - 7*s->keyframe) {
418         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Header size larger than data provided\n");
419         return AVERROR_INVALIDDATA;
420     }
421
422     if (s->keyframe) {
423         if (RL24(buf) != 0x2a019d) {
424             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid start code 0x%x\n", RL24(buf));
425             return AVERROR_INVALIDDATA;
426         }
427         width  = AV_RL16(buf+3) & 0x3fff;
428         height = AV_RL16(buf+5) & 0x3fff;
429         hscale = buf[4] >> 6;
430         vscale = buf[6] >> 6;
431         buf      += 7;
432         buf_size -= 7;
433
434         if (hscale || vscale)
435             av_log_missing_feature(s->avctx, "Upscaling", 1);
436
437         s->update_golden = s->update_altref = VP56_FRAME_CURRENT;
438         memcpy(s->prob->token    , vp8_token_default_probs , sizeof(s->prob->token));
439         memcpy(s->prob->pred16x16, vp8_pred16x16_prob_inter, sizeof(s->prob->pred16x16));
440         memcpy(s->prob->pred8x8c , vp8_pred8x8c_prob_inter , sizeof(s->prob->pred8x8c));
441         memcpy(s->prob->mvc      , vp8_mv_default_prob     , sizeof(s->prob->mvc));
442         memset(&s->segmentation, 0, sizeof(s->segmentation));
443     }
444
445     if (!s->macroblocks_base || /* first frame */
446         width != s->avctx->width || height != s->avctx->height) {
447         if ((ret = update_dimensions(s, width, height) < 0))
448             return ret;
449     }
450
451     vp56_init_range_decoder(c, buf, header_size);
452     buf      += header_size;
453     buf_size -= header_size;
454
455     if (s->keyframe) {
456         if (vp8_rac_get(c))
457             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Unspecified colorspace\n");
458         vp8_rac_get(c); // whether we can skip clamping in dsp functions
459     }
460
461     if ((s->segmentation.enabled = vp8_rac_get(c)))
462         parse_segment_info(s);
463     else
464         s->segmentation.update_map = 0; // FIXME: move this to some init function?
465
466     s->filter.simple    = vp8_rac_get(c);
467     s->filter.level     = vp8_rac_get_uint(c, 6);
468     s->filter.sharpness = vp8_rac_get_uint(c, 3);
469
470     if ((s->lf_delta.enabled = vp8_rac_get(c)))
471         if (vp8_rac_get(c))
472             update_lf_deltas(s);
473
474     if (setup_partitions(s, buf, buf_size)) {
475         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid partitions\n");
476         return AVERROR_INVALIDDATA;
477     }
478
479     get_quants(s);
480
481     if (!s->keyframe) {
482         update_refs(s);
483         s->sign_bias[VP56_FRAME_GOLDEN]               = vp8_rac_get(c);
484         s->sign_bias[VP56_FRAME_GOLDEN2 /* altref */] = vp8_rac_get(c);
485     }
486
487     // if we aren't saving this frame's probabilities for future frames,
488     // make a copy of the current probabilities
489     if (!(s->update_probabilities = vp8_rac_get(c)))
490         s->prob[1] = s->prob[0];
491
492     s->update_last = s->keyframe || vp8_rac_get(c);
493
494     for (i = 0; i < 4; i++)
495         for (j = 0; j < 8; j++)
496             for (k = 0; k < 3; k++)
497                 for (l = 0; l < NUM_DCT_TOKENS-1; l++)
498                     if (vp56_rac_get_prob(c, vp8_token_update_probs[i][j][k][l]))
499                         s->prob->token[i][j][k][l] = vp8_rac_get_uint(c, 8);
500
501     if ((s->mbskip_enabled = vp8_rac_get(c)))
502         s->prob->mbskip = vp8_rac_get_uint(c, 8);
503
504     if (!s->keyframe) {
505         s->prob->intra  = vp8_rac_get_uint(c, 8);
506         s->prob->last   = vp8_rac_get_uint(c, 8);
507         s->prob->golden = vp8_rac_get_uint(c, 8);
508
509         if (vp8_rac_get(c))
510             for (i = 0; i < 4; i++)
511                 s->prob->pred16x16[i] = vp8_rac_get_uint(c, 8);
512         if (vp8_rac_get(c))
513             for (i = 0; i < 3; i++)
514                 s->prob->pred8x8c[i]  = vp8_rac_get_uint(c, 8);
515
516         // 17.2 MV probability update
517         for (i = 0; i < 2; i++)
518             for (j = 0; j < 19; j++)
519                 if (vp56_rac_get_prob(c, vp8_mv_update_prob[i][j]))
520                     s->prob->mvc[i][j] = vp8_rac_get_nn(c);
521     }
522
523     return 0;
524 }
525
526 static inline void clamp_mv(VP8Context *s, VP56mv *dst, const VP56mv *src,
527                             int mb_x, int mb_y)
528 {
529 #define MARGIN (16 << 2)
530     dst->x = av_clip(src->x, -((mb_x << 6) + MARGIN),
531                      ((s->mb_width  - 1 - mb_x) << 6) + MARGIN);
532     dst->y = av_clip(src->y, -((mb_y << 6) + MARGIN),
533                      ((s->mb_height - 1 - mb_y) << 6) + MARGIN);
534 }
535
536 static void find_near_mvs(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y,
537                           VP56mv near[2], VP56mv *best, uint8_t cnt[4])
538 {
539     VP8Macroblock *mb_edge[3] = { mb + 2 /* top */,
540                                   mb - 1 /* left */,
541                                   mb + 1 /* top-left */ };
542     enum { EDGE_TOP, EDGE_LEFT, EDGE_TOPLEFT };
543     VP56mv near_mv[4]  = {{ 0 }};
544     enum { CNT_ZERO, CNT_NEAREST, CNT_NEAR, CNT_SPLITMV };
545     int idx = CNT_ZERO;
546     int best_idx = CNT_ZERO;
547     int cur_sign_bias = s->sign_bias[mb->ref_frame];
548     int *sign_bias = s->sign_bias;
549
550     /* Process MB on top, left and top-left */
551     #define MV_EDGE_CHECK(n)\
552     {\
553         VP8Macroblock *edge = mb_edge[n];\
554         int edge_ref = edge->ref_frame;\
555         if (edge_ref != VP56_FRAME_CURRENT) {\
556             uint32_t mv = AV_RN32A(&edge->mv);\
557             if (mv) {\
558                 if (cur_sign_bias != sign_bias[edge_ref]) {\
559                     /* SWAR negate of the values in mv. */\
560                     mv = ((mv&0x80008000) + 0x00010001) ^ (mv&0x7fff7fff);\
561                 }\
562                 if (!n || mv != AV_RN32A(&near_mv[idx]))\
563                     AV_WN32A(&near_mv[++idx], mv);\
564                 cnt[idx]      += 1 + (n != 2);\
565             } else\
566                 cnt[CNT_ZERO] += 1 + (n != 2);\
567         }\
568     }
569     MV_EDGE_CHECK(0)
570     MV_EDGE_CHECK(1)
571     MV_EDGE_CHECK(2)
572
573     /* If we have three distinct MVs, merge first and last if they're the same */
574     if (cnt[CNT_SPLITMV] && AV_RN32A(&near_mv[1+EDGE_TOP]) == AV_RN32A(&near_mv[1+EDGE_TOPLEFT]))
575         cnt[CNT_NEAREST] += 1;
576
577     cnt[CNT_SPLITMV] = ((mb_edge[EDGE_LEFT]->mode   == VP8_MVMODE_SPLIT) +
578                         (mb_edge[EDGE_TOP]->mode    == VP8_MVMODE_SPLIT)) * 2 +
579                        (mb_edge[EDGE_TOPLEFT]->mode == VP8_MVMODE_SPLIT);
580
581     /* Swap near and nearest if necessary */
582     if (cnt[CNT_NEAR] > cnt[CNT_NEAREST]) {
583         FFSWAP(uint8_t,     cnt[CNT_NEAREST],     cnt[CNT_NEAR]);
584         FFSWAP( VP56mv, near_mv[CNT_NEAREST], near_mv[CNT_NEAR]);
585     }
586
587     /* Choose the best mv out of 0,0 and the nearest mv */
588     if (cnt[CNT_NEAREST] >= cnt[CNT_ZERO])
589         best_idx = CNT_NEAREST;
590
591     clamp_mv(s, best, &near_mv[best_idx], mb_x, mb_y);
592     near[0] = near_mv[CNT_NEAREST];
593     near[1] = near_mv[CNT_NEAR];
594 }
595
596 /**
597  * Motion vector coding, 17.1.
598  */
599 static int read_mv_component(VP56RangeCoder *c, const uint8_t *p)
600 {
601     int x = 0;
602
603     if (vp56_rac_get_prob(c, p[0])) {
604         int i;
605
606         for (i = 0; i < 3; i++)
607             x += vp56_rac_get_prob(c, p[9 + i]) << i;
608         for (i = 9; i > 3; i--)
609             x += vp56_rac_get_prob(c, p[9 + i]) << i;
610         if (!(x & 0xFFF0) || vp56_rac_get_prob(c, p[12]))
611             x += 8;
612     } else
613         x = vp8_rac_get_tree(c, vp8_small_mvtree, &p[2]);
614
615     return (x && vp56_rac_get_prob(c, p[1])) ? -x : x;
616 }
617
618 static const uint8_t *get_submv_prob(uint32_t left, uint32_t top)
619 {
620     if (left == top)
621         return vp8_submv_prob[4-!!left];
622     if (!top)
623         return vp8_submv_prob[2];
624     return vp8_submv_prob[1-!!left];
625 }
626
627 /**
628  * Split motion vector prediction, 16.4.
629  * @returns the number of motion vectors parsed (2, 4 or 16)
630  */
631 static int decode_splitmvs(VP8Context    *s,  VP56RangeCoder *c,
632                             VP8Macroblock *mb, VP56mv         *base_mv)
633 {
634     int part_idx = mb->partitioning =
635         vp8_rac_get_tree(c, vp8_mbsplit_tree, vp8_mbsplit_prob);
636     int n, num = vp8_mbsplit_count[part_idx];
637     VP8Macroblock *top_mb  = &mb[2];
638     VP8Macroblock *left_mb = &mb[-1];
639     const uint8_t *mbsplits_left = vp8_mbsplits[left_mb->partitioning],
640                   *mbsplits_top = vp8_mbsplits[top_mb->partitioning],
641                   *mbsplits_cur = vp8_mbsplits[part_idx],
642                   *firstidx = vp8_mbfirstidx[part_idx];
643     VP56mv *top_mv  = top_mb->bmv;
644     VP56mv *left_mv = left_mb->bmv;
645     VP56mv *cur_mv  = mb->bmv;
646
647     for (n = 0; n < num; n++) {
648         int k = firstidx[n];
649         uint32_t left, above;
650         const uint8_t *submv_prob;
651
652         if (!(k & 3))
653             left = AV_RN32A(&left_mv[mbsplits_left[k + 3]]);
654         else
655             left  = AV_RN32A(&cur_mv[mbsplits_cur[k - 1]]);
656         if (k <= 3)
657             above = AV_RN32A(&top_mv[mbsplits_top[k + 12]]);
658         else
659             above = AV_RN32A(&cur_mv[mbsplits_cur[k - 4]]);
660
661         submv_prob = get_submv_prob(left, above);
662
663         switch (vp8_rac_get_tree(c, vp8_submv_ref_tree, submv_prob)) {
664         case VP8_SUBMVMODE_NEW4X4:
665             mb->bmv[n].y = base_mv->y + read_mv_component(c, s->prob->mvc[0]);
666             mb->bmv[n].x = base_mv->x + read_mv_component(c, s->prob->mvc[1]);
667             break;
668         case VP8_SUBMVMODE_ZERO4X4:
669             AV_WN32A(&mb->bmv[n], 0);
670             break;
671         case VP8_SUBMVMODE_LEFT4X4:
672             AV_WN32A(&mb->bmv[n], left);
673             break;
674         case VP8_SUBMVMODE_TOP4X4:
675             AV_WN32A(&mb->bmv[n], above);
676             break;
677         }
678     }
679
680     return num;
681 }
682
683 static inline void decode_intra4x4_modes(VP56RangeCoder *c, uint8_t *intra4x4,
684                                          int stride, int keyframe)
685 {
686     int x, y, t, l, i;
687
688     if (keyframe) {
689         const uint8_t *ctx;
690         for (y = 0; y < 4; y++) {
691             for (x = 0; x < 4; x++) {
692                 t = intra4x4[x - stride];
693                 l = intra4x4[x - 1];
694                 ctx = vp8_pred4x4_prob_intra[t][l];
695                 intra4x4[x] = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred4x4_tree, ctx);
696             }
697             intra4x4 += stride;
698         }
699     } else {
700         for (i = 0; i < 16; i++)
701             intra4x4[i] = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred4x4_tree, vp8_pred4x4_prob_inter);
702     }
703 }
704
705 static void decode_mb_mode(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y,
706                            uint8_t *intra4x4, uint8_t *segment)
707 {
708     VP56RangeCoder *c = &s->c;
709
710     if (s->segmentation.update_map)
711         *segment = vp8_rac_get_tree(c, vp8_segmentid_tree, s->prob->segmentid);
712     s->segment = *segment;
713
714     mb->skip = s->mbskip_enabled ? vp56_rac_get_prob(c, s->prob->mbskip) : 0;
715
716     if (s->keyframe) {
717         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_intra, vp8_pred16x16_prob_intra);
718
719         if (mb->mode == MODE_I4x4) {
720             decode_intra4x4_modes(c, intra4x4, s->b4_stride, 1);
721         } else
722             fill_rectangle(intra4x4, 4, 4, s->b4_stride, vp8_pred4x4_mode[mb->mode], 1);
723
724         s->chroma_pred_mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred8x8c_tree, vp8_pred8x8c_prob_intra);
725         mb->ref_frame = VP56_FRAME_CURRENT;
726     } else if (vp56_rac_get_prob(c, s->prob->intra)) {
727         VP56mv near[2], best;
728         uint8_t cnt[4] = { 0 };
729         uint8_t p[4];
730
731         // inter MB, 16.2
732         if (vp56_rac_get_prob(c, s->prob->last))
733             mb->ref_frame = vp56_rac_get_prob(c, s->prob->golden) ?
734                 VP56_FRAME_GOLDEN2 /* altref */ : VP56_FRAME_GOLDEN;
735         else
736             mb->ref_frame = VP56_FRAME_PREVIOUS;
737         s->ref_count[mb->ref_frame-1]++;
738
739         // motion vectors, 16.3
740         find_near_mvs(s, mb, mb_x, mb_y, near, &best, cnt);
741         p[0] = vp8_mode_contexts[cnt[0]][0];
742         p[1] = vp8_mode_contexts[cnt[1]][1];
743         p[2] = vp8_mode_contexts[cnt[2]][2];
744         p[3] = vp8_mode_contexts[cnt[3]][3];
745         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_mvinter, p);
746         switch (mb->mode) {
747         case VP8_MVMODE_SPLIT:
748             mb->mv = mb->bmv[decode_splitmvs(s, c, mb, &best) - 1];
749             break;
750         case VP8_MVMODE_ZERO:
751             AV_WN32A(&mb->mv, 0);
752             break;
753         case VP8_MVMODE_NEAREST:
754             clamp_mv(s, &mb->mv, &near[0], mb_x, mb_y);
755             break;
756         case VP8_MVMODE_NEAR:
757             clamp_mv(s, &mb->mv, &near[1], mb_x, mb_y);
758             break;
759         case VP8_MVMODE_NEW:
760             mb->mv.y = best.y + read_mv_component(c, s->prob->mvc[0]);
761             mb->mv.x = best.x + read_mv_component(c, s->prob->mvc[1]);
762             break;
763         }
764         if (mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
765             mb->partitioning = VP8_SPLITMVMODE_NONE;
766             mb->bmv[0] = mb->mv;
767         }
768     } else {
769         // intra MB, 16.1
770         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_inter, s->prob->pred16x16);
771
772         if (mb->mode == MODE_I4x4)
773             decode_intra4x4_modes(c, intra4x4, 4, 0);
774
775         s->chroma_pred_mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred8x8c_tree, s->prob->pred8x8c);
776         mb->ref_frame = VP56_FRAME_CURRENT;
777         mb->partitioning = VP8_SPLITMVMODE_NONE;
778         AV_WN32A(&mb->bmv[0], 0);
779     }
780 }
781
782 /**
783  * @param c arithmetic bitstream reader context
784  * @param block destination for block coefficients
785  * @param probs probabilities to use when reading trees from the bitstream
786  * @param i initial coeff index, 0 unless a separate DC block is coded
787  * @param zero_nhood the initial prediction context for number of surrounding
788  *                   all-zero blocks (only left/top, so 0-2)
789  * @param qmul array holding the dc/ac dequant factor at position 0/1
790  * @return 0 if no coeffs were decoded
791  *         otherwise, the index of the last coeff decoded plus one
792  */
793 static int decode_block_coeffs(VP56RangeCoder *c, DCTELEM block[16],
794                                uint8_t probs[8][3][NUM_DCT_TOKENS-1],
795                                int i, int zero_nhood, int16_t qmul[2])
796 {
797     int token, nonzero = 0;
798     int offset = 0;
799
800     for (; i < 16; i++) {
801         token = vp8_rac_get_tree_with_offset(c, vp8_coeff_tree, probs[vp8_coeff_band[i]][zero_nhood], offset);
802
803         if (token == DCT_EOB)
804             break;
805         else if (token >= DCT_CAT1) {
806             int cat = token-DCT_CAT1;
807             token = vp8_rac_get_coeff(c, vp8_dct_cat_prob[cat]);
808             token += 3 + (2<<cat);
809         }
810
811         // after the first token, the non-zero prediction context becomes
812         // based on the last decoded coeff
813         if (!token) {
814             zero_nhood = 0;
815             offset = 1;
816             continue;
817         } else if (token == 1)
818             zero_nhood = 1;
819         else
820             zero_nhood = 2;
821
822         // todo: full [16] qmat? load into register?
823         block[zigzag_scan[i]] = (vp8_rac_get(c) ? -token : token) * qmul[!!i];
824         nonzero = i+1;
825         offset = 0;
826     }
827     return nonzero;
828 }
829
830 static void decode_mb_coeffs(VP8Context *s, VP56RangeCoder *c, VP8Macroblock *mb,
831                              uint8_t t_nnz[9], uint8_t l_nnz[9])
832 {
833     LOCAL_ALIGNED_16(DCTELEM, dc,[16]);
834     int i, x, y, luma_start = 0, luma_ctx = 3;
835     int nnz_pred, nnz, nnz_total = 0;
836     int segment = s->segment;
837
838     s->dsp.clear_blocks((DCTELEM *)s->block);
839
840     if (mb->mode != MODE_I4x4 && mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
841         AV_ZERO128(dc);
842         AV_ZERO128(dc+8);
843         nnz_pred = t_nnz[8] + l_nnz[8];
844
845         // decode DC values and do hadamard
846         nnz = decode_block_coeffs(c, dc, s->prob->token[1], 0, nnz_pred,
847                                   s->qmat[segment].luma_dc_qmul);
848         l_nnz[8] = t_nnz[8] = !!nnz;
849         nnz_total += nnz;
850         s->vp8dsp.vp8_luma_dc_wht(s->block, dc);
851         luma_start = 1;
852         luma_ctx = 0;
853     }
854
855     // luma blocks
856     for (y = 0; y < 4; y++)
857         for (x = 0; x < 4; x++) {
858             nnz_pred = l_nnz[y] + t_nnz[x];
859             nnz = decode_block_coeffs(c, s->block[y][x], s->prob->token[luma_ctx], luma_start,
860                                       nnz_pred, s->qmat[segment].luma_qmul);
861             // nnz+luma_start may be one more than the actual last index, but we don't care
862             s->non_zero_count_cache[y][x] = nnz + luma_start;
863             t_nnz[x] = l_nnz[y] = !!nnz;
864             nnz_total += nnz;
865         }
866
867     // chroma blocks
868     // TODO: what to do about dimensions? 2nd dim for luma is x,
869     // but for chroma it's (y<<1)|x
870     for (i = 4; i < 6; i++)
871         for (y = 0; y < 2; y++)
872             for (x = 0; x < 2; x++) {
873                 nnz_pred = l_nnz[i+2*y] + t_nnz[i+2*x];
874                 nnz = decode_block_coeffs(c, s->block[i][(y<<1)+x], s->prob->token[2], 0,
875                                           nnz_pred, s->qmat[segment].chroma_qmul);
876                 s->non_zero_count_cache[i][(y<<1)+x] = nnz;
877                 t_nnz[i+2*x] = l_nnz[i+2*y] = !!nnz;
878                 nnz_total += nnz;
879             }
880
881     // if there were no coded coeffs despite the macroblock not being marked skip,
882     // we MUST not do the inner loop filter and should not do IDCT
883     // Since skip isn't used for bitstream prediction, just manually set it.
884     if (!nnz_total)
885         mb->skip = 1;
886 }
887
888 static av_always_inline
889 void backup_mb_border(uint8_t *top_border, uint8_t *src_y, uint8_t *src_cb, uint8_t *src_cr,
890                       int linesize, int uvlinesize, int simple)
891 {
892     AV_COPY128(top_border, src_y + 15*linesize);
893     if (!simple) {
894         AV_COPY64(top_border+16, src_cb + 7*uvlinesize);
895         AV_COPY64(top_border+24, src_cr + 7*uvlinesize);
896     }
897 }
898
899 static av_always_inline
900 void xchg_mb_border(uint8_t *top_border, uint8_t *src_y, uint8_t *src_cb, uint8_t *src_cr,
901                     int linesize, int uvlinesize, int mb_x, int mb_y, int mb_width,
902                     int simple, int xchg)
903 {
904     uint8_t *top_border_m1 = top_border-32;     // for TL prediction
905     src_y  -=   linesize;
906     src_cb -= uvlinesize;
907     src_cr -= uvlinesize;
908
909 #define XCHG(a,b,xchg) do {                     \
910         if (xchg) AV_SWAP64(b,a);               \
911         else      AV_COPY64(b,a);               \
912     } while (0)
913
914     XCHG(top_border_m1+8, src_y-8, xchg);
915     XCHG(top_border,      src_y,   xchg);
916     XCHG(top_border+8,    src_y+8, 1);
917     if (mb_x < mb_width-1)
918         XCHG(top_border+32, src_y+16, 1);
919
920     // only copy chroma for normal loop filter
921     // or to initialize the top row to 127
922     if (!simple || !mb_y) {
923         XCHG(top_border_m1+16, src_cb-8, xchg);
924         XCHG(top_border_m1+24, src_cr-8, xchg);
925         XCHG(top_border+16,    src_cb, 1);
926         XCHG(top_border+24,    src_cr, 1);
927     }
928 }
929
930 static int check_intra_pred_mode(int mode, int mb_x, int mb_y)
931 {
932     if (mode == DC_PRED8x8) {
933         if (!(mb_x|mb_y))
934             mode = DC_128_PRED8x8;
935         else if (!mb_y)
936             mode = LEFT_DC_PRED8x8;
937         else if (!mb_x)
938             mode = TOP_DC_PRED8x8;
939     }
940     return mode;
941 }
942
943 static void intra_predict(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb,
944                           uint8_t *intra4x4, int mb_x, int mb_y)
945 {
946     int x, y, mode, nnz, tr;
947
948     // for the first row, we need to run xchg_mb_border to init the top edge to 127
949     // otherwise, skip it if we aren't going to deblock
950     if (s->deblock_filter || !mb_y)
951         xchg_mb_border(s->top_border[mb_x+1], dst[0], dst[1], dst[2],
952                        s->linesize, s->uvlinesize, mb_x, mb_y, s->mb_width,
953                        s->filter.simple, 1);
954
955     if (mb->mode < MODE_I4x4) {
956         mode = check_intra_pred_mode(mb->mode, mb_x, mb_y);
957         s->hpc.pred16x16[mode](dst[0], s->linesize);
958     } else {
959         uint8_t *ptr = dst[0];
960         int stride = s->keyframe ? s->b4_stride : 4;
961
962         // all blocks on the right edge of the macroblock use bottom edge
963         // the top macroblock for their topright edge
964         uint8_t *tr_right = ptr - s->linesize + 16;
965
966         // if we're on the right edge of the frame, said edge is extended
967         // from the top macroblock
968         if (mb_x == s->mb_width-1) {
969             tr = tr_right[-1]*0x01010101;
970             tr_right = (uint8_t *)&tr;
971         }
972
973         if (mb->skip)
974             AV_ZERO128(s->non_zero_count_cache);
975
976         for (y = 0; y < 4; y++) {
977             uint8_t *topright = ptr + 4 - s->linesize;
978             for (x = 0; x < 4; x++) {
979                 if (x == 3)
980                     topright = tr_right;
981
982                 s->hpc.pred4x4[intra4x4[x]](ptr+4*x, topright, s->linesize);
983
984                 nnz = s->non_zero_count_cache[y][x];
985                 if (nnz) {
986                     if (nnz == 1)
987                         s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(ptr+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
988                     else
989                         s->vp8dsp.vp8_idct_add(ptr+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
990                 }
991                 topright += 4;
992             }
993
994             ptr   += 4*s->linesize;
995             intra4x4 += stride;
996         }
997     }
998
999     mode = check_intra_pred_mode(s->chroma_pred_mode, mb_x, mb_y);
1000     s->hpc.pred8x8[mode](dst[1], s->uvlinesize);
1001     s->hpc.pred8x8[mode](dst[2], s->uvlinesize);
1002
1003     if (s->deblock_filter || !mb_y)
1004         xchg_mb_border(s->top_border[mb_x+1], dst[0], dst[1], dst[2],
1005                        s->linesize, s->uvlinesize, mb_x, mb_y, s->mb_width,
1006                        s->filter.simple, 0);
1007 }
1008
1009 /**
1010  * Generic MC function.
1011  *
1012  * @param s VP8 decoding context
1013  * @param luma 1 for luma (Y) planes, 0 for chroma (Cb/Cr) planes
1014  * @param dst target buffer for block data at block position
1015  * @param src reference picture buffer at origin (0, 0)
1016  * @param mv motion vector (relative to block position) to get pixel data from
1017  * @param x_off horizontal position of block from origin (0, 0)
1018  * @param y_off vertical position of block from origin (0, 0)
1019  * @param block_w width of block (16, 8 or 4)
1020  * @param block_h height of block (always same as block_w)
1021  * @param width width of src/dst plane data
1022  * @param height height of src/dst plane data
1023  * @param linesize size of a single line of plane data, including padding
1024  * @param mc_func motion compensation function pointers (bilinear or sixtap MC)
1025  */
1026 static inline void vp8_mc(VP8Context *s, int luma,
1027                           uint8_t *dst, uint8_t *src, const VP56mv *mv,
1028                           int x_off, int y_off, int block_w, int block_h,
1029                           int width, int height, int linesize,
1030                           vp8_mc_func mc_func[3][3])
1031 {
1032     if (AV_RN32A(mv)) {
1033         static const uint8_t idx[8] = { 0, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1 };
1034         int mx = (mv->x << luma)&7, mx_idx = idx[mx];
1035         int my = (mv->y << luma)&7, my_idx = idx[my];
1036
1037         x_off += mv->x >> (3 - luma);
1038         y_off += mv->y >> (3 - luma);
1039
1040         // edge emulation
1041         src += y_off * linesize + x_off;
1042         if (x_off < 2 || x_off >= width  - block_w - 3 ||
1043             y_off < 2 || y_off >= height - block_h - 3) {
1044             ff_emulated_edge_mc(s->edge_emu_buffer, src - 2 * linesize - 2, linesize,
1045                                 block_w + 5, block_h + 5,
1046                                 x_off - 2, y_off - 2, width, height);
1047             src = s->edge_emu_buffer + 2 + linesize * 2;
1048         }
1049         mc_func[my_idx][mx_idx](dst, linesize, src, linesize, block_h, mx, my);
1050     } else
1051         mc_func[0][0](dst, linesize, src + y_off * linesize + x_off, linesize, block_h, 0, 0);
1052 }
1053
1054 static inline void vp8_mc_part(VP8Context *s, uint8_t *dst[3],
1055                                AVFrame *ref_frame, int x_off, int y_off,
1056                                int bx_off, int by_off,
1057                                int block_w, int block_h,
1058                                int width, int height, VP56mv *mv)
1059 {
1060     VP56mv uvmv = *mv;
1061
1062     /* Y */
1063     vp8_mc(s, 1, dst[0] + by_off * s->linesize + bx_off,
1064            ref_frame->data[0], mv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
1065            block_w, block_h, width, height, s->linesize,
1066            s->put_pixels_tab[block_w == 8]);
1067
1068     /* U/V */
1069     if (s->profile == 3) {
1070         uvmv.x &= ~7;
1071         uvmv.y &= ~7;
1072     }
1073     x_off   >>= 1; y_off   >>= 1;
1074     bx_off  >>= 1; by_off  >>= 1;
1075     width   >>= 1; height  >>= 1;
1076     block_w >>= 1; block_h >>= 1;
1077     vp8_mc(s, 0, dst[1] + by_off * s->uvlinesize + bx_off,
1078            ref_frame->data[1], &uvmv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
1079            block_w, block_h, width, height, s->uvlinesize,
1080            s->put_pixels_tab[1 + (block_w == 4)]);
1081     vp8_mc(s, 0, dst[2] + by_off * s->uvlinesize + bx_off,
1082            ref_frame->data[2], &uvmv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
1083            block_w, block_h, width, height, s->uvlinesize,
1084            s->put_pixels_tab[1 + (block_w == 4)]);
1085 }
1086
1087 /* Fetch pixels for estimated mv 4 macroblocks ahead.
1088  * Optimized for 64-byte cache lines.  Inspired by ffh264 prefetch_motion. */
1089 static inline void prefetch_motion(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y, int ref)
1090 {
1091     /* Don't prefetch refs that haven't been used yet this frame. */
1092     if (s->ref_count[ref-1]) {
1093         int x_off = mb_x << 4, y_off = mb_y << 4;
1094         int mx = mb->mv.x + x_off + 8;
1095         int my = mb->mv.y + y_off;
1096         uint8_t **src= s->framep[ref]->data;
1097         int off= mx + (my + (mb_x&3)*4)*s->linesize + 64;
1098         s->dsp.prefetch(src[0]+off, s->linesize, 4);
1099         off= (mx>>1) + ((my>>1) + (mb_x&7))*s->uvlinesize + 64;
1100         s->dsp.prefetch(src[1]+off, src[2]-src[1], 2);
1101     }
1102 }
1103
1104 /**
1105  * Apply motion vectors to prediction buffer, chapter 18.
1106  */
1107 static void inter_predict(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb,
1108                           int mb_x, int mb_y)
1109 {
1110     int x_off = mb_x << 4, y_off = mb_y << 4;
1111     int width = 16*s->mb_width, height = 16*s->mb_height;
1112     AVFrame *ref = s->framep[mb->ref_frame];
1113     VP56mv *bmv = mb->bmv;
1114
1115     if (mb->mode < VP8_MVMODE_SPLIT) {
1116         vp8_mc_part(s, dst, ref, x_off, y_off,
1117                     0, 0, 16, 16, width, height, &mb->mv);
1118     } else switch (mb->partitioning) {
1119     case VP8_SPLITMVMODE_4x4: {
1120         int x, y;
1121         VP56mv uvmv;
1122
1123         /* Y */
1124         for (y = 0; y < 4; y++) {
1125             for (x = 0; x < 4; x++) {
1126                 vp8_mc(s, 1, dst[0] + 4*y*s->linesize + x*4,
1127                        ref->data[0], &bmv[4*y + x],
1128                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1129                        width, height, s->linesize,
1130                        s->put_pixels_tab[2]);
1131             }
1132         }
1133
1134         /* U/V */
1135         x_off >>= 1; y_off >>= 1; width >>= 1; height >>= 1;
1136         for (y = 0; y < 2; y++) {
1137             for (x = 0; x < 2; x++) {
1138                 uvmv.x = mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x  ].x +
1139                          mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x+1].x +
1140                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x  ].x +
1141                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x+1].x;
1142                 uvmv.y = mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x  ].y +
1143                          mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x+1].y +
1144                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x  ].y +
1145                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x+1].y;
1146                 uvmv.x = (uvmv.x + 2 + (uvmv.x >> (INT_BIT-1))) >> 2;
1147                 uvmv.y = (uvmv.y + 2 + (uvmv.y >> (INT_BIT-1))) >> 2;
1148                 if (s->profile == 3) {
1149                     uvmv.x &= ~7;
1150                     uvmv.y &= ~7;
1151                 }
1152                 vp8_mc(s, 0, dst[1] + 4*y*s->uvlinesize + x*4,
1153                        ref->data[1], &uvmv,
1154                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1155                        width, height, s->uvlinesize,
1156                        s->put_pixels_tab[2]);
1157                 vp8_mc(s, 0, dst[2] + 4*y*s->uvlinesize + x*4,
1158                        ref->data[2], &uvmv,
1159                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1160                        width, height, s->uvlinesize,
1161                        s->put_pixels_tab[2]);
1162             }
1163         }
1164         break;
1165     }
1166     case VP8_SPLITMVMODE_16x8:
1167         vp8_mc_part(s, dst, ref, x_off, y_off,
1168                     0, 0, 16, 8, width, height, &bmv[0]);
1169         vp8_mc_part(s, dst, ref, x_off, y_off,
1170                     0, 8, 16, 8, width, height, &bmv[1]);
1171         break;
1172     case VP8_SPLITMVMODE_8x16:
1173         vp8_mc_part(s, dst, ref, x_off, y_off,
1174                     0, 0, 8, 16, width, height, &bmv[0]);
1175         vp8_mc_part(s, dst, ref, x_off, y_off,
1176                     8, 0, 8, 16, width, height, &bmv[1]);
1177         break;
1178     case VP8_SPLITMVMODE_8x8:
1179         vp8_mc_part(s, dst, ref, x_off, y_off,
1180                     0, 0, 8, 8, width, height, &bmv[0]);
1181         vp8_mc_part(s, dst, ref, x_off, y_off,
1182                     8, 0, 8, 8, width, height, &bmv[1]);
1183         vp8_mc_part(s, dst, ref, x_off, y_off,
1184                     0, 8, 8, 8, width, height, &bmv[2]);
1185         vp8_mc_part(s, dst, ref, x_off, y_off,
1186                     8, 8, 8, 8, width, height, &bmv[3]);
1187         break;
1188     }
1189 }
1190
1191 static void idct_mb(VP8Context *s, uint8_t *y_dst, uint8_t *u_dst, uint8_t *v_dst,
1192                     VP8Macroblock *mb)
1193 {
1194     int x, y, nnz;
1195
1196     if (mb->mode != MODE_I4x4)
1197         for (y = 0; y < 4; y++) {
1198             for (x = 0; x < 4; x++) {
1199                 nnz = s->non_zero_count_cache[y][x];
1200                 if (nnz) {
1201                     if (nnz == 1)
1202                         s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(y_dst+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
1203                     else
1204                         s->vp8dsp.vp8_idct_add(y_dst+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
1205                 }
1206             }
1207             y_dst += 4*s->linesize;
1208         }
1209
1210     for (y = 0; y < 2; y++) {
1211         for (x = 0; x < 2; x++) {
1212             nnz = s->non_zero_count_cache[4][(y<<1)+x];
1213             if (nnz) {
1214                 if (nnz == 1)
1215                     s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(u_dst+4*x, s->block[4][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1216                 else
1217                     s->vp8dsp.vp8_idct_add(u_dst+4*x, s->block[4][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1218             }
1219
1220             nnz = s->non_zero_count_cache[5][(y<<1)+x];
1221             if (nnz) {
1222                 if (nnz == 1)
1223                     s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(v_dst+4*x, s->block[5][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1224                 else
1225                     s->vp8dsp.vp8_idct_add(v_dst+4*x, s->block[5][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1226             }
1227         }
1228         u_dst += 4*s->uvlinesize;
1229         v_dst += 4*s->uvlinesize;
1230     }
1231 }
1232
1233 static void filter_level_for_mb(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, VP8FilterStrength *f )
1234 {
1235     int interior_limit, filter_level;
1236
1237     if (s->segmentation.enabled) {
1238         filter_level = s->segmentation.filter_level[s->segment];
1239         if (!s->segmentation.absolute_vals)
1240             filter_level += s->filter.level;
1241     } else
1242         filter_level = s->filter.level;
1243
1244     if (s->lf_delta.enabled) {
1245         filter_level += s->lf_delta.ref[mb->ref_frame];
1246
1247         if (mb->ref_frame == VP56_FRAME_CURRENT) {
1248             if (mb->mode == MODE_I4x4)
1249                 filter_level += s->lf_delta.mode[0];
1250         } else {
1251             if (mb->mode == VP8_MVMODE_ZERO)
1252                 filter_level += s->lf_delta.mode[1];
1253             else if (mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT)
1254                 filter_level += s->lf_delta.mode[3];
1255             else
1256                 filter_level += s->lf_delta.mode[2];
1257         }
1258     }
1259     filter_level = av_clip(filter_level, 0, 63);
1260
1261     interior_limit = filter_level;
1262     if (s->filter.sharpness) {
1263         interior_limit >>= s->filter.sharpness > 4 ? 2 : 1;
1264         interior_limit = FFMIN(interior_limit, 9 - s->filter.sharpness);
1265     }
1266     interior_limit = FFMAX(interior_limit, 1);
1267
1268     f->filter_level = filter_level;
1269     f->inner_limit = interior_limit;
1270     f->inner_filter = !mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT;
1271 }
1272
1273 static void filter_mb(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8FilterStrength *f, int mb_x, int mb_y)
1274 {
1275     int mbedge_lim, bedge_lim, hev_thresh;
1276     int filter_level = f->filter_level;
1277     int inner_limit = f->inner_limit;
1278     int inner_filter = f->inner_filter;
1279     int linesize = s->linesize;
1280     int uvlinesize = s->uvlinesize;
1281
1282     if (!filter_level)
1283         return;
1284
1285     mbedge_lim = 2*(filter_level+2) + inner_limit;
1286      bedge_lim = 2* filter_level    + inner_limit;
1287     hev_thresh = filter_level >= 15;
1288
1289     if (s->keyframe) {
1290         if (filter_level >= 40)
1291             hev_thresh = 2;
1292     } else {
1293         if (filter_level >= 40)
1294             hev_thresh = 3;
1295         else if (filter_level >= 20)
1296             hev_thresh = 2;
1297     }
1298
1299     if (mb_x) {
1300         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16y(dst[0],     linesize,
1301                                        mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1302         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8uv(dst[1],     dst[2],      uvlinesize,
1303                                        mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1304     }
1305
1306     if (inner_filter) {
1307         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16y_inner(dst[0]+ 4, linesize, bedge_lim,
1308                                              inner_limit, hev_thresh);
1309         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16y_inner(dst[0]+ 8, linesize, bedge_lim,
1310                                              inner_limit, hev_thresh);
1311         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16y_inner(dst[0]+12, linesize, bedge_lim,
1312                                              inner_limit, hev_thresh);
1313         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8uv_inner(dst[1] + 4, dst[2] + 4,
1314                                              uvlinesize,  bedge_lim,
1315                                              inner_limit, hev_thresh);
1316     }
1317
1318     if (mb_y) {
1319         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16y(dst[0],     linesize,
1320                                        mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1321         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8uv(dst[1],     dst[2],      uvlinesize,
1322                                        mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1323     }
1324
1325     if (inner_filter) {
1326         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16y_inner(dst[0]+ 4*linesize,
1327                                              linesize,    bedge_lim,
1328                                              inner_limit, hev_thresh);
1329         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16y_inner(dst[0]+ 8*linesize,
1330                                              linesize,    bedge_lim,
1331                                              inner_limit, hev_thresh);
1332         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16y_inner(dst[0]+12*linesize,
1333                                              linesize,    bedge_lim,
1334                                              inner_limit, hev_thresh);
1335         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8uv_inner(dst[1] + 4 * uvlinesize,
1336                                              dst[2] + 4 * uvlinesize,
1337                                              uvlinesize,  bedge_lim,
1338                                              inner_limit, hev_thresh);
1339     }
1340 }
1341
1342 static void filter_mb_simple(VP8Context *s, uint8_t *dst, VP8FilterStrength *f, int mb_x, int mb_y)
1343 {
1344     int mbedge_lim, bedge_lim;
1345     int filter_level = f->filter_level;
1346     int inner_limit = f->inner_limit;
1347     int inner_filter = f->inner_filter;
1348     int linesize = s->linesize;
1349
1350     if (!filter_level)
1351         return;
1352
1353     mbedge_lim = 2*(filter_level+2) + inner_limit;
1354      bedge_lim = 2* filter_level    + inner_limit;
1355
1356     if (mb_x)
1357         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst, linesize, mbedge_lim);
1358     if (inner_filter) {
1359         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+ 4, linesize, bedge_lim);
1360         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+ 8, linesize, bedge_lim);
1361         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+12, linesize, bedge_lim);
1362     }
1363
1364     if (mb_y)
1365         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst, linesize, mbedge_lim);
1366     if (inner_filter) {
1367         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+ 4*linesize, linesize, bedge_lim);
1368         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+ 8*linesize, linesize, bedge_lim);
1369         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+12*linesize, linesize, bedge_lim);
1370     }
1371 }
1372
1373 static void filter_mb_row(VP8Context *s, int mb_y)
1374 {
1375     VP8FilterStrength *f = s->filter_strength;
1376     uint8_t *dst[3] = {
1377         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[0] + 16*mb_y*s->linesize,
1378         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[1] +  8*mb_y*s->uvlinesize,
1379         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[2] +  8*mb_y*s->uvlinesize
1380     };
1381     int mb_x;
1382
1383     for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1384         backup_mb_border(s->top_border[mb_x+1], dst[0], dst[1], dst[2], s->linesize, s->uvlinesize, 0);
1385         filter_mb(s, dst, f++, mb_x, mb_y);
1386         dst[0] += 16;
1387         dst[1] += 8;
1388         dst[2] += 8;
1389     }
1390 }
1391
1392 static void filter_mb_row_simple(VP8Context *s, int mb_y)
1393 {
1394     VP8FilterStrength *f = s->filter_strength;
1395     uint8_t *dst = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[0] + 16*mb_y*s->linesize;
1396     int mb_x;
1397
1398     for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1399         backup_mb_border(s->top_border[mb_x+1], dst, NULL, NULL, s->linesize, 0, 1);
1400         filter_mb_simple(s, dst, f++, mb_x, mb_y);
1401         dst += 16;
1402     }
1403 }
1404
1405 static int vp8_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
1406                             AVPacket *avpkt)
1407 {
1408     VP8Context *s = avctx->priv_data;
1409     int ret, mb_x, mb_y, i, y, referenced;
1410     enum AVDiscard skip_thresh;
1411     AVFrame *curframe = NULL;
1412
1413     if ((ret = decode_frame_header(s, avpkt->data, avpkt->size)) < 0)
1414         return ret;
1415
1416     referenced = s->update_last || s->update_golden == VP56_FRAME_CURRENT
1417                                 || s->update_altref == VP56_FRAME_CURRENT;
1418
1419     skip_thresh = !referenced ? AVDISCARD_NONREF :
1420                     !s->keyframe ? AVDISCARD_NONKEY : AVDISCARD_ALL;
1421
1422     if (avctx->skip_frame >= skip_thresh) {
1423         s->invisible = 1;
1424         goto skip_decode;
1425     }
1426     s->deblock_filter = s->filter.level && avctx->skip_loop_filter < skip_thresh;
1427
1428     for (i = 0; i < 4; i++)
1429         if (&s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] &&
1430             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] &&
1431             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2]) {
1432             curframe = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT] = &s->frames[i];
1433             break;
1434         }
1435     if (curframe->data[0])
1436         avctx->release_buffer(avctx, curframe);
1437
1438     curframe->key_frame = s->keyframe;
1439     curframe->pict_type = s->keyframe ? FF_I_TYPE : FF_P_TYPE;
1440     curframe->reference = referenced ? 3 : 0;
1441     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, curframe))) {
1442         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed!\n");
1443         return ret;
1444     }
1445
1446     // Given that arithmetic probabilities are updated every frame, it's quite likely
1447     // that the values we have on a random interframe are complete junk if we didn't
1448     // start decode on a keyframe. So just don't display anything rather than junk.
1449     if (!s->keyframe && (!s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] ||
1450                          !s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] ||
1451                          !s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2])) {
1452         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Discarding interframe without a prior keyframe!\n");
1453         return AVERROR_INVALIDDATA;
1454     }
1455
1456     s->linesize   = curframe->linesize[0];
1457     s->uvlinesize = curframe->linesize[1];
1458
1459     if (!s->edge_emu_buffer)
1460         s->edge_emu_buffer = av_malloc(21*s->linesize);
1461
1462     memset(s->top_nnz, 0, s->mb_width*sizeof(*s->top_nnz));
1463
1464     /* Zero macroblock structures for top/left prediction from outside the frame. */
1465     memset(s->macroblocks, 0, (s->mb_width + s->mb_height*2)*sizeof(*s->macroblocks));
1466
1467     // top edge of 127 for intra prediction
1468     memset(s->top_border, 127, (s->mb_width+1)*sizeof(*s->top_border));
1469     memset(s->ref_count, 0, sizeof(s->ref_count));
1470
1471     for (mb_y = 0; mb_y < s->mb_height; mb_y++) {
1472         VP56RangeCoder *c = &s->coeff_partition[mb_y & (s->num_coeff_partitions-1)];
1473         VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + (s->mb_height - mb_y - 1)*2;
1474         uint8_t *intra4x4 = s->intra4x4_pred_mode + 4*mb_y*s->b4_stride;
1475         uint8_t *segment_map = s->segmentation_map + mb_y*s->mb_stride;
1476         uint8_t *dst[3] = {
1477             curframe->data[0] + 16*mb_y*s->linesize,
1478             curframe->data[1] +  8*mb_y*s->uvlinesize,
1479             curframe->data[2] +  8*mb_y*s->uvlinesize
1480         };
1481
1482         memset(s->left_nnz, 0, sizeof(s->left_nnz));
1483
1484         // left edge of 129 for intra prediction
1485         if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_EMU_EDGE))
1486             for (i = 0; i < 3; i++)
1487                 for (y = 0; y < 16>>!!i; y++)
1488                     dst[i][y*curframe->linesize[i]-1] = 129;
1489         if (mb_y)
1490             memset(s->top_border, 129, sizeof(*s->top_border));
1491
1492         for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1493             uint8_t *intra4x4_mb = s->keyframe ? intra4x4 + 4*mb_x : s->intra4x4_pred_mode_mb;
1494             uint8_t *segment_mb = segment_map+mb_x;
1495
1496             /* Prefetch the current frame, 4 MBs ahead */
1497             s->dsp.prefetch(dst[0] + (mb_x&3)*4*s->linesize + 64, s->linesize, 4);
1498             s->dsp.prefetch(dst[1] + (mb_x&7)*s->uvlinesize + 64, dst[2] - dst[1], 2);
1499
1500             decode_mb_mode(s, mb, mb_x, mb_y, intra4x4_mb, segment_mb);
1501
1502             prefetch_motion(s, mb, mb_x, mb_y, VP56_FRAME_PREVIOUS);
1503
1504             if (!mb->skip)
1505                 decode_mb_coeffs(s, c, mb, s->top_nnz[mb_x], s->left_nnz);
1506
1507             if (mb->mode <= MODE_I4x4)
1508                 intra_predict(s, dst, mb, intra4x4_mb, mb_x, mb_y);
1509             else
1510                 inter_predict(s, dst, mb, mb_x, mb_y);
1511
1512             prefetch_motion(s, mb, mb_x, mb_y, VP56_FRAME_GOLDEN);
1513
1514             if (!mb->skip) {
1515                 idct_mb(s, dst[0], dst[1], dst[2], mb);
1516             } else {
1517                 AV_ZERO64(s->left_nnz);
1518                 AV_WN64(s->top_nnz[mb_x], 0);   // array of 9, so unaligned
1519
1520                 // Reset DC block predictors if they would exist if the mb had coefficients
1521                 if (mb->mode != MODE_I4x4 && mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
1522                     s->left_nnz[8]      = 0;
1523                     s->top_nnz[mb_x][8] = 0;
1524                 }
1525             }
1526
1527             if (s->deblock_filter)
1528                 filter_level_for_mb(s, mb, &s->filter_strength[mb_x]);
1529
1530             prefetch_motion(s, mb, mb_x, mb_y, VP56_FRAME_GOLDEN2);
1531
1532             dst[0] += 16;
1533             dst[1] += 8;
1534             dst[2] += 8;
1535             mb++;
1536         }
1537         if (s->deblock_filter) {
1538             if (s->filter.simple)
1539                 filter_mb_row_simple(s, mb_y);
1540             else
1541                 filter_mb_row(s, mb_y);
1542         }
1543     }
1544
1545 skip_decode:
1546     // if future frames don't use the updated probabilities,
1547     // reset them to the values we saved
1548     if (!s->update_probabilities)
1549         s->prob[0] = s->prob[1];
1550
1551     // check if golden and altref are swapped
1552     if (s->update_altref == VP56_FRAME_GOLDEN &&
1553         s->update_golden == VP56_FRAME_GOLDEN2)
1554         FFSWAP(AVFrame *, s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN], s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2]);
1555     else {
1556         if (s->update_altref != VP56_FRAME_NONE)
1557             s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2] = s->framep[s->update_altref];
1558
1559         if (s->update_golden != VP56_FRAME_NONE)
1560             s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] = s->framep[s->update_golden];
1561     }
1562
1563     if (s->update_last) // move cur->prev
1564         s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT];
1565
1566     // release no longer referenced frames
1567     for (i = 0; i < 4; i++)
1568         if (s->frames[i].data[0] &&
1569             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_CURRENT] &&
1570             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] &&
1571             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] &&
1572             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2])
1573             avctx->release_buffer(avctx, &s->frames[i]);
1574
1575     if (!s->invisible) {
1576         *(AVFrame*)data = *s->framep[VP56_FRAME_CURRENT];
1577         *data_size = sizeof(AVFrame);
1578     }
1579
1580     return avpkt->size;
1581 }
1582
1583 static av_cold int vp8_decode_init(AVCodecContext *avctx)
1584 {
1585     VP8Context *s = avctx->priv_data;
1586
1587     s->avctx = avctx;
1588     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
1589
1590     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
1591     ff_h264_pred_init(&s->hpc, CODEC_ID_VP8);
1592     ff_vp8dsp_init(&s->vp8dsp);
1593
1594     // intra pred needs edge emulation among other things
1595     if (avctx->flags&CODEC_FLAG_EMU_EDGE) {
1596         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Edge emulation not supported\n");
1597         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1598     }
1599
1600     return 0;
1601 }
1602
1603 static av_cold int vp8_decode_free(AVCodecContext *avctx)
1604 {
1605     vp8_decode_flush(avctx);
1606     return 0;
1607 }
1608
1609 AVCodec vp8_decoder = {
1610     "vp8",
1611     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1612     CODEC_ID_VP8,
1613     sizeof(VP8Context),
1614     vp8_decode_init,
1615     NULL,
1616     vp8_decode_free,
1617     vp8_decode_frame,
1618     CODEC_CAP_DR1,
1619     .flush = vp8_decode_flush,
1620     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("On2 VP8"),
1621 };