1cfdae65b2b8ea72232dba7385f6cea3e8a1ad31
[ffmpeg.git] / libavcodec / dv.c
1 /*
2  * DV decoder
3  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard.
4  * Copyright (c) 2004 Roman Shaposhnik.
5  *
6  * DV encoder 
7  * Copyright (c) 2003 Roman Shaposhnik.
8  *
9  * Many thanks to Dan Dennedy <dan@dennedy.org> for providing wealth
10  * of DV technical info.
11  *
12  * This library is free software; you can redistribute it and/or
13  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
14  * License as published by the Free Software Foundation; either
15  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
16  *
17  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
20  * Lesser General Public License for more details.
21  *
22  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
23  * License along with this library; if not, write to the Free Software
24  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
25  */
26
27 /**
28  * @file dv.c
29  * DV codec.
30  */
31 #include "avcodec.h"
32 #include "dsputil.h"
33 #include "mpegvideo.h"
34 #include "simple_idct.h"
35 #include "dvdata.h"
36
37 typedef struct DVVideoContext {
38     const DVprofile* sys;
39     AVFrame picture;
40     uint8_t *buf;
41     
42     uint8_t dv_zigzag[2][64];
43     uint8_t dv_idct_shift[2][2][22][64];
44   
45     void (*get_pixels)(DCTELEM *block, const uint8_t *pixels, int line_size);
46     void (*fdct[2])(DCTELEM *block);
47     void (*idct_put[2])(uint8_t *dest, int line_size, DCTELEM *block);
48 } DVVideoContext;
49
50 #define TEX_VLC_BITS 9
51
52 #ifdef DV_CODEC_TINY_TARGET
53 #define DV_VLC_MAP_RUN_SIZE 15
54 #define DV_VLC_MAP_LEV_SIZE 23
55 #else
56 #define DV_VLC_MAP_RUN_SIZE  64 
57 #define DV_VLC_MAP_LEV_SIZE 512
58 #endif
59
60 /* MultiThreading */
61 static uint8_t** dv_anchor;
62
63 /* XXX: also include quantization */
64 static RL_VLC_ELEM *dv_rl_vlc;
65 /* VLC encoding lookup table */
66 static struct dv_vlc_pair {
67    uint32_t vlc;
68    uint8_t  size;
69 } (*dv_vlc_map)[DV_VLC_MAP_LEV_SIZE] = NULL;
70
71 static void dv_build_unquantize_tables(DVVideoContext *s, uint8_t* perm)
72 {
73     int i, q, j;
74
75     /* NOTE: max left shift is 6 */
76     for(q = 0; q < 22; q++) {
77         /* 88DCT */
78         for(i = 1; i < 64; i++) {
79             /* 88 table */
80             j = perm[i];
81             s->dv_idct_shift[0][0][q][j] =
82                 dv_quant_shifts[q][dv_88_areas[i]] + 1;
83             s->dv_idct_shift[1][0][q][j] = s->dv_idct_shift[0][0][q][j] + 1;
84         }
85         
86         /* 248DCT */
87         for(i = 1; i < 64; i++) {
88             /* 248 table */
89             s->dv_idct_shift[0][1][q][i] =  
90                 dv_quant_shifts[q][dv_248_areas[i]] + 1;
91             s->dv_idct_shift[1][1][q][i] = s->dv_idct_shift[0][1][q][i] + 1;
92         }
93     }
94 }
95
96 static int dvvideo_init(AVCodecContext *avctx)
97 {
98     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
99     DSPContext dsp;
100     static int done=0;
101     int i, j;
102
103     if (!done) {
104         VLC dv_vlc;
105         uint16_t new_dv_vlc_bits[NB_DV_VLC*2];
106         uint8_t new_dv_vlc_len[NB_DV_VLC*2];
107         uint8_t new_dv_vlc_run[NB_DV_VLC*2];
108         int16_t new_dv_vlc_level[NB_DV_VLC*2];
109
110         done = 1;
111
112         dv_vlc_map = av_mallocz_static(DV_VLC_MAP_LEV_SIZE*DV_VLC_MAP_RUN_SIZE*sizeof(struct dv_vlc_pair));
113         if (!dv_vlc_map)
114             return -ENOMEM;
115
116         /* dv_anchor lets each thread know its Id */
117         dv_anchor = av_malloc(12*27*sizeof(void*));
118         if (!dv_anchor) {
119             return -ENOMEM;
120         }
121         for (i=0; i<12*27; i++)
122             dv_anchor[i] = (void*)(size_t)i;
123
124         /* it's faster to include sign bit in a generic VLC parsing scheme */
125         for (i=0, j=0; i<NB_DV_VLC; i++, j++) {
126             new_dv_vlc_bits[j] = dv_vlc_bits[i];
127             new_dv_vlc_len[j] = dv_vlc_len[i];
128             new_dv_vlc_run[j] = dv_vlc_run[i];
129             new_dv_vlc_level[j] = dv_vlc_level[i];
130             
131             if (dv_vlc_level[i]) {
132                 new_dv_vlc_bits[j] <<= 1;
133                 new_dv_vlc_len[j]++;
134
135                 j++;
136                 new_dv_vlc_bits[j] = (dv_vlc_bits[i] << 1) | 1;
137                 new_dv_vlc_len[j] = dv_vlc_len[i] + 1;
138                 new_dv_vlc_run[j] = dv_vlc_run[i];
139                 new_dv_vlc_level[j] = -dv_vlc_level[i];
140             }
141         }
142              
143         /* NOTE: as a trick, we use the fact the no codes are unused
144            to accelerate the parsing of partial codes */
145         init_vlc(&dv_vlc, TEX_VLC_BITS, j, 
146                  new_dv_vlc_len, 1, 1, new_dv_vlc_bits, 2, 2, 0);
147
148         dv_rl_vlc = av_malloc(dv_vlc.table_size * sizeof(RL_VLC_ELEM));
149         if (!dv_rl_vlc) {
150             av_free(dv_anchor);
151             return -ENOMEM;
152         }
153         for(i = 0; i < dv_vlc.table_size; i++){
154             int code= dv_vlc.table[i][0];
155             int len = dv_vlc.table[i][1];
156             int level, run;
157         
158             if(len<0){ //more bits needed
159                 run= 0;
160                 level= code;
161             } else {
162                 run=   new_dv_vlc_run[code] + 1;
163                 level= new_dv_vlc_level[code];
164             }
165             dv_rl_vlc[i].len = len;
166             dv_rl_vlc[i].level = level;
167             dv_rl_vlc[i].run = run;
168         }
169         free_vlc(&dv_vlc);
170
171         for (i = 0; i < NB_DV_VLC - 1; i++) {
172            if (dv_vlc_run[i] >= DV_VLC_MAP_RUN_SIZE)
173                continue;
174 #ifdef DV_CODEC_TINY_TARGET
175            if (dv_vlc_level[i] >= DV_VLC_MAP_LEV_SIZE)
176                continue;
177 #endif
178            
179            if (dv_vlc_map[dv_vlc_run[i]][dv_vlc_level[i]].size != 0)
180                continue;
181                
182            dv_vlc_map[dv_vlc_run[i]][dv_vlc_level[i]].vlc = dv_vlc_bits[i] << 
183                                                             (!!dv_vlc_level[i]);
184            dv_vlc_map[dv_vlc_run[i]][dv_vlc_level[i]].size = dv_vlc_len[i] + 
185                                                              (!!dv_vlc_level[i]);
186         }
187         for (i = 0; i < DV_VLC_MAP_RUN_SIZE; i++) {
188 #ifdef DV_CODEC_TINY_TARGET
189            for (j = 1; j < DV_VLC_MAP_LEV_SIZE; j++) {
190               if (dv_vlc_map[i][j].size == 0) {
191                   dv_vlc_map[i][j].vlc = dv_vlc_map[0][j].vlc |
192                             (dv_vlc_map[i-1][0].vlc << (dv_vlc_map[0][j].size));
193                   dv_vlc_map[i][j].size = dv_vlc_map[i-1][0].size + 
194                                           dv_vlc_map[0][j].size;
195               }
196            }
197 #else
198            for (j = 1; j < DV_VLC_MAP_LEV_SIZE/2; j++) {
199               if (dv_vlc_map[i][j].size == 0) {
200                   dv_vlc_map[i][j].vlc = dv_vlc_map[0][j].vlc |
201                             (dv_vlc_map[i-1][0].vlc << (dv_vlc_map[0][j].size));
202                   dv_vlc_map[i][j].size = dv_vlc_map[i-1][0].size + 
203                                           dv_vlc_map[0][j].size;
204               }
205               dv_vlc_map[i][((uint16_t)(-j))&0x1ff].vlc = 
206                                             dv_vlc_map[i][j].vlc | 1;
207               dv_vlc_map[i][((uint16_t)(-j))&0x1ff].size = 
208                                             dv_vlc_map[i][j].size;
209            }
210 #endif
211         }
212     }
213
214     /* Generic DSP setup */
215     dsputil_init(&dsp, avctx);
216     s->get_pixels = dsp.get_pixels;
217
218     /* 88DCT setup */
219     s->fdct[0] = dsp.fdct;
220     s->idct_put[0] = dsp.idct_put;
221     for (i=0; i<64; i++)
222        s->dv_zigzag[0][i] = dsp.idct_permutation[ff_zigzag_direct[i]];
223
224     /* 248DCT setup */
225     s->fdct[1] = dsp.fdct248;
226     s->idct_put[1] = simple_idct248_put;  // FIXME: need to add it to DSP
227     memcpy(s->dv_zigzag[1], ff_zigzag248_direct, 64);
228
229     /* XXX: do it only for constant case */
230     dv_build_unquantize_tables(s, dsp.idct_permutation);
231
232     /* FIXME: I really don't think this should be here */
233     if (dv_codec_profile(avctx))
234         avctx->pix_fmt = dv_codec_profile(avctx)->pix_fmt; 
235     avctx->coded_frame = &s->picture;
236     
237     return 0;
238 }
239
240 // #define VLC_DEBUG
241 // #define printf(...) av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, __VA_ARGS__)
242
243 typedef struct BlockInfo {
244     const uint8_t *shift_table;
245     const uint8_t *scan_table;
246     uint8_t pos; /* position in block */
247     uint8_t dct_mode;
248     uint8_t partial_bit_count;
249     uint16_t partial_bit_buffer;
250     int shift_offset;
251 } BlockInfo;
252
253 /* block size in bits */
254 static const uint16_t block_sizes[6] = {
255     112, 112, 112, 112, 80, 80
256 };
257 /* bit budget for AC only in 5 MBs */
258 static const int vs_total_ac_bits = (100 * 4 + 68*2) * 5;
259 /* see dv_88_areas and dv_248_areas for details */
260 static const int mb_area_start[5] = { 1, 6, 21, 43, 64 }; 
261
262 #ifndef ALT_BITSTREAM_READER
263 #warning only works with ALT_BITSTREAM_READER
264 static int re_index; //Hack to make it compile
265 #endif
266
267 static inline int get_bits_left(GetBitContext *s)
268 {
269     return s->size_in_bits - get_bits_count(s);
270 }
271
272 static inline int get_bits_size(GetBitContext *s)
273 {
274     return s->size_in_bits;
275 }
276
277 static inline int put_bits_left(PutBitContext* s)
278 {
279     return (s->buf_end - s->buf) * 8 - put_bits_count(s);
280 }
281
282 /* decode ac coefs */
283 static void dv_decode_ac(GetBitContext *gb, BlockInfo *mb, DCTELEM *block)
284 {
285     int last_index = get_bits_size(gb);
286     const uint8_t *scan_table = mb->scan_table;
287     const uint8_t *shift_table = mb->shift_table;
288     int pos = mb->pos;
289     int partial_bit_count = mb->partial_bit_count;
290     int level, pos1, run, vlc_len, index;
291     
292     OPEN_READER(re, gb);
293     UPDATE_CACHE(re, gb);
294     
295     /* if we must parse a partial vlc, we do it here */
296     if (partial_bit_count > 0) {
297         re_cache = ((unsigned)re_cache >> partial_bit_count) |
298                    (mb->partial_bit_buffer << (sizeof(re_cache)*8 - partial_bit_count));
299         re_index -= partial_bit_count;
300         mb->partial_bit_count = 0;
301     }
302
303     /* get the AC coefficients until last_index is reached */
304     for(;;) {
305 #ifdef VLC_DEBUG
306         printf("%2d: bits=%04x index=%d\n", pos, SHOW_UBITS(re, gb, 16), re_index);
307 #endif
308         /* our own optimized GET_RL_VLC */
309         index = NEG_USR32(re_cache, TEX_VLC_BITS);
310         vlc_len = dv_rl_vlc[index].len;
311         if (vlc_len < 0) {
312             index = NEG_USR32((unsigned)re_cache << TEX_VLC_BITS, -vlc_len) + dv_rl_vlc[index].level;
313             vlc_len = TEX_VLC_BITS - vlc_len;
314         }
315         level = dv_rl_vlc[index].level;
316         run = dv_rl_vlc[index].run;
317         
318         /* gotta check if we're still within gb boundaries */
319         if (re_index + vlc_len > last_index) {
320             /* should be < 16 bits otherwise a codeword could have been parsed */
321             mb->partial_bit_count = last_index - re_index;
322             mb->partial_bit_buffer = NEG_USR32(re_cache, mb->partial_bit_count);
323             re_index = last_index;
324             break;
325         }
326         re_index += vlc_len;
327
328 #ifdef VLC_DEBUG
329         printf("run=%d level=%d\n", run, level);
330 #endif
331         pos += run;     
332         if (pos >= 64)
333             break;
334         
335         if (level) {
336             pos1 = scan_table[pos];
337             block[pos1] = level << shift_table[pos1];
338         } 
339
340         UPDATE_CACHE(re, gb);
341     }
342     CLOSE_READER(re, gb);
343     mb->pos = pos;
344 }
345
346 static inline void bit_copy(PutBitContext *pb, GetBitContext *gb)
347 {
348     int bits_left = get_bits_left(gb);
349     while (bits_left >= 16) {
350         put_bits(pb, 16, get_bits(gb, 16));
351         bits_left -= 16;
352     }
353     if (bits_left > 0) {
354         put_bits(pb, bits_left, get_bits(gb, bits_left));
355     }
356 }
357
358 /* mb_x and mb_y are in units of 8 pixels */
359 static inline void dv_decode_video_segment(DVVideoContext *s, 
360                                            uint8_t *buf_ptr1, 
361                                            const uint16_t *mb_pos_ptr)
362 {
363     int quant, dc, dct_mode, class1, j;
364     int mb_index, mb_x, mb_y, v, last_index;
365     DCTELEM *block, *block1;
366     int c_offset;
367     uint8_t *y_ptr;
368     void (*idct_put)(uint8_t *dest, int line_size, DCTELEM *block);
369     uint8_t *buf_ptr;
370     PutBitContext pb, vs_pb;
371     GetBitContext gb;
372     BlockInfo mb_data[5 * 6], *mb, *mb1;
373     DCTELEM sblock[5*6][64] __align8;
374     uint8_t mb_bit_buffer[80 + 4]; /* allow some slack */
375     uint8_t vs_bit_buffer[5 * 80 + 4]; /* allow some slack */
376             
377     memset(sblock, 0, sizeof(sblock));
378
379     /* pass 1 : read DC and AC coefficients in blocks */
380     buf_ptr = buf_ptr1;
381     block1 = &sblock[0][0];
382     mb1 = mb_data;
383     init_put_bits(&vs_pb, vs_bit_buffer, 5 * 80);
384     for(mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++, mb1 += 6, block1 += 6 * 64) {
385         /* skip header */
386         quant = buf_ptr[3] & 0x0f;
387         buf_ptr += 4;
388         init_put_bits(&pb, mb_bit_buffer, 80);
389         mb = mb1;
390         block = block1;
391         for(j = 0;j < 6; j++) {
392             last_index = block_sizes[j];
393             init_get_bits(&gb, buf_ptr, last_index);
394             
395             /* get the dc */
396             dc = get_sbits(&gb, 9);
397             dct_mode = get_bits1(&gb);
398             mb->dct_mode = dct_mode;
399             mb->scan_table = s->dv_zigzag[dct_mode];
400             class1 = get_bits(&gb, 2);
401             mb->shift_table = s->dv_idct_shift[class1 == 3][dct_mode]
402                 [quant + dv_quant_offset[class1]];
403             dc = dc << 2;
404             /* convert to unsigned because 128 is not added in the
405                standard IDCT */
406             dc += 1024;
407             block[0] = dc;
408             buf_ptr += last_index >> 3;
409             mb->pos = 0;
410             mb->partial_bit_count = 0;
411
412 #ifdef VLC_DEBUG
413             printf("MB block: %d, %d ", mb_index, j);
414 #endif
415             dv_decode_ac(&gb, mb, block);
416
417             /* write the remaining bits  in a new buffer only if the
418                block is finished */
419             if (mb->pos >= 64)
420                 bit_copy(&pb, &gb);
421             
422             block += 64;
423             mb++;
424         }
425         
426         /* pass 2 : we can do it just after */
427 #ifdef VLC_DEBUG
428         printf("***pass 2 size=%d MB#=%d\n", put_bits_count(&pb), mb_index);
429 #endif
430         block = block1;
431         mb = mb1;
432         init_get_bits(&gb, mb_bit_buffer, put_bits_count(&pb));
433         flush_put_bits(&pb);
434         for(j = 0;j < 6; j++, block += 64, mb++) {
435             if (mb->pos < 64 && get_bits_left(&gb) > 0) {
436                 dv_decode_ac(&gb, mb, block);
437                 /* if still not finished, no need to parse other blocks */
438                 if (mb->pos < 64)
439                     break;
440             }
441         }
442         /* all blocks are finished, so the extra bytes can be used at
443            the video segment level */
444         if (j >= 6)
445             bit_copy(&vs_pb, &gb);
446     }
447
448     /* we need a pass other the whole video segment */
449 #ifdef VLC_DEBUG
450     printf("***pass 3 size=%d\n", put_bits_count(&vs_pb));
451 #endif
452     block = &sblock[0][0];
453     mb = mb_data;
454     init_get_bits(&gb, vs_bit_buffer, put_bits_count(&vs_pb));
455     flush_put_bits(&vs_pb);
456     for(mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++) {
457         for(j = 0;j < 6; j++) {
458             if (mb->pos < 64) {
459 #ifdef VLC_DEBUG
460                 printf("start %d:%d\n", mb_index, j);
461 #endif
462                 dv_decode_ac(&gb, mb, block);
463             }
464             if (mb->pos >= 64 && mb->pos < 127)
465                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "AC EOB marker is absent pos=%d\n", mb->pos);
466             block += 64;
467             mb++;
468         }
469     }
470     
471     /* compute idct and place blocks */
472     block = &sblock[0][0];
473     mb = mb_data;
474     for(mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++) {
475         v = *mb_pos_ptr++;
476         mb_x = v & 0xff;
477         mb_y = v >> 8;
478         y_ptr = s->picture.data[0] + (mb_y * s->picture.linesize[0] * 8) + (mb_x * 8);
479         if (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P)
480             c_offset = (mb_y * s->picture.linesize[1] * 8) + ((mb_x >> 2) * 8);
481         else
482             c_offset = ((mb_y >> 1) * s->picture.linesize[1] * 8) + ((mb_x >> 1) * 8);
483         for(j = 0;j < 6; j++) {
484             idct_put = s->idct_put[mb->dct_mode];
485             if (j < 4) {
486                 if (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P && mb_x < (704 / 8)) {
487                     /* NOTE: at end of line, the macroblock is handled as 420 */
488                     idct_put(y_ptr + (j * 8), s->picture.linesize[0], block);
489                 } else {
490                     idct_put(y_ptr + ((j & 1) * 8) + ((j >> 1) * 8 * s->picture.linesize[0]),
491                              s->picture.linesize[0], block);
492                 }
493             } else {
494                 if (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P && mb_x >= (704 / 8)) {
495                     uint64_t aligned_pixels[64/8];
496                     uint8_t *pixels= (uint8_t*)aligned_pixels;
497                     uint8_t *c_ptr, *c_ptr1, *ptr;
498                     int y, linesize;
499                     /* NOTE: at end of line, the macroblock is handled as 420 */
500                     idct_put(pixels, 8, block);
501                     linesize = s->picture.linesize[6 - j];
502                     c_ptr = s->picture.data[6 - j] + c_offset;
503                     ptr = pixels;
504                     for(y = 0;y < 8; y++) {
505                         /* convert to 411P */
506                         c_ptr1 = c_ptr + 8*linesize;
507                         c_ptr[0]= ptr[0]; c_ptr1[0]= ptr[4];
508                         c_ptr[1]= ptr[1]; c_ptr1[1]= ptr[5];
509                         c_ptr[2]= ptr[2]; c_ptr1[2]= ptr[6];
510                         c_ptr[3]= ptr[3]; c_ptr1[3]= ptr[7];
511                         c_ptr += linesize;
512                         ptr += 8;
513                     }
514                 } else {
515                     /* don't ask me why they inverted Cb and Cr ! */
516                     idct_put(s->picture.data[6 - j] + c_offset, 
517                              s->picture.linesize[6 - j], block);
518                 }
519             }
520             block += 64;
521             mb++;
522         }
523     }
524 }
525
526 #ifdef DV_CODEC_TINY_TARGET
527 /* Converts run and level (where level != 0) pair into vlc, returning bit size */
528 static always_inline int dv_rl2vlc(int run, int l, uint32_t* vlc)
529 {
530     int sign = l >> 8;
531     int level = (l ^ sign) - sign;
532     int size;
533     
534     sign = (sign & 1);
535
536     if (run < DV_VLC_MAP_RUN_SIZE && level < DV_VLC_MAP_LEV_SIZE) {
537         *vlc = dv_vlc_map[run][level].vlc | sign;
538         size = dv_vlc_map[run][level].size;
539     }
540     else { 
541         if (level < DV_VLC_MAP_LEV_SIZE) {
542             *vlc = dv_vlc_map[0][level].vlc | sign;
543             size = dv_vlc_map[0][level].size;
544         } else {
545             *vlc = 0xfe00 | (level << 1) | sign;
546             size = 16;
547         }
548         if (run) {
549             *vlc |= ((run < 16) ? dv_vlc_map[run-1][0].vlc : 
550                                   (0x1f80 | (run - 1))) << size;
551             size += (run < 16) ? dv_vlc_map[run-1][0].size : 13;
552         }
553     }
554     
555     return size;
556 }
557
558 static always_inline int dv_rl2vlc_size(int run, int l)
559 {
560     int level = (l ^ (l >> 8)) - (l >> 8);
561     int size;
562     
563     if (run < DV_VLC_MAP_RUN_SIZE && level < DV_VLC_MAP_LEV_SIZE) {
564         size = dv_vlc_map[run][level].size; 
565     }
566     else { 
567         size = (level < DV_VLC_MAP_LEV_SIZE) ? dv_vlc_map[0][level].size : 16;
568         if (run) {
569             size += (run < 16) ? dv_vlc_map[run-1][0].size : 13;
570         }
571     }
572     return size;
573 }
574 #else
575 static always_inline int dv_rl2vlc(int run, int l, uint32_t* vlc)
576 {
577     *vlc = dv_vlc_map[run][((uint16_t)l)&0x1ff].vlc;
578     return dv_vlc_map[run][((uint16_t)l)&0x1ff].size;
579 }
580
581 static always_inline int dv_rl2vlc_size(int run, int l)
582 {
583     return dv_vlc_map[run][((uint16_t)l)&0x1ff].size;
584 }
585 #endif
586
587 typedef struct EncBlockInfo {
588     int area_q[4];
589     int bit_size[4];
590     int prev_run[4];
591     int cur_ac;
592     int cno;
593     int dct_mode;
594     DCTELEM *mb;
595     uint8_t partial_bit_count;
596     uint32_t partial_bit_buffer; /* we can't use uint16_t here */
597 } EncBlockInfo;
598
599 static always_inline void dv_encode_ac(EncBlockInfo* bi, PutBitContext* pb_pool, 
600                                        int pb_size)
601 {
602     int run;
603     int bits_left;
604     PutBitContext* pb = pb_pool;
605     int size = bi->partial_bit_count;
606     uint32_t vlc = bi->partial_bit_buffer;
607     
608     bi->partial_bit_count = bi->partial_bit_buffer = 0;
609 vlc_loop:
610        /* Find suitable storage space */
611        for (; size > (bits_left = put_bits_left(pb)); pb++) {
612           if (bits_left) {
613               size -= bits_left;
614               put_bits(pb, bits_left, vlc >> size);
615               vlc = vlc & ((1<<size)-1);
616           }
617           if (pb_size == 1) {
618               bi->partial_bit_count = size;
619               bi->partial_bit_buffer = vlc;
620               return;
621           }
622           --pb_size;
623        }
624        
625        /* Store VLC */
626        put_bits(pb, size, vlc);
627        
628        /* Construct the next VLC */
629        run = 0;
630        for (; bi->cur_ac < 64; bi->cur_ac++, run++) {
631            if (bi->mb[bi->cur_ac]) {
632                size = dv_rl2vlc(run, bi->mb[bi->cur_ac], &vlc);
633                bi->cur_ac++;
634                goto vlc_loop;
635            }
636        }
637    
638        if (bi->cur_ac == 64) {
639            size = 4; vlc = 6; /* End Of Block stamp */
640            bi->cur_ac++;
641            goto vlc_loop;
642        }
643 }
644
645 static always_inline void dv_set_class_number(DCTELEM* blk, EncBlockInfo* bi, 
646                                               const uint8_t* zigzag_scan, int bias)
647 {
648     int i, area;
649     int run;
650     int classes[] = {12, 24, 36, 0xffff};
651
652     run = 0;
653     bi->mb[0] = blk[0]; 
654     bi->cno = 0;
655     for (area = 0; area < 4; area++) {
656        bi->prev_run[area] = run;
657        bi->bit_size[area] = 0;
658        for (i=mb_area_start[area]; i<mb_area_start[area+1]; i++) {
659           bi->mb[i] = (blk[zigzag_scan[i]] / 16);
660           while ((bi->mb[i] ^ (bi->mb[i] >> 8)) > classes[bi->cno])
661               bi->cno++;
662        
663           if (bi->mb[i]) {
664               bi->bit_size[area] += dv_rl2vlc_size(run, bi->mb[i]);
665               run = 0;
666           } else
667               ++run;
668        }
669     }
670     bi->bit_size[3] += 4; /* EOB marker */
671     bi->cno += bias;
672     
673     if (bi->cno >= 3) { /* FIXME: we have to recreate bit_size[], prev_run[] */
674         bi->cno = 3;
675         for (i=1; i<64; i++)
676            bi->mb[i] /= 2;
677     }
678 }
679
680 #define SC(x, y) ((s[x] - s[y]) ^ ((s[x] - s[y]) >> 7))
681 static always_inline int dv_guess_dct_mode(DCTELEM *blk) {
682     DCTELEM *s;
683     int score88 = 0;
684     int score248 = 0;
685     int i;
686     
687     /* Compute 8-8 score (small values give a better chance for 8-8 DCT) */
688     s = blk;
689     for(i=0; i<7; i++) {
690         score88 += SC(0,  8) + SC(1, 9) + SC(2, 10) + SC(3, 11) + 
691                    SC(4, 12) + SC(5,13) + SC(6, 14) + SC(7, 15);
692         s += 8;
693     }
694     /* Compute 2-4-8 score (small values give a better chance for 2-4-8 DCT) */
695     s = blk;
696     for(i=0; i<6; i++) {
697         score248 += SC(0, 16) + SC(1,17) + SC(2, 18) + SC(3, 19) +
698                     SC(4, 20) + SC(5,21) + SC(6, 22) + SC(7, 23);
699         s += 8;
700     }
701
702     return (score88 - score248 > -10);
703 }
704
705 static inline void dv_guess_qnos(EncBlockInfo* blks, int* qnos)
706 {
707     int size[5];
708     int i, j, k, a, run;
709     EncBlockInfo* b;
710     
711     do {
712        b = blks;
713        for (i=0; i<5; i++) {
714           if (!qnos[i])
715               continue;
716           
717           qnos[i]--;
718           size[i] = 0;
719           for (j=0; j<6; j++, b++) {
720              for (a=0; a<4; a++) {
721                 if (b->area_q[a] != dv_quant_shifts[qnos[i] + dv_quant_offset[b->cno]][a]) {
722                     b->bit_size[a] = (a==3)?4:0;
723                     b->area_q[a]++;
724                     run = b->prev_run[a];
725                     for (k=mb_area_start[a]; k<mb_area_start[a+1]; k++) {
726                        b->mb[k] /= 2;
727                        if (b->mb[k]) {
728                            b->bit_size[a] += dv_rl2vlc_size(run, b->mb[k]);
729                            run = 0;
730                        } else
731                            ++run;
732                     }
733                 }
734                 size[i] += b->bit_size[a];
735              }
736           }
737        }
738     } while ((vs_total_ac_bits < size[0] + size[1] + size[2] + size[3] + size[4]) && 
739              (qnos[0]|qnos[1]|qnos[2]|qnos[3]|qnos[4]));
740 }
741
742 /*
743  * This is a very rough initial implementaion. The performance is
744  * horrible and the weighting is missing. But it's missing from the 
745  * decoding step also -- so at least we're on the same page with decoder ;-)
746  */
747 static inline void dv_encode_video_segment(DVVideoContext *s, 
748                                            uint8_t *dif, 
749                                            const uint16_t *mb_pos_ptr)
750 {
751     int mb_index, i, j, v;
752     int mb_x, mb_y, c_offset, linesize; 
753     uint8_t*  y_ptr;
754     uint8_t*  data;
755     uint8_t*  ptr;
756     int       do_edge_wrap;
757     DCTELEM   block[64] __align8;
758     DCTELEM   sblock[5*6][64] __align8;
759     EncBlockInfo  enc_blks[5*6];
760     PutBitContext pbs[5*6];
761     PutBitContext* pb; 
762     EncBlockInfo* enc_blk;
763     int       vs_bit_size = 0;
764     int       qnos[5];
765    
766     enc_blk = &enc_blks[0];
767     pb = &pbs[0];
768     for(mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++) {
769         v = *mb_pos_ptr++;
770         mb_x = v & 0xff;
771         mb_y = v >> 8;
772         y_ptr = s->picture.data[0] + (mb_y * s->picture.linesize[0] * 8) + (mb_x * 8);
773         c_offset = (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P) ?
774                    ((mb_y * s->picture.linesize[1] * 8) + ((mb_x >> 2) * 8)) :
775                    (((mb_y >> 1) * s->picture.linesize[1] * 8) + ((mb_x >> 1) * 8));
776         do_edge_wrap = 0;
777         qnos[mb_index] = 15; /* No quantization */
778         ptr = dif + mb_index*80 + 4;
779         for(j = 0;j < 6; j++) {
780             if (j < 4) {  /* Four Y blocks */
781                 /* NOTE: at end of line, the macroblock is handled as 420 */
782                 if (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P && mb_x < (704 / 8)) {
783                     data = y_ptr + (j * 8);
784                 } else {
785                     data = y_ptr + ((j & 1) * 8) + ((j >> 1) * 8 * s->picture.linesize[0]);
786                 }
787                 linesize = s->picture.linesize[0];
788             } else {      /* Cr and Cb blocks */
789                 /* don't ask Fabrice why they inverted Cb and Cr ! */
790                 data = s->picture.data[6 - j] + c_offset;
791                 linesize = s->picture.linesize[6 - j];
792                 if (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P && mb_x >= (704 / 8))
793                     do_edge_wrap = 1;
794             }   
795             
796             /* Everything is set up -- now just copy data -> DCT block */
797             if (do_edge_wrap) {  /* Edge wrap copy: 4x16 -> 8x8 */
798                 uint8_t* d;
799                 DCTELEM *b = block;
800                 for (i=0;i<8;i++) {
801                    d = data + 8 * linesize;
802                    b[0] = data[0]; b[1] = data[1]; b[2] = data[2]; b[3] = data[3];
803                    b[4] =    d[0]; b[5] =    d[1]; b[6] =    d[2]; b[7] =    d[3];
804                    data += linesize;
805                    b += 8;
806                 }
807             } else {             /* Simple copy: 8x8 -> 8x8 */
808                 s->get_pixels(block, data, linesize);
809             }
810           
811             enc_blk->dct_mode = dv_guess_dct_mode(block);
812             enc_blk->mb = &sblock[mb_index*6+j][0];
813             enc_blk->area_q[0] = enc_blk->area_q[1] = enc_blk->area_q[2] = enc_blk->area_q[3] = 0;
814             enc_blk->partial_bit_count = 0;
815             enc_blk->partial_bit_buffer = 0;
816             enc_blk->cur_ac = 1;
817             
818             s->fdct[enc_blk->dct_mode](block);
819             
820             dv_set_class_number(block, enc_blk, 
821                                 enc_blk->dct_mode ? ff_zigzag248_direct : ff_zigzag_direct,
822                                 j/4*(j%2));
823            
824             init_put_bits(pb, ptr, block_sizes[j]/8);
825             put_bits(pb, 9, (uint16_t)(((enc_blk->mb[0] >> 3) - 1024) >> 2));
826             put_bits(pb, 1, enc_blk->dct_mode);
827             put_bits(pb, 2, enc_blk->cno);
828             
829             vs_bit_size += enc_blk->bit_size[0] + enc_blk->bit_size[1] +
830                            enc_blk->bit_size[2] + enc_blk->bit_size[3];
831             ++enc_blk;
832             ++pb;
833             ptr += block_sizes[j]/8;
834         }
835     }
836
837     if (vs_total_ac_bits < vs_bit_size)
838         dv_guess_qnos(&enc_blks[0], &qnos[0]);
839
840     for (i=0; i<5; i++) {
841        dif[i*80 + 3] = qnos[i];
842     }
843
844     /* First pass over individual cells only */
845     for (j=0; j<5*6; j++)
846        dv_encode_ac(&enc_blks[j], &pbs[j], 1);
847
848     /* Second pass over each MB space */
849     for (j=0; j<5*6; j++) {
850        if (enc_blks[j].cur_ac < 65 || enc_blks[j].partial_bit_count)
851            dv_encode_ac(&enc_blks[j], &pbs[(j/6)*6], 6);
852     }
853
854     /* Third and final pass over the whole vides segment space */
855     for (j=0; j<5*6; j++) {
856        if (enc_blks[j].cur_ac < 65 || enc_blks[j].partial_bit_count)
857            dv_encode_ac(&enc_blks[j], &pbs[0], 6*5);
858     }
859
860     for (j=0; j<5*6; j++)
861        flush_put_bits(&pbs[j]);
862 }
863
864 static int dv_decode_mt(AVCodecContext *avctx, void* sl)
865 {
866     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
867     int slice = (size_t)sl;
868     dv_decode_video_segment(s, &s->buf[((slice/27)*6+(slice/3)+slice*5+7)*80],
869                             &s->sys->video_place[slice*5]);
870     return 0;
871 }
872
873 static int dv_encode_mt(AVCodecContext *avctx, void* sl)
874 {
875     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
876     int slice = (size_t)sl;
877     dv_encode_video_segment(s, &s->buf[((slice/27)*6+(slice/3)+slice*5+7)*80],
878                             &s->sys->video_place[slice*5]);
879     return 0;
880 }
881
882 /* NOTE: exactly one frame must be given (120000 bytes for NTSC,
883    144000 bytes for PAL) */
884 static int dvvideo_decode_frame(AVCodecContext *avctx, 
885                                  void *data, int *data_size,
886                                  uint8_t *buf, int buf_size)
887 {
888     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
889   
890     s->sys = dv_frame_profile(buf);
891     if (!s->sys || buf_size < s->sys->frame_size)
892         return -1; /* NOTE: we only accept several full frames */
893
894     if(s->picture.data[0])
895         avctx->release_buffer(avctx, &s->picture);
896     
897     s->picture.reference = 0;
898     s->picture.key_frame = 1;
899     s->picture.pict_type = FF_I_TYPE;
900     avctx->pix_fmt = s->sys->pix_fmt;
901     avctx->width = s->sys->width;
902     avctx->height = s->sys->height;
903     if(avctx->get_buffer(avctx, &s->picture) < 0) {
904         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
905         return -1;
906     }
907     s->picture.interlaced_frame = 1;
908     s->picture.top_field_first = 0;
909
910     s->buf = buf;
911     avctx->execute(avctx, dv_decode_mt, (void**)&dv_anchor[0], NULL, 
912                    s->sys->difseg_size * 27);
913     
914     emms_c();
915
916     /* return image */
917     *data_size = sizeof(AVFrame);
918     *(AVFrame*)data= s->picture;
919     
920     return s->sys->frame_size;
921 }
922
923 static int dvvideo_encode_frame(AVCodecContext *c, uint8_t *buf, int buf_size, 
924                                 void *data)
925 {
926     DVVideoContext *s = c->priv_data;
927
928     s->sys = dv_codec_profile(c);
929     if (!s->sys)
930         return -1;
931     if(buf_size < s->sys->frame_size)
932         return -1;
933
934     c->pix_fmt = s->sys->pix_fmt;
935     s->picture = *((AVFrame *)data);
936     s->picture.key_frame = 1;
937     s->picture.pict_type = FF_I_TYPE;
938
939     s->buf = buf;
940     c->execute(c, dv_encode_mt, (void**)&dv_anchor[0], NULL, 
941                s->sys->difseg_size * 27);
942
943     emms_c();
944     return s->sys->frame_size;
945 }
946
947 #ifdef CONFIG_DVVIDEO_ENCODER
948 AVCodec dvvideo_encoder = {
949     "dvvideo",
950     CODEC_TYPE_VIDEO,
951     CODEC_ID_DVVIDEO,
952     sizeof(DVVideoContext),
953     dvvideo_init,
954     dvvideo_encode_frame,
955     NULL,
956     NULL,
957     CODEC_CAP_DR1,
958     NULL
959 };
960 #endif // CONFIG_DVVIDEO_ENCODER
961
962 AVCodec dvvideo_decoder = {
963     "dvvideo",
964     CODEC_TYPE_VIDEO,
965     CODEC_ID_DVVIDEO,
966     sizeof(DVVideoContext),
967     dvvideo_init,
968     NULL,
969     NULL,
970     dvvideo_decode_frame,
971     CODEC_CAP_DR1,
972     NULL
973 };