6a2e29f8987bd788835044fc5c0946de867783aa
[ffmpeg.git] / libavcodec / vp56.h
1 /**
2  * @file
3  * VP5 and VP6 compatible video decoder (common features)
4  *
5  * Copyright (C) 2006  Aurelien Jacobs <aurel@gnuage.org>
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 #ifndef AVCODEC_VP56_H
25 #define AVCODEC_VP56_H
26
27 #include "vp56data.h"
28 #include "dsputil.h"
29 #include "get_bits.h"
30 #include "bytestream.h"
31 #include "cabac.h"
32 #include "vp56dsp.h"
33
34 typedef struct vp56_context VP56Context;
35 typedef struct vp56_mv VP56mv;
36
37 typedef void (*VP56ParseVectorAdjustment)(VP56Context *s,
38                                           VP56mv *vect);
39 typedef void (*VP56Filter)(VP56Context *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
40                            int offset1, int offset2, int stride,
41                            VP56mv mv, int mask, int select, int luma);
42 typedef void (*VP56ParseCoeff)(VP56Context *s);
43 typedef void (*VP56DefaultModelsInit)(VP56Context *s);
44 typedef void (*VP56ParseVectorModels)(VP56Context *s);
45 typedef void (*VP56ParseCoeffModels)(VP56Context *s);
46 typedef int  (*VP56ParseHeader)(VP56Context *s, const uint8_t *buf,
47                                 int buf_size, int *golden_frame);
48
49 typedef struct {
50     int high;
51     int bits; /* Stored negated (i.e. negative "bits" is a positive number of bits left)
52                * in order to eliminate a negate in cache refilling */
53     const uint8_t *buffer;
54     const uint8_t *end;
55     unsigned long code_word;
56 } VP56RangeCoder;
57
58 typedef struct {
59     uint8_t not_null_dc;
60     VP56Frame ref_frame;
61     DCTELEM dc_coeff;
62 } VP56RefDc;
63
64 struct vp56_mv {
65     int x;
66     int y;
67 };
68
69 typedef struct {
70     uint8_t type;
71     VP56mv mv;
72 } VP56Macroblock;
73
74 typedef struct {
75     uint8_t coeff_reorder[64];       /* used in vp6 only */
76     uint8_t coeff_index_to_pos[64];  /* used in vp6 only */
77     uint8_t vector_sig[2];           /* delta sign */
78     uint8_t vector_dct[2];           /* delta coding types */
79     uint8_t vector_pdi[2][2];        /* predefined delta init */
80     uint8_t vector_pdv[2][7];        /* predefined delta values */
81     uint8_t vector_fdv[2][8];        /* 8 bit delta value definition */
82     uint8_t coeff_dccv[2][11];       /* DC coeff value */
83     uint8_t coeff_ract[2][3][6][11]; /* Run/AC coding type and AC coeff value */
84     uint8_t coeff_acct[2][3][3][6][5];/* vp5 only AC coding type for coding group < 3 */
85     uint8_t coeff_dcct[2][36][5];    /* DC coeff coding type */
86     uint8_t coeff_runv[2][14];       /* run value (vp6 only) */
87     uint8_t mb_type[3][10][10];      /* model for decoding MB type */
88     uint8_t mb_types_stats[3][10][2];/* contextual, next MB type stats */
89 } VP56Model;
90
91 struct vp56_context {
92     AVCodecContext *avctx;
93     DSPContext dsp;
94     VP56DSPContext vp56dsp;
95     ScanTable scantable;
96     AVFrame frames[4];
97     AVFrame *framep[6];
98     uint8_t *edge_emu_buffer_alloc;
99     uint8_t *edge_emu_buffer;
100     VP56RangeCoder c;
101     VP56RangeCoder cc;
102     VP56RangeCoder *ccp;
103     int sub_version;
104
105     /* frame info */
106     int plane_width[4];
107     int plane_height[4];
108     int mb_width;   /* number of horizontal MB */
109     int mb_height;  /* number of vertical MB */
110     int block_offset[6];
111
112     int quantizer;
113     uint16_t dequant_dc;
114     uint16_t dequant_ac;
115     int8_t *qscale_table;
116
117     /* DC predictors management */
118     VP56RefDc *above_blocks;
119     VP56RefDc left_block[4];
120     int above_block_idx[6];
121     DCTELEM prev_dc[3][3];    /* [plan][ref_frame] */
122
123     /* blocks / macroblock */
124     VP56mb mb_type;
125     VP56Macroblock *macroblocks;
126     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block_coeff)[6][64];
127
128     /* motion vectors */
129     VP56mv mv[6];  /* vectors for each block in MB */
130     VP56mv vector_candidate[2];
131     int vector_candidate_pos;
132
133     /* filtering hints */
134     int filter_header;               /* used in vp6 only */
135     int deblock_filtering;
136     int filter_selection;
137     int filter_mode;
138     int max_vector_length;
139     int sample_variance_threshold;
140
141     uint8_t coeff_ctx[4][64];              /* used in vp5 only */
142     uint8_t coeff_ctx_last[4];             /* used in vp5 only */
143
144     int has_alpha;
145
146     /* upside-down flipping hints */
147     int flip;  /* are we flipping ? */
148     int frbi;  /* first row block index in MB */
149     int srbi;  /* second row block index in MB */
150     int stride[4];  /* stride for each plan */
151
152     const uint8_t *vp56_coord_div;
153     VP56ParseVectorAdjustment parse_vector_adjustment;
154     VP56Filter filter;
155     VP56ParseCoeff parse_coeff;
156     VP56DefaultModelsInit default_models_init;
157     VP56ParseVectorModels parse_vector_models;
158     VP56ParseCoeffModels parse_coeff_models;
159     VP56ParseHeader parse_header;
160
161     VP56Model *modelp;
162     VP56Model models[2];
163
164     /* huffman decoding */
165     int use_huffman;
166     GetBitContext gb;
167     VLC dccv_vlc[2];
168     VLC runv_vlc[2];
169     VLC ract_vlc[2][3][6];
170     unsigned int nb_null[2][2];       /* number of consecutive NULL DC/AC */
171 };
172
173
174 void vp56_init(AVCodecContext *avctx, int flip, int has_alpha);
175 int vp56_free(AVCodecContext *avctx);
176 void vp56_init_dequant(VP56Context *s, int quantizer);
177 int vp56_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
178                       AVPacket *avpkt);
179
180
181 /**
182  * vp56 specific range coder implementation
183  */
184
185 static inline void vp56_init_range_decoder(VP56RangeCoder *c,
186                                            const uint8_t *buf, int buf_size)
187 {
188     c->high = 255;
189     c->bits = -8;
190     c->buffer = buf;
191     c->end = buf + buf_size;
192     c->code_word = bytestream_get_be16(&c->buffer);
193 }
194
195 static inline int vp56_rac_get_prob(VP56RangeCoder *c, uint8_t prob)
196 {
197     unsigned int low = 1 + (((c->high - 1) * prob) >> 8);
198     unsigned int low_shift = low << 8;
199     int bit = c->code_word >= low_shift;
200     int shift;
201
202     c->high = bit ? c->high - low : low;
203     c->code_word = bit ? c->code_word - low_shift : c->code_word;
204
205     /* normalize */
206     shift = ff_h264_norm_shift[c->high] - 1;
207     c->high      <<= shift;
208     c->code_word <<= shift;
209     c->bits       += shift;
210     if(c->bits >= 0 && c->buffer < c->end) {
211         c->code_word |= *c->buffer++ << c->bits;
212         c->bits -= 8;
213     }
214     return bit;
215 }
216
217 static inline int vp56_rac_get(VP56RangeCoder *c)
218 {
219     /* equiprobable */
220     int low = (c->high + 1) >> 1;
221     unsigned int low_shift = low << 8;
222     int bit = c->code_word >= low_shift;
223     if (bit) {
224         c->high = (c->high - low) << 1;
225         c->code_word -= low_shift;
226     } else {
227         c->high = low << 1;
228     }
229
230     /* normalize */
231     c->code_word <<= 1;
232     if (++c->bits == 0 && c->buffer < c->end) {
233         c->bits = -8;
234         c->code_word |= *c->buffer++;
235     }
236     return bit;
237 }
238
239 // rounding is different than vp56_rac_get, is vp56_rac_get wrong?
240 static inline int vp8_rac_get(VP56RangeCoder *c)
241 {
242     return vp56_rac_get_prob(c, 128);
243 }
244
245 static inline int vp56_rac_gets(VP56RangeCoder *c, int bits)
246 {
247     int value = 0;
248
249     while (bits--) {
250         value = (value << 1) | vp56_rac_get(c);
251     }
252
253     return value;
254 }
255
256 static inline int vp8_rac_get_uint(VP56RangeCoder *c, int bits)
257 {
258     int value = 0;
259
260     while (bits--) {
261         value = (value << 1) | vp8_rac_get(c);
262     }
263
264     return value;
265 }
266
267 // fixme: add 1 bit to all the calls to this?
268 static inline int vp8_rac_get_sint(VP56RangeCoder *c, int bits)
269 {
270     int v;
271
272     if (!vp8_rac_get(c))
273         return 0;
274
275     v = vp8_rac_get_uint(c, bits);
276
277     if (vp8_rac_get(c))
278         v = -v;
279
280     return v;
281 }
282
283 // P(7)
284 static inline int vp56_rac_gets_nn(VP56RangeCoder *c, int bits)
285 {
286     int v = vp56_rac_gets(c, 7) << 1;
287     return v + !v;
288 }
289
290 static inline int vp8_rac_get_nn(VP56RangeCoder *c)
291 {
292     int v = vp8_rac_get_uint(c, 7) << 1;
293     return v + !v;
294 }
295
296 static inline int vp56_rac_get_tree(VP56RangeCoder *c,
297                                     const VP56Tree *tree,
298                                     const uint8_t *probs)
299 {
300     while (tree->val > 0) {
301         if (vp56_rac_get_prob(c, probs[tree->prob_idx]))
302             tree += tree->val;
303         else
304             tree++;
305     }
306     return -tree->val;
307 }
308
309 /**
310  * This is identical to vp8_rac_get_tree except for the possibility of starting
311  * on a node other than the root node, needed for coeff decode where this is
312  * used to save a bit after a 0 token (by disallowing EOB to immediately follow.)
313  */
314 static inline int vp8_rac_get_tree_with_offset(VP56RangeCoder *c, const int8_t (*tree)[2],
315                                                const uint8_t *probs, int i)
316 {
317     do {
318         i = tree[i][vp56_rac_get_prob(c, probs[i])];
319     } while (i > 0);
320
321     return -i;
322 }
323
324 // how probabilities are associated with decisions is different I think
325 // well, the new scheme fits in the old but this way has one fewer branches per decision
326 static inline int vp8_rac_get_tree(VP56RangeCoder *c, const int8_t (*tree)[2],
327                                    const uint8_t *probs)
328 {
329     return vp8_rac_get_tree_with_offset(c, tree, probs, 0);
330 }
331
332 // DCTextra
333 static inline int vp8_rac_get_coeff(VP56RangeCoder *c, const uint8_t *prob)
334 {
335     int v = 0;
336
337     do {
338         v = (v<<1) + vp56_rac_get_prob(c, *prob++);
339     } while (*prob);
340
341     return v;
342 }
343
344 #endif /* AVCODEC_VP56_H */