* DV decoding/encoding now supports MultiThreading for up to 324 CPUs ;-)
[ffmpeg.git] / libavcodec / dv.c
1 /*
2  * DV decoder
3  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard.
4  *
5  * DV encoder 
6  * Copyright (c) 2003 Roman Shaposhnik.
7  *
8  * Many thanks to Dan Dennedy <dan@dennedy.org> for providing wealth
9  * of DV technical info.
10  *
11  * This library is free software; you can redistribute it and/or
12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
13  * License as published by the Free Software Foundation; either
14  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
15  *
16  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
19  * Lesser General Public License for more details.
20  *
21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
22  * License along with this library; if not, write to the Free Software
23  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
24  */
25
26 /**
27  * @file dv.c
28  * DV codec.
29  */
30 #include "avcodec.h"
31 #include "dsputil.h"
32 #include "mpegvideo.h"
33 #include "simple_idct.h"
34 #include "dvdata.h"
35
36 typedef struct DVVideoContext {
37     const DVprofile* sys;
38     AVFrame picture;
39     uint8_t *buf;
40     
41     uint8_t dv_zigzag[2][64];
42     uint8_t dv_idct_shift[2][22][64];
43   
44     void (*get_pixels)(DCTELEM *block, const uint8_t *pixels, int line_size);
45     void (*fdct[2])(DCTELEM *block);
46     void (*idct_put[2])(uint8_t *dest, int line_size, DCTELEM *block);
47 } DVVideoContext;
48
49 #define TEX_VLC_BITS 9
50
51 #ifdef DV_CODEC_TINY_TARGET
52 #define DV_VLC_MAP_RUN_SIZE 15
53 #define DV_VLC_MAP_LEV_SIZE 23
54 #else
55 #define DV_VLC_MAP_RUN_SIZE  64 
56 #define DV_VLC_MAP_LEV_SIZE 512
57 #endif
58
59 /* MultiThreading */
60 static uint8_t** dv_anchor;
61
62 /* XXX: also include quantization */
63 static RL_VLC_ELEM *dv_rl_vlc;
64 /* VLC encoding lookup table */
65 static struct dv_vlc_pair {
66    uint32_t vlc;
67    uint8_t  size;
68 } (*dv_vlc_map)[DV_VLC_MAP_LEV_SIZE] = NULL;
69
70 static void dv_build_unquantize_tables(DVVideoContext *s, uint8_t* perm)
71 {
72     int i, q, j;
73
74     /* NOTE: max left shift is 6 */
75     for(q = 0; q < 22; q++) {
76         /* 88DCT */
77         for(i = 1; i < 64; i++) {
78             /* 88 table */
79             j = perm[i];
80             s->dv_idct_shift[0][q][j] =
81                 dv_quant_shifts[q][dv_88_areas[i]] + 1;
82         }
83         
84         /* 248DCT */
85         for(i = 1; i < 64; i++) {
86             /* 248 table */
87             s->dv_idct_shift[1][q][i] =  
88                 dv_quant_shifts[q][dv_248_areas[i]] + 1;
89         }
90     }
91 }
92
93 static int dvvideo_init(AVCodecContext *avctx)
94 {
95     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
96     DSPContext dsp;
97     static int done=0;
98     int i, j;
99
100     if (!done) {
101         int i;
102         VLC dv_vlc;
103
104         done = 1;
105
106         dv_vlc_map = av_mallocz(DV_VLC_MAP_LEV_SIZE*DV_VLC_MAP_RUN_SIZE*sizeof(struct dv_vlc_pair));
107         if (!dv_vlc_map)
108             return -ENOMEM;
109
110         dv_anchor = av_malloc(12*27*sizeof(void*));
111         if (!dv_anchor) {
112             av_free(dv_vlc_map);
113             return -ENOMEM;
114         }
115         for (i=0; i<12*27; i++)
116             (int)dv_anchor[i] = i;
117         
118         /* NOTE: as a trick, we use the fact the no codes are unused
119            to accelerate the parsing of partial codes */
120         init_vlc(&dv_vlc, TEX_VLC_BITS, NB_DV_VLC, 
121                  dv_vlc_len, 1, 1, dv_vlc_bits, 2, 2);
122
123         dv_rl_vlc = av_malloc(dv_vlc.table_size * sizeof(RL_VLC_ELEM));
124         if (!dv_rl_vlc) {
125             av_free(dv_anchor);
126             av_free(dv_vlc_map);
127             return -ENOMEM;
128         }
129         for(i = 0; i < dv_vlc.table_size; i++){
130             int code= dv_vlc.table[i][0];
131             int len = dv_vlc.table[i][1];
132             int level, run;
133         
134             if(len<0){ //more bits needed
135                 run= 0;
136                 level= code;
137             } else {
138                 run=   dv_vlc_run[code] + 1;
139                 level= dv_vlc_level[code];
140             }
141             dv_rl_vlc[i].len = len;
142             dv_rl_vlc[i].level = level;
143             dv_rl_vlc[i].run = run;
144         }
145         free_vlc(&dv_vlc);
146
147         for (i = 0; i < NB_DV_VLC - 1; i++) {
148            if (dv_vlc_run[i] >= DV_VLC_MAP_RUN_SIZE || dv_vlc_level[i] >= DV_VLC_MAP_LEV_SIZE)
149                continue;
150            
151            if (dv_vlc_map[dv_vlc_run[i]][dv_vlc_level[i]].size != 0)
152                continue;
153                
154            dv_vlc_map[dv_vlc_run[i]][dv_vlc_level[i]].vlc = dv_vlc_bits[i] << 
155                                                             (!!dv_vlc_level[i]);
156            dv_vlc_map[dv_vlc_run[i]][dv_vlc_level[i]].size = dv_vlc_len[i] + 
157                                                              (!!dv_vlc_level[i]);
158         }
159         for (i = 0; i < DV_VLC_MAP_RUN_SIZE; i++) {
160 #ifdef DV_CODEC_TINY_TARGET
161            for (j = 1; j < DV_VLC_MAP_LEV_SIZE; j++) {
162               if (dv_vlc_map[i][j].size == 0) {
163                   dv_vlc_map[i][j].vlc = dv_vlc_map[0][j].vlc |
164                             (dv_vlc_map[i-1][0].vlc << (dv_vlc_map[0][j].size));
165                   dv_vlc_map[i][j].size = dv_vlc_map[i-1][0].size + 
166                                           dv_vlc_map[0][j].size;
167               }
168            }
169 #else
170            for (j = 1; j < DV_VLC_MAP_LEV_SIZE/2; j++) {
171               if (dv_vlc_map[i][j].size == 0) {
172                   dv_vlc_map[i][j].vlc = dv_vlc_map[0][j].vlc |
173                             (dv_vlc_map[i-1][0].vlc << (dv_vlc_map[0][j].size));
174                   dv_vlc_map[i][j].size = dv_vlc_map[i-1][0].size + 
175                                           dv_vlc_map[0][j].size;
176               }
177               dv_vlc_map[i][((uint16_t)(-j))&0x1ff].vlc = 
178                                             dv_vlc_map[i][j].vlc | 1;
179               dv_vlc_map[i][((uint16_t)(-j))&0x1ff].size = 
180                                             dv_vlc_map[i][j].size;
181            }
182 #endif
183         }
184     }
185
186     /* Generic DSP setup */
187     dsputil_init(&dsp, avctx);
188     s->get_pixels = dsp.get_pixels;
189
190     /* 88DCT setup */
191     s->fdct[0] = dsp.fdct;
192     s->idct_put[0] = dsp.idct_put;
193     for (i=0; i<64; i++)
194        s->dv_zigzag[0][i] = dsp.idct_permutation[ff_zigzag_direct[i]];
195
196     /* 248DCT setup */
197     s->fdct[1] = dsp.fdct248;
198     s->idct_put[1] = simple_idct248_put;  // FIXME: need to add it to DSP
199     memcpy(s->dv_zigzag[1], ff_zigzag248_direct, 64);
200
201     /* XXX: do it only for constant case */
202     dv_build_unquantize_tables(s, dsp.idct_permutation);
203
204     /* FIXME: I really don't think this should be here */
205     if (dv_codec_profile(avctx))
206         avctx->pix_fmt = dv_codec_profile(avctx)->pix_fmt; 
207     avctx->coded_frame = &s->picture;
208     
209     return 0;
210 }
211
212 static int dvvideo_end(AVCodecContext *avctx)
213 {
214     avcodec_default_free_buffers(avctx);    
215     return 0;
216 }
217
218 // #define VLC_DEBUG
219
220 typedef struct BlockInfo {
221     const uint8_t *shift_table;
222     const uint8_t *scan_table;
223     uint8_t pos; /* position in block */
224     uint8_t dct_mode;
225     uint8_t partial_bit_count;
226     uint16_t partial_bit_buffer;
227     int shift_offset;
228 } BlockInfo;
229
230 /* block size in bits */
231 static const uint16_t block_sizes[6] = {
232     112, 112, 112, 112, 80, 80
233 };
234 /* bit budget for AC only in 5 MBs */
235 static const int vs_total_ac_bits = (100 * 4 + 68*2) * 5;
236 /* see dv_88_areas and dv_248_areas for details */
237 static const int mb_area_start[5] = { 1, 6, 21, 43, 64 }; 
238
239 #ifndef ALT_BITSTREAM_READER
240 #warning only works with ALT_BITSTREAM_READER
241 #endif
242
243 /* decode ac coefs */
244 static void dv_decode_ac(GetBitContext *gb, BlockInfo *mb, DCTELEM *block)
245 {
246     int last_index = get_bits_size(gb);
247     int last_re_index;
248     int shift_offset = mb->shift_offset;
249     const uint8_t *scan_table = mb->scan_table;
250     const uint8_t *shift_table = mb->shift_table;
251     int pos = mb->pos;
252     int level, pos1, run;
253     int partial_bit_count;
254     int sign = 0;
255 #ifndef ALT_BITSTREAM_READER //FIXME
256     int re_index=0; 
257     int re1_index=0;
258 #endif
259     OPEN_READER(re, gb);
260     
261 #ifdef VLC_DEBUG
262     printf("start\n");
263 #endif
264
265     /* if we must parse a partial vlc, we do it here */
266     partial_bit_count = mb->partial_bit_count;
267     if (partial_bit_count > 0) {
268         uint8_t buf[4];
269         uint32_t v;
270         int l;
271         GetBitContext gb1;
272
273         /* build the dummy bit buffer */
274         l = 16 - partial_bit_count;
275         UPDATE_CACHE(re, gb);
276 #ifdef VLC_DEBUG
277         printf("show=%04x\n", SHOW_UBITS(re, gb, 16));
278 #endif
279         v = (mb->partial_bit_buffer << l) | SHOW_UBITS(re, gb, l);
280         buf[0] = v >> 8;
281         buf[1] = v;
282 #ifdef VLC_DEBUG
283         printf("v=%04x cnt=%d %04x\n", 
284                v, partial_bit_count, (mb->partial_bit_buffer << l));
285 #endif
286         /* try to read the codeword */
287         init_get_bits(&gb1, buf, 4*8);
288         {
289             OPEN_READER(re1, &gb1);
290             UPDATE_CACHE(re1, &gb1);
291             GET_RL_VLC(level, run, re1, &gb1, dv_rl_vlc, 
292                        TEX_VLC_BITS, 2);
293             l = re1_index;
294             CLOSE_READER(re1, &gb1);
295         }
296 #ifdef VLC_DEBUG
297         printf("****run=%d level=%d size=%d\n", run, level, l);
298 #endif
299         /* compute codeword length -- if too long, we cannot parse */
300         l -= partial_bit_count;
301         if ((re_index + l + (level != 0)) > last_index) {
302             mb->partial_bit_count += (last_index - re_index);
303             mb->partial_bit_buffer = v >> (16 - mb->partial_bit_count);
304             return;
305         }
306         
307         /* skip read bits */
308         last_re_index = 0; /* avoid warning */
309         re_index += l;
310         /* by definition, if we can read the vlc, all partial bits
311            will be read (otherwise we could have read the vlc before) */
312         mb->partial_bit_count = 0;
313         UPDATE_CACHE(re, gb);
314         goto handle_vlc;
315     }
316
317     /* get the AC coefficients until last_index is reached */
318     for(;;) {
319         UPDATE_CACHE(re, gb);
320 #ifdef VLC_DEBUG
321         printf("%2d: bits=%04x index=%d\n", 
322                pos, SHOW_UBITS(re, gb, 16), re_index);
323 #endif
324         last_re_index = re_index;
325         GET_RL_VLC(level, run, re, gb, dv_rl_vlc, 
326                    TEX_VLC_BITS, 2);
327     handle_vlc:
328 #ifdef VLC_DEBUG
329         printf("run=%d level=%d\n", run, level);
330 #endif
331         if (level) {
332             sign = SHOW_SBITS(re, gb, 1);
333             LAST_SKIP_BITS(re, gb, 1);
334         }
335         if (re_index > last_index) {
336             /* should be < 16 bits otherwise a codeword could have been parsed */
337             re_index = last_re_index;
338             UPDATE_CACHE(re, gb);
339             mb->partial_bit_count = last_index - re_index;
340             mb->partial_bit_buffer = SHOW_UBITS(re, gb, mb->partial_bit_count);
341             re_index = last_index;
342             break;
343         }
344         
345         pos += run;     
346         if (pos >= 64)
347             break;
348         
349         if (level) {
350             level = (level ^ sign) - sign;
351             pos1 = scan_table[pos];
352             level = level << (shift_table[pos1] + shift_offset);
353             block[pos1] = level;
354             //            printf("run=%d level=%d shift=%d\n", run, level, shift_table[pos1]);
355         } 
356     }
357     CLOSE_READER(re, gb);
358     mb->pos = pos;
359 }
360
361 static inline void bit_copy(PutBitContext *pb, GetBitContext *gb)
362 {
363     int bits_left = get_bits_left(gb);
364     while (bits_left >= 16) {
365         put_bits(pb, 16, get_bits(gb, 16));
366         bits_left -= 16;
367     }
368     if (bits_left > 0) {
369         put_bits(pb, bits_left, get_bits(gb, bits_left));
370     }
371 }
372
373 /* mb_x and mb_y are in units of 8 pixels */
374 static inline void dv_decode_video_segment(DVVideoContext *s, 
375                                            uint8_t *buf_ptr1, 
376                                            const uint16_t *mb_pos_ptr)
377 {
378     int quant, dc, dct_mode, class1, j;
379     int mb_index, mb_x, mb_y, v, last_index;
380     DCTELEM *block, *block1;
381     int c_offset;
382     uint8_t *y_ptr;
383     void (*idct_put)(uint8_t *dest, int line_size, DCTELEM *block);
384     uint8_t *buf_ptr;
385     PutBitContext pb, vs_pb;
386     GetBitContext gb;
387     BlockInfo mb_data[5 * 6], *mb, *mb1;
388     DCTELEM sblock[5*6][64] __align8;
389     uint8_t mb_bit_buffer[80 + 4]; /* allow some slack */
390     uint8_t vs_bit_buffer[5 * 80 + 4]; /* allow some slack */
391             
392     memset(sblock, 0, sizeof(sblock));
393
394     /* pass 1 : read DC and AC coefficients in blocks */
395     buf_ptr = buf_ptr1;
396     block1 = &sblock[0][0];
397     mb1 = mb_data;
398     init_put_bits(&vs_pb, vs_bit_buffer, 5 * 80);
399     for(mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++, mb1 += 6, block1 += 6 * 64) {
400         /* skip header */
401         quant = buf_ptr[3] & 0x0f;
402         buf_ptr += 4;
403         init_put_bits(&pb, mb_bit_buffer, 80);
404         mb = mb1;
405         block = block1;
406         for(j = 0;j < 6; j++) {
407             last_index = block_sizes[j];
408             init_get_bits(&gb, buf_ptr, last_index);
409             
410             /* get the dc */
411             dc = get_bits(&gb, 9);
412             dc = (dc << (32 - 9)) >> (32 - 9);
413             dct_mode = get_bits1(&gb);
414             mb->dct_mode = dct_mode;
415             mb->scan_table = s->dv_zigzag[dct_mode];
416             class1 = get_bits(&gb, 2);
417             mb->shift_offset = (class1 == 3);
418             mb->shift_table = s->dv_idct_shift[dct_mode]
419                 [quant + dv_quant_offset[class1]];
420             dc = dc << 2;
421             /* convert to unsigned because 128 is not added in the
422                standard IDCT */
423             dc += 1024;
424             block[0] = dc;
425             buf_ptr += last_index >> 3;
426             mb->pos = 0;
427             mb->partial_bit_count = 0;
428
429 #ifdef VLC_DEBUG
430             printf("MB block: %d, %d ", mb_index, j);
431 #endif
432             dv_decode_ac(&gb, mb, block);
433
434             /* write the remaining bits  in a new buffer only if the
435                block is finished */
436             if (mb->pos >= 64)
437                 bit_copy(&pb, &gb);
438             
439             block += 64;
440             mb++;
441         }
442         
443         /* pass 2 : we can do it just after */
444 #ifdef VLC_DEBUG
445         printf("***pass 2 size=%d MB#=%d\n", put_bits_count(&pb), mb_index);
446 #endif
447         block = block1;
448         mb = mb1;
449         init_get_bits(&gb, mb_bit_buffer, put_bits_count(&pb));
450         flush_put_bits(&pb);
451         for(j = 0;j < 6; j++, block += 64, mb++) {
452             if (mb->pos < 64 && get_bits_left(&gb) > 0) {
453                 dv_decode_ac(&gb, mb, block);
454                 /* if still not finished, no need to parse other blocks */
455                 if (mb->pos < 64)
456                     break;
457             }
458         }
459         /* all blocks are finished, so the extra bytes can be used at
460            the video segment level */
461         if (j >= 6)
462             bit_copy(&vs_pb, &gb);
463     }
464
465     /* we need a pass other the whole video segment */
466 #ifdef VLC_DEBUG
467     printf("***pass 3 size=%d\n", put_bits_count(&vs_pb));
468 #endif
469     block = &sblock[0][0];
470     mb = mb_data;
471     init_get_bits(&gb, vs_bit_buffer, put_bits_count(&vs_pb));
472     flush_put_bits(&vs_pb);
473     for(mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++) {
474         for(j = 0;j < 6; j++) {
475             if (mb->pos < 64) {
476 #ifdef VLC_DEBUG
477                 printf("start %d:%d\n", mb_index, j);
478 #endif
479                 dv_decode_ac(&gb, mb, block);
480             }
481             if (mb->pos >= 64 && mb->pos < 127)
482                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "AC EOB marker is absent pos=%d\n", mb->pos);
483             block += 64;
484             mb++;
485         }
486     }
487     
488     /* compute idct and place blocks */
489     block = &sblock[0][0];
490     mb = mb_data;
491     for(mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++) {
492         v = *mb_pos_ptr++;
493         mb_x = v & 0xff;
494         mb_y = v >> 8;
495         y_ptr = s->picture.data[0] + (mb_y * s->picture.linesize[0] * 8) + (mb_x * 8);
496         if (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P)
497             c_offset = (mb_y * s->picture.linesize[1] * 8) + ((mb_x >> 2) * 8);
498         else
499             c_offset = ((mb_y >> 1) * s->picture.linesize[1] * 8) + ((mb_x >> 1) * 8);
500         for(j = 0;j < 6; j++) {
501             idct_put = s->idct_put[mb->dct_mode];
502             if (j < 4) {
503                 if (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P && mb_x < (704 / 8)) {
504                     /* NOTE: at end of line, the macroblock is handled as 420 */
505                     idct_put(y_ptr + (j * 8), s->picture.linesize[0], block);
506                 } else {
507                     idct_put(y_ptr + ((j & 1) * 8) + ((j >> 1) * 8 * s->picture.linesize[0]),
508                              s->picture.linesize[0], block);
509                 }
510             } else {
511                 if (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P && mb_x >= (704 / 8)) {
512                     uint64_t aligned_pixels[64/8];
513                     uint8_t *pixels= (uint8_t*)aligned_pixels;
514                     uint8_t *c_ptr, *c_ptr1, *ptr;
515                     int y, linesize;
516                     /* NOTE: at end of line, the macroblock is handled as 420 */
517                     idct_put(pixels, 8, block);
518                     linesize = s->picture.linesize[6 - j];
519                     c_ptr = s->picture.data[6 - j] + c_offset;
520                     ptr = pixels;
521                     for(y = 0;y < 8; y++) {
522                         /* convert to 411P */
523                         c_ptr1 = c_ptr + 8*linesize;
524                         c_ptr[0]= ptr[0]; c_ptr1[0]= ptr[4];
525                         c_ptr[1]= ptr[1]; c_ptr1[1]= ptr[5];
526                         c_ptr[2]= ptr[2]; c_ptr1[2]= ptr[6];
527                         c_ptr[3]= ptr[3]; c_ptr1[3]= ptr[7];
528                         c_ptr += linesize;
529                         ptr += 8;
530                     }
531                 } else {
532                     /* don't ask me why they inverted Cb and Cr ! */
533                     idct_put(s->picture.data[6 - j] + c_offset, 
534                              s->picture.linesize[6 - j], block);
535                 }
536             }
537             block += 64;
538             mb++;
539         }
540     }
541 }
542
543 #ifdef DV_CODEC_TINY_TARGET
544 /* Converts run and level (where level != 0) pair into vlc, returning bit size */
545 static always_inline int dv_rl2vlc(int run, int l, uint32_t* vlc)
546 {
547     int sign = l >> 8;
548     int level = (l ^ sign) - sign;
549     int size;
550     
551     sign = (sign & 1);
552
553     if (run < DV_VLC_MAP_RUN_SIZE && level < DV_VLC_MAP_LEV_SIZE) {
554         *vlc = dv_vlc_map[run][level].vlc | sign;
555         size = dv_vlc_map[run][level].size;
556     }
557     else { 
558         if (level < DV_VLC_MAP_LEV_SIZE) {
559             *vlc = dv_vlc_map[0][level].vlc | sign;
560             size = dv_vlc_map[0][level].size;
561         } else {
562             *vlc = 0xfe00 | (level << 1) | sign;
563             size = 16;
564         }
565         if (run) {
566             *vlc |= ((run < 16) ? dv_vlc_map[run-1][0].vlc : 
567                                   (0x1f80 | (run - 1))) << size;
568             size += (run < 16) ? dv_vlc_map[run-1][0].size : 13;
569         }
570     }
571     
572     return size;
573 }
574
575 static always_inline int dv_rl2vlc_size(int run, int l)
576 {
577     int level = (l ^ (l >> 8)) - (l >> 8);
578     int size;
579     
580     if (run < DV_VLC_MAP_RUN_SIZE && level < DV_VLC_MAP_LEV_SIZE) {
581         size = dv_vlc_map[run][level].size; 
582     }
583     else { 
584         size = (level < DV_VLC_MAP_LEV_SIZE) ? dv_vlc_map[0][level].size : 16;
585         if (run) {
586             size += (run < 16) ? dv_vlc_map[run-1][0].size : 13;
587         }
588     }
589     return size;
590 }
591 #else
592 static always_inline int dv_rl2vlc(int run, int l, uint32_t* vlc)
593 {
594     *vlc = dv_vlc_map[run][((uint16_t)l)&0x1ff].vlc;
595     return dv_vlc_map[run][((uint16_t)l)&0x1ff].size;
596 }
597
598 static always_inline int dv_rl2vlc_size(int run, int l)
599 {
600     return dv_vlc_map[run][((uint16_t)l)&0x1ff].size;
601 }
602 #endif
603
604 typedef struct EncBlockInfo {
605     int area_q[4];
606     int bit_size[4];
607     int prev_run[4];
608     int cur_ac;
609     int cno;
610     int dct_mode;
611     DCTELEM *mb;
612     uint8_t partial_bit_count;
613     uint32_t partial_bit_buffer; /* we can't use uint16_t here */
614 } EncBlockInfo;
615
616 static always_inline void dv_encode_ac(EncBlockInfo* bi, PutBitContext* pb_pool, 
617                                        int pb_size)
618 {
619     int run;
620     int bits_left;
621     PutBitContext* pb = pb_pool;
622     int size = bi->partial_bit_count;
623     uint32_t vlc = bi->partial_bit_buffer;
624     
625     bi->partial_bit_count = bi->partial_bit_buffer = 0;
626 vlc_loop:
627        /* Find suitable storage space */
628        for (; size > (bits_left = put_bits_left(pb)); pb++) {
629           if (bits_left) {
630               size -= bits_left;
631               put_bits(pb, bits_left, vlc >> size);
632               vlc = vlc & ((1<<size)-1);
633           }
634           if (pb_size == 1) {
635               bi->partial_bit_count = size;
636               bi->partial_bit_buffer = vlc;
637               return;
638           }
639           --pb_size;
640        }
641        
642        /* Store VLC */
643        put_bits(pb, size, vlc);
644        
645        /* Construct the next VLC */
646        run = 0;
647        for (; bi->cur_ac < 64; bi->cur_ac++, run++) {
648            if (bi->mb[bi->cur_ac]) {
649                size = dv_rl2vlc(run, bi->mb[bi->cur_ac], &vlc);
650                bi->cur_ac++;
651                goto vlc_loop;
652            }
653        }
654    
655        if (bi->cur_ac == 64) {
656            size = 4; vlc = 6; /* End Of Block stamp */
657            bi->cur_ac++;
658            goto vlc_loop;
659        }
660 }
661
662 static always_inline void dv_set_class_number(DCTELEM* blk, EncBlockInfo* bi, 
663                                               const uint8_t* zigzag_scan, int bias)
664 {
665     int i, area;
666     int run;
667     int classes[] = {12, 24, 36, 0xffff};
668
669     run = 0;
670     bi->mb[0] = blk[0]; 
671     bi->cno = 0;
672     for (area = 0; area < 4; area++) {
673        bi->prev_run[area] = run;
674        bi->bit_size[area] = 0;
675        for (i=mb_area_start[area]; i<mb_area_start[area+1]; i++) {
676           bi->mb[i] = (blk[zigzag_scan[i]] / 16);
677           while ((bi->mb[i] ^ (bi->mb[i] >> 8)) > classes[bi->cno])
678               bi->cno++;
679        
680           if (bi->mb[i]) {
681               bi->bit_size[area] += dv_rl2vlc_size(run, bi->mb[i]);
682               run = 0;
683           } else
684               ++run;
685        }
686     }
687     bi->bit_size[3] += 4; /* EOB marker */
688     bi->cno += bias;
689     
690     if (bi->cno >= 3) { /* FIXME: we have to recreate bit_size[], prev_run[] */
691         bi->cno = 3;
692         for (i=1; i<64; i++)
693            bi->mb[i] /= 2;
694     }
695 }
696
697 #define SC(x, y) ((s[x] - s[y]) ^ ((s[x] - s[y]) >> 7))
698 static always_inline int dv_guess_dct_mode(DCTELEM *blk) {
699     DCTELEM *s;
700     int score88 = 0;
701     int score248 = 0;
702     int i;
703     
704     /* Compute 8-8 score (small values give a better chance for 8-8 DCT) */
705     s = blk;
706     for(i=0; i<7; i++) {
707         score88 += SC(0,  8) + SC(1, 9) + SC(2, 10) + SC(3, 11) + 
708                    SC(4, 12) + SC(5,13) + SC(6, 14) + SC(7, 15);
709         s += 8;
710     }
711     /* Compute 2-4-8 score (small values give a better chance for 2-4-8 DCT) */
712     s = blk;
713     for(i=0; i<6; i++) {
714         score248 += SC(0, 16) + SC(1,17) + SC(2, 18) + SC(3, 19) +
715                     SC(4, 20) + SC(5,21) + SC(6, 22) + SC(7, 23);
716         s += 8;
717     }
718
719     return (score88 - score248 > -10);
720 }
721
722 static inline void dv_guess_qnos(EncBlockInfo* blks, int* qnos)
723 {
724     int size[5];
725     int i, j, k, a, run;
726     EncBlockInfo* b;
727     
728     do {
729        b = blks;
730        for (i=0; i<5; i++) {
731           if (!qnos[i])
732               continue;
733           
734           qnos[i]--;
735           size[i] = 0;
736           for (j=0; j<6; j++, b++) {
737              for (a=0; a<4; a++) {
738                 if (b->area_q[a] != dv_quant_shifts[qnos[i] + dv_quant_offset[b->cno]][a]) {
739                     b->bit_size[a] = (a==3)?4:0;
740                     b->area_q[a]++;
741                     run = b->prev_run[a];
742                     for (k=mb_area_start[a]; k<mb_area_start[a+1]; k++) {
743                        b->mb[k] /= 2;
744                        if (b->mb[k]) {
745                            b->bit_size[a] += dv_rl2vlc_size(run, b->mb[k]);
746                            run = 0;
747                        } else
748                            ++run;
749                     }
750                 }
751                 size[i] += b->bit_size[a];
752              }
753           }
754        }
755     } while ((vs_total_ac_bits < size[0] + size[1] + size[2] + size[3] + size[4]) && 
756              (qnos[0]|qnos[1]|qnos[2]|qnos[3]|qnos[4]));
757 }
758
759 /*
760  * This is a very rough initial implementaion. The performance is
761  * horrible and the weighting is missing. But it's missing from the 
762  * decoding step also -- so at least we're on the same page with decoder ;-)
763  */
764 static inline void dv_encode_video_segment(DVVideoContext *s, 
765                                            uint8_t *dif, 
766                                            const uint16_t *mb_pos_ptr)
767 {
768     int mb_index, i, j, v;
769     int mb_x, mb_y, c_offset, linesize; 
770     uint8_t*  y_ptr;
771     uint8_t*  data;
772     uint8_t*  ptr;
773     int       do_edge_wrap;
774     DCTELEM   block[64] __align8;
775     DCTELEM   sblock[5*6][64] __align8;
776     EncBlockInfo  enc_blks[5*6];
777     PutBitContext pbs[5*6];
778     PutBitContext* pb; 
779     EncBlockInfo* enc_blk;
780     int       vs_bit_size = 0;
781     int       qnos[5];
782    
783     enc_blk = &enc_blks[0];
784     pb = &pbs[0];
785     for(mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++) {
786         v = *mb_pos_ptr++;
787         mb_x = v & 0xff;
788         mb_y = v >> 8;
789         y_ptr = s->picture.data[0] + (mb_y * s->picture.linesize[0] * 8) + (mb_x * 8);
790         c_offset = (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P) ?
791                    ((mb_y * s->picture.linesize[1] * 8) + ((mb_x >> 2) * 8)) :
792                    (((mb_y >> 1) * s->picture.linesize[1] * 8) + ((mb_x >> 1) * 8));
793         do_edge_wrap = 0;
794         qnos[mb_index] = 15; /* No quantization */
795         ptr = dif + mb_index*80 + 4;
796         for(j = 0;j < 6; j++) {
797             if (j < 4) {  /* Four Y blocks */
798                 /* NOTE: at end of line, the macroblock is handled as 420 */
799                 if (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P && mb_x < (704 / 8)) {
800                     data = y_ptr + (j * 8);
801                 } else {
802                     data = y_ptr + ((j & 1) * 8) + ((j >> 1) * 8 * s->picture.linesize[0]);
803                 }
804                 linesize = s->picture.linesize[0];
805             } else {      /* Cr and Cb blocks */
806                 /* don't ask Fabrice why they inverted Cb and Cr ! */
807                 data = s->picture.data[6 - j] + c_offset;
808                 linesize = s->picture.linesize[6 - j];
809                 if (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P && mb_x >= (704 / 8))
810                     do_edge_wrap = 1;
811             }   
812             
813             /* Everything is set up -- now just copy data -> DCT block */
814             if (do_edge_wrap) {  /* Edge wrap copy: 4x16 -> 8x8 */
815                 uint8_t* d;
816                 DCTELEM *b = block;
817                 for (i=0;i<8;i++) {
818                    d = data + 8 * linesize;
819                    b[0] = data[0]; b[1] = data[1]; b[2] = data[2]; b[3] = data[3];
820                    b[4] =    d[0]; b[5] =    d[1]; b[6] =    d[2]; b[7] =    d[3];
821                    data += linesize;
822                    b += 8;
823                 }
824             } else {             /* Simple copy: 8x8 -> 8x8 */
825                 s->get_pixels(block, data, linesize);
826             }
827           
828             enc_blk->dct_mode = dv_guess_dct_mode(block);
829             enc_blk->mb = &sblock[mb_index*6+j][0];
830             enc_blk->area_q[0] = enc_blk->area_q[1] = enc_blk->area_q[2] = enc_blk->area_q[3] = 0;
831             enc_blk->partial_bit_count = 0;
832             enc_blk->partial_bit_buffer = 0;
833             enc_blk->cur_ac = 1;
834             
835             s->fdct[enc_blk->dct_mode](block);
836             
837             dv_set_class_number(block, enc_blk, 
838                                 enc_blk->dct_mode ? ff_zigzag248_direct : ff_zigzag_direct,
839                                 j/4*(j%2));
840            
841             init_put_bits(pb, ptr, block_sizes[j]/8);
842             put_bits(pb, 9, (uint16_t)(((enc_blk->mb[0] >> 3) - 1024) >> 2));
843             put_bits(pb, 1, enc_blk->dct_mode);
844             put_bits(pb, 2, enc_blk->cno);
845             
846             vs_bit_size += enc_blk->bit_size[0] + enc_blk->bit_size[1] +
847                            enc_blk->bit_size[2] + enc_blk->bit_size[3];
848             ++enc_blk;
849             ++pb;
850             ptr += block_sizes[j]/8;
851         }
852     }
853
854     if (vs_total_ac_bits < vs_bit_size)
855         dv_guess_qnos(&enc_blks[0], &qnos[0]);
856
857     for (i=0; i<5; i++) {
858        dif[i*80 + 3] = qnos[i];
859     }
860
861     /* First pass over individual cells only */
862     for (j=0; j<5*6; j++)
863        dv_encode_ac(&enc_blks[j], &pbs[j], 1);
864
865     /* Second pass over each MB space */
866     for (j=0; j<5*6; j++) {
867        if (enc_blks[j].cur_ac < 65 || enc_blks[j].partial_bit_count)
868            dv_encode_ac(&enc_blks[j], &pbs[(j/6)*6], 6);
869     }
870
871     /* Third and final pass over the whole vides segment space */
872     for (j=0; j<5*6; j++) {
873        if (enc_blks[j].cur_ac < 65 || enc_blks[j].partial_bit_count)
874            dv_encode_ac(&enc_blks[j], &pbs[0], 6*5);
875     }
876
877     for (j=0; j<5*6; j++)
878        flush_put_bits(&pbs[j]);
879 }
880
881 static int dv_decode_mt(AVCodecContext *avctx, void* sl)
882 {
883     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
884     int slice = (int)sl;
885     dv_decode_video_segment(s, &s->buf[((slice/27)*6+(slice/3)+slice*5+7)*80],
886                             &s->sys->video_place[slice*5]);
887     return 0;
888 }
889
890 static int dv_encode_mt(AVCodecContext *avctx, void* sl)
891 {
892     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
893     int slice = (int)sl;
894     dv_encode_video_segment(s, &s->buf[((slice/27)*6+(slice/3)+slice*5+7)*80],
895                             &s->sys->video_place[slice*5]);
896     return 0;
897 }
898
899 /* NOTE: exactly one frame must be given (120000 bytes for NTSC,
900    144000 bytes for PAL) */
901 static int dvvideo_decode_frame(AVCodecContext *avctx, 
902                                  void *data, int *data_size,
903                                  uint8_t *buf, int buf_size)
904 {
905     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
906   
907     *data_size=0;
908     /* special case for last picture */
909     if(buf_size==0)
910         return 0;
911     
912     s->sys = dv_frame_profile(buf);
913     if (!s->sys || buf_size < s->sys->frame_size)
914         return -1; /* NOTE: we only accept several full frames */
915
916     if(s->picture.data[0])
917         avctx->release_buffer(avctx, &s->picture);
918     
919     s->picture.reference = 0;
920     avctx->pix_fmt = s->sys->pix_fmt;
921     avctx->width = s->sys->width;
922     avctx->height = s->sys->height;
923     if(avctx->get_buffer(avctx, &s->picture) < 0) {
924         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
925         return -1;
926     }
927     s->picture.interlaced_frame = 1;
928     s->picture.top_field_first = 0;
929
930     s->buf = buf;
931     avctx->execute(avctx, dv_decode_mt, (void**)&dv_anchor[0], NULL, 
932                    s->sys->difseg_size * 27);
933     
934     emms_c();
935
936     /* return image */
937     *data_size = sizeof(AVFrame);
938     *(AVFrame*)data= s->picture;
939     
940     return s->sys->frame_size;
941 }
942
943 static int dvvideo_encode_frame(AVCodecContext *c, uint8_t *buf, int buf_size, 
944                                 void *data)
945 {
946     DVVideoContext *s = c->priv_data;
947
948     s->sys = dv_codec_profile(c);
949     if (!s->sys)
950         return -1;
951     
952     c->pix_fmt = s->sys->pix_fmt;
953     s->picture = *((AVFrame *)data);
954
955     s->buf = buf;
956     c->execute(c, dv_encode_mt, (void**)&dv_anchor[0], NULL, 
957                s->sys->difseg_size * 27);
958
959     emms_c();
960     return s->sys->frame_size;
961 }
962
963 AVCodec dvvideo_encoder = {
964     "dvvideo",
965     CODEC_TYPE_VIDEO,
966     CODEC_ID_DVVIDEO,
967     sizeof(DVVideoContext),
968     dvvideo_init,
969     dvvideo_encode_frame,
970     dvvideo_end,
971     NULL,
972     CODEC_CAP_DR1,
973     NULL
974 };
975
976 AVCodec dvvideo_decoder = {
977     "dvvideo",
978     CODEC_TYPE_VIDEO,
979     CODEC_ID_DVVIDEO,
980     sizeof(DVVideoContext),
981     dvvideo_init,
982     NULL,
983     dvvideo_end,
984     dvvideo_decode_frame,
985     CODEC_CAP_DR1,
986     NULL
987 };