a4b3788d629d3fdd474db6607a5b6a87fa893d01
[ffmpeg.git] / libavcodec / vp8.c
1 /**
2  * VP8 compatible video decoder
3  *
4  * Copyright (C) 2010 David Conrad
5  * Copyright (C) 2010 Ronald S. Bultje
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include "avcodec.h"
25 #include "vp56.h"
26 #include "vp8data.h"
27 #include "vp8dsp.h"
28 #include "h264pred.h"
29 #include "rectangle.h"
30
31 typedef struct {
32     uint8_t segment;
33     uint8_t skip;
34     // todo: make it possible to check for at least (i4x4 or split_mv)
35     // in one op. are others needed?
36     uint8_t mode;
37     uint8_t ref_frame;
38     uint8_t partitioning;
39     VP56mv mv;
40     VP56mv bmv[16];
41 } VP8Macroblock;
42
43 typedef struct {
44     AVCodecContext *avctx;
45     DSPContext dsp;
46     VP8DSPContext vp8dsp;
47     H264PredContext hpc;
48     AVFrame frames[4];
49     AVFrame *framep[4];
50     uint8_t *edge_emu_buffer;
51     VP56RangeCoder c;   ///< header context, includes mb modes and motion vectors
52     int profile;
53
54     int mb_width;   /* number of horizontal MB */
55     int mb_height;  /* number of vertical MB */
56     int linesize;
57     int uvlinesize;
58
59     int keyframe;
60     int invisible;
61     int update_last;    ///< update VP56_FRAME_PREVIOUS with the current one
62     int update_golden;  ///< VP56_FRAME_NONE if not updated, or which frame to copy if so
63     int update_altref;
64
65     /**
66      * If this flag is not set, all the probability updates
67      * are discarded after this frame is decoded.
68      */
69     int update_probabilities;
70
71     /**
72      * All coefficients are contained in separate arith coding contexts.
73      * There can be 1, 2, 4, or 8 of these after the header context.
74      */
75     int num_coeff_partitions;
76     VP56RangeCoder coeff_partition[8];
77
78     VP8Macroblock *macroblocks;
79     VP8Macroblock *macroblocks_base;
80     int mb_stride;
81
82     uint8_t *intra4x4_pred_mode;
83     uint8_t *intra4x4_pred_mode_base;
84     int b4_stride;
85
86     /**
87      * For coeff decode, we need to know whether the above block had non-zero
88      * coefficients. This means for each macroblock, we need data for 4 luma
89      * blocks, 2 u blocks, 2 v blocks, and the luma dc block, for a total of 9
90      * per macroblock. We keep the last row in top_nnz.
91      */
92     uint8_t (*top_nnz)[9];
93     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, left_nnz)[9];
94
95     /**
96      * This is the index plus one of the last non-zero coeff
97      * for each of the blocks in the current macroblock.
98      * So, 0 -> no coeffs
99      *     1 -> dc-only (special transform)
100      *     2+-> full transform
101      */
102     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, non_zero_count_cache)[6][4];
103     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block)[6][4][16];
104
105     int chroma_pred_mode;    ///< 8x8c pred mode of the current macroblock
106
107     int mbskip_enabled;
108     int sign_bias[4]; ///< one state [0, 1] per ref frame type
109
110     /**
111      * Base parameters for segmentation, i.e. per-macroblock parameters.
112      * These must be kept unchanged even if segmentation is not used for
113      * a frame, since the values persist between interframes.
114      */
115     struct {
116         int enabled;
117         int absolute_vals;
118         int update_map;
119         int8_t base_quant[4];
120         int8_t filter_level[4];     ///< base loop filter level
121     } segmentation;
122
123     /**
124      * Macroblocks can have one of 4 different quants in a frame when
125      * segmentation is enabled.
126      * If segmentation is disabled, only the first segment's values are used.
127      */
128     struct {
129         // [0] - DC qmul  [1] - AC qmul
130         int16_t luma_qmul[2];
131         int16_t luma_dc_qmul[2];    ///< luma dc-only block quant
132         int16_t chroma_qmul[2];
133     } qmat[4];
134
135     struct {
136         int simple;
137         int level;
138         int sharpness;
139     } filter;
140
141     struct {
142         int enabled;    ///< whether each mb can have a different strength based on mode/ref
143
144         /**
145          * filter strength adjustment for the following macroblock modes:
146          * [0] - i4x4
147          * [1] - zero mv
148          * [2] - inter modes except for zero or split mv
149          * [3] - split mv
150          *  i16x16 modes never have any adjustment
151          */
152         int8_t mode[4];
153
154         /**
155          * filter strength adjustment for macroblocks that reference:
156          * [0] - intra / VP56_FRAME_CURRENT
157          * [1] - VP56_FRAME_PREVIOUS
158          * [2] - VP56_FRAME_GOLDEN
159          * [3] - altref / VP56_FRAME_GOLDEN2
160          */
161         int8_t ref[4];
162     } lf_delta;
163
164     /**
165      * These are all of the updatable probabilities for binary decisions.
166      * They are only implictly reset on keyframes, making it quite likely
167      * for an interframe to desync if a prior frame's header was corrupt
168      * or missing outright!
169      */
170     struct {
171         uint8_t segmentid[3];
172         uint8_t mbskip;
173         uint8_t intra;
174         uint8_t last;
175         uint8_t golden;
176         uint8_t pred16x16[4];
177         uint8_t pred8x8c[3];
178         uint8_t token[4][8][3][NUM_DCT_TOKENS-1];
179         uint8_t mvc[2][19];
180     } prob[2];
181 } VP8Context;
182
183 #define RL24(p) (AV_RL16(p) + ((p)[2] << 16))
184
185 static void vp8_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
186 {
187     VP8Context *s = avctx->priv_data;
188     int i;
189
190     for (i = 0; i < 4; i++)
191         if (s->frames[i].data[0])
192             avctx->release_buffer(avctx, &s->frames[i]);
193     memset(s->framep, 0, sizeof(s->framep));
194
195     av_freep(&s->macroblocks_base);
196     av_freep(&s->intra4x4_pred_mode_base);
197     av_freep(&s->top_nnz);
198     av_freep(&s->edge_emu_buffer);
199
200     s->macroblocks        = NULL;
201     s->intra4x4_pred_mode = NULL;
202 }
203
204 static int update_dimensions(VP8Context *s, int width, int height)
205 {
206     int i;
207
208     if (avcodec_check_dimensions(s->avctx, width, height))
209         return AVERROR_INVALIDDATA;
210
211     vp8_decode_flush(s->avctx);
212
213     avcodec_set_dimensions(s->avctx, width, height);
214
215     s->mb_width  = (s->avctx->coded_width +15) / 16;
216     s->mb_height = (s->avctx->coded_height+15) / 16;
217
218     // we allocate a border around the top/left of intra4x4 modes
219     // this is 4 blocks for intra4x4 to keep 4-byte alignment for fill_rectangle
220     s->mb_stride = s->mb_width+1;
221     s->b4_stride = 4*s->mb_stride;
222
223     s->macroblocks_base        = av_mallocz(s->mb_stride*(s->mb_height+1)*sizeof(*s->macroblocks));
224     s->intra4x4_pred_mode_base = av_mallocz(s->b4_stride*(4*s->mb_height+1));
225     s->top_nnz                 = av_mallocz(s->mb_width*sizeof(*s->top_nnz));
226
227     s->macroblocks        = s->macroblocks_base        + 1 + s->mb_stride;
228     s->intra4x4_pred_mode = s->intra4x4_pred_mode_base + 4 + s->b4_stride;
229
230     memset(s->intra4x4_pred_mode_base, DC_PRED, s->b4_stride);
231     for (i = 0; i < 4*s->mb_height; i++)
232         s->intra4x4_pred_mode[i*s->b4_stride-1] = DC_PRED;
233
234     return 0;
235 }
236
237 static void parse_segment_info(VP8Context *s)
238 {
239     VP56RangeCoder *c = &s->c;
240     int i;
241
242     s->segmentation.update_map = vp8_rac_get(c);
243
244     if (vp8_rac_get(c)) { // update segment feature data
245         s->segmentation.absolute_vals = vp8_rac_get(c);
246
247         for (i = 0; i < 4; i++)
248             s->segmentation.base_quant[i]   = vp8_rac_get_sint(c, 7);
249
250         for (i = 0; i < 4; i++)
251             s->segmentation.filter_level[i] = vp8_rac_get_sint(c, 6);
252     }
253     if (s->segmentation.update_map)
254         for (i = 0; i < 3; i++)
255             s->prob->segmentid[i] = vp8_rac_get(c) ? vp8_rac_get_uint(c, 8) : 255;
256 }
257
258 static void update_lf_deltas(VP8Context *s)
259 {
260     VP56RangeCoder *c = &s->c;
261     int i;
262
263     for (i = 0; i < 4; i++)
264         s->lf_delta.ref[i]  = vp8_rac_get_sint(c, 6);
265
266     for (i = 0; i < 4; i++)
267         s->lf_delta.mode[i] = vp8_rac_get_sint(c, 6);
268 }
269
270 static int setup_partitions(VP8Context *s, const uint8_t *buf, int buf_size)
271 {
272     const uint8_t *sizes = buf;
273     int i;
274
275     s->num_coeff_partitions = 1 << vp8_rac_get_uint(&s->c, 2);
276
277     buf      += 3*(s->num_coeff_partitions-1);
278     buf_size -= 3*(s->num_coeff_partitions-1);
279     if (buf_size < 0)
280         return -1;
281
282     for (i = 0; i < s->num_coeff_partitions-1; i++) {
283         int size = RL24(sizes + 3*i);
284         if (buf_size - size < 0)
285             return -1;
286
287         vp56_init_range_decoder(&s->coeff_partition[i], buf, size);
288         buf      += size;
289         buf_size -= size;
290     }
291     vp56_init_range_decoder(&s->coeff_partition[i], buf, buf_size);
292
293     return 0;
294 }
295
296 static void get_quants(VP8Context *s)
297 {
298     VP56RangeCoder *c = &s->c;
299     int i, base_qi;
300
301     int yac_qi     = vp8_rac_get_uint(c, 7);
302     int ydc_delta  = vp8_rac_get_sint(c, 4);
303     int y2dc_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
304     int y2ac_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
305     int uvdc_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
306     int uvac_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
307
308     for (i = 0; i < 4; i++) {
309         if (s->segmentation.enabled) {
310             base_qi = s->segmentation.base_quant[i];
311             if (!s->segmentation.absolute_vals)
312                 base_qi += yac_qi;
313         } else
314             base_qi = yac_qi;
315
316         s->qmat[i].luma_qmul[0]    =       vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + ydc_delta , 0, 127)];
317         s->qmat[i].luma_qmul[1]    =       vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi             , 0, 127)];
318         s->qmat[i].luma_dc_qmul[0] =   2 * vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + y2dc_delta, 0, 127)];
319         s->qmat[i].luma_dc_qmul[1] = 155 * vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi + y2ac_delta, 0, 127)] / 100;
320         s->qmat[i].chroma_qmul[0]  =       vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + uvdc_delta, 0, 127)];
321         s->qmat[i].chroma_qmul[1]  =       vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi + uvac_delta, 0, 127)];
322
323         s->qmat[i].luma_dc_qmul[1] = FFMAX(s->qmat[i].luma_dc_qmul[1], 8);
324         s->qmat[i].chroma_qmul[0]  = FFMIN(s->qmat[i].chroma_qmul[0], 132);
325     }
326 }
327
328 /**
329  * Determine which buffers golden and altref should be updated with after this frame.
330  * The spec isn't clear here, so I'm going by my understanding of what libvpx does
331  *
332  * Intra frames update all 3 references
333  * Inter frames update VP56_FRAME_PREVIOUS if the update_last flag is set
334  * If the update (golden|altref) flag is set, it's updated with the current frame
335  *      if update_last is set, and VP56_FRAME_PREVIOUS otherwise.
336  * If the flag is not set, the number read means:
337  *      0: no update
338  *      1: VP56_FRAME_PREVIOUS
339  *      2: update golden with altref, or update altref with golden
340  */
341 static VP56Frame ref_to_update(VP8Context *s, int update, VP56Frame ref)
342 {
343     VP56RangeCoder *c = &s->c;
344
345     if (update)
346         return VP56_FRAME_CURRENT;
347
348     switch (vp8_rac_get_uint(c, 2)) {
349     case 1:
350         return VP56_FRAME_PREVIOUS;
351     case 2:
352         return (ref == VP56_FRAME_GOLDEN) ? VP56_FRAME_GOLDEN2 : VP56_FRAME_GOLDEN;
353     }
354     return VP56_FRAME_NONE;
355 }
356
357 static void update_refs(VP8Context *s)
358 {
359     VP56RangeCoder *c = &s->c;
360
361     int update_golden = vp8_rac_get(c);
362     int update_altref = vp8_rac_get(c);
363
364     s->update_golden = ref_to_update(s, update_golden, VP56_FRAME_GOLDEN);
365     s->update_altref = ref_to_update(s, update_altref, VP56_FRAME_GOLDEN2);
366 }
367
368 static int decode_frame_header(VP8Context *s, const uint8_t *buf, int buf_size)
369 {
370     VP56RangeCoder *c = &s->c;
371     int header_size, hscale, vscale, i, j, k, l, ret;
372     int width  = s->avctx->width;
373     int height = s->avctx->height;
374
375     s->keyframe  = !(buf[0] & 1);
376     s->profile   =  (buf[0]>>1) & 7;
377     s->invisible = !(buf[0] & 0x10);
378     header_size  = RL24(buf) >> 5;
379     buf      += 3;
380     buf_size -= 3;
381
382     if (s->profile)
383         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Profile %d not fully handled\n", s->profile);
384
385     if (header_size > buf_size - 7*s->keyframe) {
386         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Header size larger than data provided\n");
387         return AVERROR_INVALIDDATA;
388     }
389
390     if (s->keyframe) {
391         if (RL24(buf) != 0x2a019d) {
392             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid start code 0x%x\n", RL24(buf));
393             return AVERROR_INVALIDDATA;
394         }
395         width  = AV_RL16(buf+3) & 0x3fff;
396         height = AV_RL16(buf+5) & 0x3fff;
397         hscale = buf[4] >> 6;
398         vscale = buf[6] >> 6;
399         buf      += 7;
400         buf_size -= 7;
401
402         s->update_golden = s->update_altref = VP56_FRAME_CURRENT;
403         memcpy(s->prob->token    , vp8_token_default_probs , sizeof(s->prob->token));
404         memcpy(s->prob->pred16x16, vp8_pred16x16_prob_inter, sizeof(s->prob->pred16x16));
405         memcpy(s->prob->pred8x8c , vp8_pred8x8c_prob_inter , sizeof(s->prob->pred8x8c));
406         memcpy(s->prob->mvc      , vp8_mv_default_prob     , sizeof(s->prob->mvc));
407         memset(&s->segmentation, 0, sizeof(s->segmentation));
408     }
409
410     if (!s->macroblocks_base || /* first frame */
411         width != s->avctx->width || height != s->avctx->height) {
412         if ((ret = update_dimensions(s, width, height) < 0))
413             return ret;
414     }
415
416     vp56_init_range_decoder(c, buf, header_size);
417     buf      += header_size;
418     buf_size -= header_size;
419
420     if (s->keyframe) {
421         if (vp8_rac_get(c))
422             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Unspecified colorspace\n");
423         vp8_rac_get(c); // whether we can skip clamping in dsp functions
424     }
425
426     if ((s->segmentation.enabled = vp8_rac_get(c)))
427         parse_segment_info(s);
428     else
429         s->segmentation.update_map = 0; // FIXME: move this to some init function?
430
431     s->filter.simple    = vp8_rac_get(c);
432     s->filter.level     = vp8_rac_get_uint(c, 6);
433     s->filter.sharpness = vp8_rac_get_uint(c, 3);
434
435     if ((s->lf_delta.enabled = vp8_rac_get(c)))
436         if (vp8_rac_get(c))
437             update_lf_deltas(s);
438
439     if (setup_partitions(s, buf, buf_size)) {
440         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid partitions\n");
441         return AVERROR_INVALIDDATA;
442     }
443
444     get_quants(s);
445
446     if (!s->keyframe) {
447         update_refs(s);
448         s->sign_bias[VP56_FRAME_GOLDEN]               = vp8_rac_get(c);
449         s->sign_bias[VP56_FRAME_GOLDEN2 /* altref */] = vp8_rac_get(c);
450     }
451
452     // if we aren't saving this frame's probabilities for future frames,
453     // make a copy of the current probabilities
454     if (!(s->update_probabilities = vp8_rac_get(c)))
455         s->prob[1] = s->prob[0];
456
457     s->update_last = s->keyframe || vp8_rac_get(c);
458
459     for (i = 0; i < 4; i++)
460         for (j = 0; j < 8; j++)
461             for (k = 0; k < 3; k++)
462                 for (l = 0; l < NUM_DCT_TOKENS-1; l++)
463                     if (vp56_rac_get_prob(c, vp8_token_update_probs[i][j][k][l]))
464                         s->prob->token[i][j][k][l] = vp8_rac_get_uint(c, 8);
465
466     if ((s->mbskip_enabled = vp8_rac_get(c)))
467         s->prob->mbskip = vp8_rac_get_uint(c, 8);
468
469     if (!s->keyframe) {
470         s->prob->intra  = vp8_rac_get_uint(c, 8);
471         s->prob->last   = vp8_rac_get_uint(c, 8);
472         s->prob->golden = vp8_rac_get_uint(c, 8);
473
474         if (vp8_rac_get(c))
475             for (i = 0; i < 4; i++)
476                 s->prob->pred16x16[i] = vp8_rac_get_uint(c, 8);
477         if (vp8_rac_get(c))
478             for (i = 0; i < 3; i++)
479                 s->prob->pred8x8c[i]  = vp8_rac_get_uint(c, 8);
480
481         // 17.2 MV probability update
482         for (i = 0; i < 2; i++)
483             for (j = 0; j < 19; j++)
484                 if (vp56_rac_get_prob(c, vp8_mv_update_prob[i][j]))
485                     s->prob->mvc[i][j] = vp8_rac_get_nn(c);
486     }
487
488     return 0;
489 }
490
491 static inline void clamp_mv(VP8Context *s, VP56mv *dst, const VP56mv *src,
492                             int mb_x, int mb_y)
493 {
494 #define MARGIN (16 << 2)
495     dst->x = av_clip(src->x, -((mb_x << 6) + MARGIN),
496                      ((s->mb_width  - 1 - mb_x) << 6) + MARGIN);
497     dst->y = av_clip(src->y, -((mb_y << 6) + MARGIN),
498                      ((s->mb_height - 1 - mb_y) << 6) + MARGIN);
499 }
500
501 static void find_near_mvs(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y,
502                           VP56mv near[2], VP56mv *best, int cnt[4])
503 {
504     VP8Macroblock *mb_edge[3] = { mb - s->mb_stride     /* top */,
505                                   mb - 1                /* left */,
506                                   mb - s->mb_stride - 1 /* top-left */ };
507     enum { EDGE_TOP, EDGE_LEFT, EDGE_TOPLEFT };
508     VP56mv near_mv[4]  = {{ 0 }};
509     enum { CNT_ZERO, CNT_NEAREST, CNT_NEAR, CNT_SPLITMV };
510     int idx = CNT_ZERO, n;
511     int best_idx = CNT_ZERO;
512
513     /* Process MB on top, left and top-left */
514     for (n = 0; n < 3; n++) {
515         VP8Macroblock *edge = mb_edge[n];
516         if (edge->ref_frame != VP56_FRAME_CURRENT) {
517             if (edge->mv.x | edge->mv.y) {
518                 VP56mv tmp = edge->mv;
519                 if (s->sign_bias[mb->ref_frame] != s->sign_bias[edge->ref_frame]) {
520                     tmp.x *= -1;
521                     tmp.y *= -1;
522                 }
523                 if ((tmp.x ^ near_mv[idx].x) | (tmp.y ^ near_mv[idx].y))
524                     near_mv[++idx] = tmp;
525                 cnt[idx]       += 1 + (n != 2);
526             } else
527                 cnt[CNT_ZERO] += 1 + (n != 2);
528         }
529     }
530
531     /* If we have three distinct MV's, merge first and last if they're the same */
532     if (cnt[CNT_SPLITMV] &&
533         !((near_mv[1+EDGE_TOP].x ^ near_mv[1+EDGE_TOPLEFT].x) |
534           (near_mv[1+EDGE_TOP].y ^ near_mv[1+EDGE_TOPLEFT].y)))
535         cnt[CNT_NEAREST] += 1;
536
537     cnt[CNT_SPLITMV] = ((mb_edge[EDGE_LEFT]->mode   == VP8_MVMODE_SPLIT) +
538                         (mb_edge[EDGE_TOP]->mode    == VP8_MVMODE_SPLIT)) * 2 +
539                        (mb_edge[EDGE_TOPLEFT]->mode == VP8_MVMODE_SPLIT);
540
541     /* Swap near and nearest if necessary */
542     if (cnt[CNT_NEAR] > cnt[CNT_NEAREST]) {
543         FFSWAP(int,    cnt[CNT_NEAREST],     cnt[CNT_NEAR]);
544         FFSWAP(VP56mv, near_mv[CNT_NEAREST], near_mv[CNT_NEAR]);
545     }
546
547     /* Choose the best mv out of 0,0 and the nearest mv */
548     if (cnt[CNT_NEAREST] >= cnt[CNT_ZERO])
549         best_idx = CNT_NEAREST;
550
551     clamp_mv(s, best, &near_mv[best_idx], mb_x, mb_y);
552     near[0] = near_mv[CNT_NEAREST];
553     near[1] = near_mv[CNT_NEAR];
554 }
555
556 /**
557  * Motion vector coding, 17.1.
558  */
559 static int read_mv_component(VP56RangeCoder *c, const uint8_t *p)
560 {
561     int x = 0;
562
563     if (vp56_rac_get_prob(c, p[0])) {
564         int i;
565
566         for (i = 0; i < 3; i++)
567             x += vp56_rac_get_prob(c, p[9 + i]) << i;
568         for (i = 9; i > 3; i--)
569             x += vp56_rac_get_prob(c, p[9 + i]) << i;
570         if (!(x & 0xFFF0) || vp56_rac_get_prob(c, p[12]))
571             x += 8;
572     } else
573         x = vp8_rac_get_tree(c, vp8_small_mvtree, &p[2]);
574
575     return (x && vp56_rac_get_prob(c, p[1])) ? -x : x;
576 }
577
578 static const uint8_t *get_submv_prob(const VP56mv *left, const VP56mv *top)
579 {
580     int l_is_zero = !(left->x | left->y);
581     int t_is_zero = !(top->x  | top->y);
582     int equal = !((left->x ^ top->x) | (left->y ^ top->y));
583
584     if (equal)
585         return l_is_zero ? vp8_submv_prob[4] : vp8_submv_prob[3];
586     if (t_is_zero)
587         return vp8_submv_prob[2];
588     return l_is_zero ? vp8_submv_prob[1] : vp8_submv_prob[0];
589 }
590
591 /**
592  * Split motion vector prediction, 16.4.
593  */
594 static void decode_splitmvs(VP8Context    *s,  VP56RangeCoder *c,
595                             VP8Macroblock *mb, VP56mv         *base_mv)
596 {
597     int part_idx = mb->partitioning =
598         vp8_rac_get_tree(c, vp8_mbsplit_tree, vp8_mbsplit_prob);
599     int n, num = vp8_mbsplit_count[part_idx];
600     VP56mv part_mv[16];
601
602     for (n = 0; n < num; n++) {
603         int k = vp8_mbfirstidx[part_idx][n];
604         const VP56mv *left  = (k & 3) ? &mb->bmv[k - 1] : &mb[-1].bmv[k + 3],
605                      *above = (k > 3) ? &mb->bmv[k - 4] : &mb[-s->mb_stride].bmv[k + 12];
606         const uint8_t *submv_prob = get_submv_prob(left, above);
607
608         switch (vp8_rac_get_tree(c, vp8_submv_ref_tree, submv_prob)) {
609         case VP8_SUBMVMODE_NEW4X4:
610             part_mv[n].y = base_mv->y + read_mv_component(c, s->prob->mvc[0]);
611             part_mv[n].x = base_mv->x + read_mv_component(c, s->prob->mvc[1]);
612             break;
613         case VP8_SUBMVMODE_ZERO4X4:
614             part_mv[n].x = 0;
615             part_mv[n].y = 0;
616             break;
617         case VP8_SUBMVMODE_LEFT4X4:
618             part_mv[n] = *left;
619             break;
620         case VP8_SUBMVMODE_TOP4X4:
621             part_mv[n] = *above;
622             break;
623         }
624
625         /* fill out over the 4x4 blocks in MB */
626         for (k = 0; k < 16; k++)
627             if (vp8_mbsplits[part_idx][k] == n) {
628                 mb->bmv[k]      = part_mv[n];
629             }
630     }
631 }
632
633 static inline void decode_intra4x4_modes(VP56RangeCoder *c, uint8_t *intra4x4,
634                                          int stride, int keyframe)
635 {
636     int x, y, t, l;
637     const uint8_t *ctx = vp8_pred4x4_prob_inter;
638
639     for (y = 0; y < 4; y++) {
640         for (x = 0; x < 4; x++) {
641             if (keyframe) {
642                 t = intra4x4[x - stride];
643                 l = intra4x4[x - 1];
644                 ctx = vp8_pred4x4_prob_intra[t][l];
645             }
646             intra4x4[x] = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred4x4_tree, ctx);
647         }
648         intra4x4 += stride;
649     }
650 }
651
652 static void decode_mb_mode(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y,
653                            uint8_t *intra4x4)
654 {
655     VP56RangeCoder *c = &s->c;
656     int n;
657
658     if (s->segmentation.update_map)
659         mb->segment = vp8_rac_get_tree(c, vp8_segmentid_tree, s->prob->segmentid);
660
661     mb->skip = s->mbskip_enabled ? vp56_rac_get_prob(c, s->prob->mbskip) : 0;
662
663     if (s->keyframe) {
664         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_intra, vp8_pred16x16_prob_intra);
665
666         if (mb->mode == MODE_I4x4) {
667             decode_intra4x4_modes(c, intra4x4, s->b4_stride, 1);
668         } else
669             fill_rectangle(intra4x4, 4, 4, s->b4_stride, vp8_pred4x4_mode[mb->mode], 1);
670
671         s->chroma_pred_mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred8x8c_tree, vp8_pred8x8c_prob_intra);
672         mb->ref_frame = VP56_FRAME_CURRENT;
673     } else if (vp56_rac_get_prob(c, s->prob->intra)) {
674         VP56mv near[2], best;
675         int cnt[4] = { 0 };
676         uint8_t p[4];
677
678         // inter MB, 16.2
679         if (vp56_rac_get_prob(c, s->prob->last))
680             mb->ref_frame = vp56_rac_get_prob(c, s->prob->golden) ?
681                 VP56_FRAME_GOLDEN2 /* altref */ : VP56_FRAME_GOLDEN;
682         else
683             mb->ref_frame = VP56_FRAME_PREVIOUS;
684
685         // motion vectors, 16.3
686         find_near_mvs(s, mb, mb_x, mb_y, near, &best, cnt);
687         for (n = 0; n < 4; n++)
688             p[n] = vp8_mode_contexts[cnt[n]][n];
689         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_mvinter, p);
690         switch (mb->mode) {
691         case VP8_MVMODE_SPLIT:
692             decode_splitmvs(s, c, mb, &best);
693             mb->mv = mb->bmv[15];
694             break;
695         case VP8_MVMODE_ZERO:
696             mb->mv.x = 0;
697             mb->mv.y = 0;
698             break;
699         case VP8_MVMODE_NEAREST:
700             clamp_mv(s, &mb->mv, &near[0], mb_x, mb_y);
701             break;
702         case VP8_MVMODE_NEAR:
703             clamp_mv(s, &mb->mv, &near[1], mb_x, mb_y);
704             break;
705         case VP8_MVMODE_NEW:
706             mb->mv.y = best.y + read_mv_component(c, s->prob->mvc[0]);
707             mb->mv.x = best.x + read_mv_component(c, s->prob->mvc[1]);
708             break;
709         }
710         if (mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
711             for (n = 0; n < 16; n++)
712                 mb->bmv[n] = mb->mv;
713         }
714     } else {
715         // intra MB, 16.1
716         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_inter, s->prob->pred16x16);
717
718         if (mb->mode == MODE_I4x4) {
719             decode_intra4x4_modes(c, intra4x4, s->b4_stride, 0);
720         } else
721             fill_rectangle(intra4x4, 4, 4, s->b4_stride, vp8_pred4x4_mode[mb->mode], 1);
722
723         s->chroma_pred_mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred8x8c_tree, s->prob->pred8x8c);
724         mb->ref_frame = VP56_FRAME_CURRENT;
725     }
726 }
727
728 /**
729  * @param i initial coeff index, 0 unless a separate DC block is coded
730  * @param zero_nhood the initial prediction context for number of surrounding
731  *                   all-zero blocks (only left/top, so 0-2)
732  * @param qmul[0] dc dequant factor
733  * @param qmul[1] ac dequant factor
734  * @return 0 if no coeffs were decoded
735  *         otherwise, the index of the last coeff decoded plus one
736  */
737 static int decode_block_coeffs(VP56RangeCoder *c, DCTELEM block[16],
738                                uint8_t probs[8][3][NUM_DCT_TOKENS-1],
739                                int i, int zero_nhood, int16_t qmul[2])
740 {
741     int token, nonzero = 0;
742     int offset = 0;
743
744     for (; i < 16; i++) {
745         token = vp8_rac_get_tree_with_offset(c, vp8_coeff_tree, probs[vp8_coeff_band[i]][zero_nhood], offset);
746
747         if (token == DCT_EOB)
748             break;
749         else if (token >= DCT_CAT1) {
750             int cat = token-DCT_CAT1;
751             token = vp8_rac_get_coeff(c, vp8_dct_cat_prob[cat]);
752             token += vp8_dct_cat_offset[cat];
753         }
754
755         // after the first token, the non-zero prediction context becomes
756         // based on the last decoded coeff
757         if (!token) {
758             zero_nhood = 0;
759             offset = 1;
760             continue;
761         } else if (token == 1)
762             zero_nhood = 1;
763         else
764             zero_nhood = 2;
765
766         // todo: full [16] qmat? load into register?
767         block[zigzag_scan[i]] = (vp8_rac_get(c) ? -token : token) * qmul[!!i];
768         nonzero = i+1;
769         offset = 0;
770     }
771     return nonzero;
772 }
773
774 static void decode_mb_coeffs(VP8Context *s, VP56RangeCoder *c, VP8Macroblock *mb,
775                              uint8_t t_nnz[9], uint8_t l_nnz[9])
776 {
777     LOCAL_ALIGNED_16(DCTELEM, dc,[16]);
778     int i, x, y, luma_start = 0, luma_ctx = 3;
779     int nnz_pred, nnz, nnz_total = 0;
780     int segment = s->segmentation.enabled ? mb->segment : 0;
781
782     s->dsp.clear_blocks((DCTELEM *)s->block);
783
784     if (mb->mode != MODE_I4x4 && mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
785         AV_ZERO128(dc);
786         AV_ZERO128(dc+8);
787         nnz_pred = t_nnz[8] + l_nnz[8];
788
789         // decode DC values and do hadamard
790         nnz = decode_block_coeffs(c, dc, s->prob->token[1], 0, nnz_pred,
791                                   s->qmat[segment].luma_dc_qmul);
792         l_nnz[8] = t_nnz[8] = !!nnz;
793         nnz_total += nnz;
794         s->vp8dsp.vp8_luma_dc_wht(s->block, dc);
795         luma_start = 1;
796         luma_ctx = 0;
797     }
798
799     // luma blocks
800     for (y = 0; y < 4; y++)
801         for (x = 0; x < 4; x++) {
802             nnz_pred = l_nnz[y] + t_nnz[x];
803             nnz = decode_block_coeffs(c, s->block[y][x], s->prob->token[luma_ctx], luma_start,
804                                       nnz_pred, s->qmat[segment].luma_qmul);
805             // nnz+luma_start may be one more than the actual last index, but we don't care
806             s->non_zero_count_cache[y][x] = nnz + luma_start;
807             t_nnz[x] = l_nnz[y] = !!nnz;
808             nnz_total += nnz;
809         }
810
811     // chroma blocks
812     // TODO: what to do about dimensions? 2nd dim for luma is x,
813     // but for chroma it's (y<<1)|x
814     for (i = 4; i < 6; i++)
815         for (y = 0; y < 2; y++)
816             for (x = 0; x < 2; x++) {
817                 nnz_pred = l_nnz[i+2*y] + t_nnz[i+2*x];
818                 nnz = decode_block_coeffs(c, s->block[i][(y<<1)+x], s->prob->token[2], 0,
819                                           nnz_pred, s->qmat[segment].chroma_qmul);
820                 s->non_zero_count_cache[i][(y<<1)+x] = nnz;
821                 t_nnz[i+2*x] = l_nnz[i+2*y] = !!nnz;
822                 nnz_total += nnz;
823             }
824
825     // if there were no coded coeffs despite the macroblock not being marked skip,
826     // we MUST not do the inner loop filter and should not do IDCT
827     // Since skip isn't used for bitstream prediction, just manually set it.
828     if (!nnz_total)
829         mb->skip = 1;
830 }
831
832 static int check_intra_pred_mode(int mode, int mb_x, int mb_y)
833 {
834     if (mode == DC_PRED8x8) {
835         if (!(mb_x|mb_y))
836             mode = DC_128_PRED8x8;
837         else if (!mb_y)
838             mode = LEFT_DC_PRED8x8;
839         else if (!mb_x)
840             mode = TOP_DC_PRED8x8;
841     }
842     return mode;
843 }
844
845 static void intra_predict(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb,
846                           uint8_t *bmode, int mb_x, int mb_y)
847 {
848     int x, y, mode, nnz, tr;
849
850     if (mb->mode < MODE_I4x4) {
851         mode = check_intra_pred_mode(mb->mode, mb_x, mb_y);
852         s->hpc.pred16x16[mode](dst[0], s->linesize);
853     } else {
854         uint8_t *ptr = dst[0];
855
856         // all blocks on the right edge of the macroblock use bottom edge
857         // the top macroblock for their topright edge
858         uint8_t *tr_right = ptr - s->linesize + 16;
859
860         // if we're on the right edge of the frame, said edge is extended
861         // from the top macroblock
862         if (mb_x == s->mb_width-1) {
863             tr = tr_right[-1]*0x01010101;
864             tr_right = (uint8_t *)&tr;
865         }
866
867         for (y = 0; y < 4; y++) {
868             uint8_t *topright = ptr + 4 - s->linesize;
869             for (x = 0; x < 4; x++) {
870                 if (x == 3)
871                     topright = tr_right;
872
873                 s->hpc.pred4x4[bmode[x]](ptr+4*x, topright, s->linesize);
874
875                 nnz = s->non_zero_count_cache[y][x];
876                 if (nnz) {
877                     if (nnz == 1)
878                         s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(ptr+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
879                     else
880                         s->vp8dsp.vp8_idct_add(ptr+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
881                 }
882                 topright += 4;
883             }
884
885             ptr   += 4*s->linesize;
886             bmode += s->b4_stride;
887         }
888     }
889
890     mode = check_intra_pred_mode(s->chroma_pred_mode, mb_x, mb_y);
891     s->hpc.pred8x8[mode](dst[1], s->uvlinesize);
892     s->hpc.pred8x8[mode](dst[2], s->uvlinesize);
893 }
894
895 /**
896  * Generic MC function.
897  *
898  * @param s VP8 decoding context
899  * @param luma 1 for luma (Y) planes, 0 for chroma (Cb/Cr) planes
900  * @param dst target buffer for block data at block position
901  * @param src reference picture buffer at origin (0, 0)
902  * @param mv motion vector (relative to block position) to get pixel data from
903  * @param x_off horizontal position of block from origin (0, 0)
904  * @param y_off vertical position of block from origin (0, 0)
905  * @param block_w width of block (16, 8 or 4)
906  * @param block_h height of block (always same as block_w)
907  * @param width width of src/dst plane data
908  * @param height height of src/dst plane data
909  * @param linesize size of a single line of plane data, including padding
910  */
911 static inline void vp8_mc(VP8Context *s, int luma,
912                           uint8_t *dst, uint8_t *src, const VP56mv *mv,
913                           int x_off, int y_off, int block_w, int block_h,
914                           int width, int height, int linesize,
915                           h264_chroma_mc_func mc_func[3][3])
916 {
917     static const uint8_t idx[8] = { 0, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1 };
918     int mx = (mv->x << luma)&7, mx_idx = idx[mx];
919     int my = (mv->y << luma)&7, my_idx = idx[my];
920
921     x_off += mv->x >> (3 - luma);
922     y_off += mv->y >> (3 - luma);
923
924     // edge emulation
925     src += y_off * linesize + x_off;
926     if (x_off < 2 || x_off >= width  - block_w - 3 ||
927         y_off < 2 || y_off >= height - block_h - 3) {
928         ff_emulated_edge_mc(s->edge_emu_buffer, src - 2 * linesize - 2, linesize,
929                             block_w + 5, block_h + 5,
930                             x_off - 2, y_off - 2, width, height);
931         src = s->edge_emu_buffer + 2 + linesize * 2;
932     }
933
934     mc_func[my_idx][mx_idx](dst, src, linesize, block_h, mx, my);
935 }
936
937 /**
938  * Apply motion vectors to prediction buffer, chapter 18.
939  */
940 static void inter_predict(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb,
941                           int mb_x, int mb_y)
942 {
943     int x_off = mb_x << 4, y_off = mb_y << 4;
944     int width = 16*s->mb_width, height = 16*s->mb_height;
945     VP56mv uvmv;
946
947     if (mb->mode < VP8_MVMODE_SPLIT) {
948         /* Y */
949         vp8_mc(s, 1, dst[0], s->framep[mb->ref_frame]->data[0], &mb->mv,
950                x_off, y_off, 16, 16, width, height, s->linesize,
951                s->vp8dsp.put_vp8_epel_pixels_tab[0]);
952
953         /* U/V */
954         uvmv = mb->mv;
955         if (s->profile == 3) {
956             uvmv.x &= ~7;
957             uvmv.y &= ~7;
958         }
959         x_off >>= 1; y_off >>= 1; width >>= 1; height >>= 1;
960         vp8_mc(s, 0, dst[1], s->framep[mb->ref_frame]->data[1], &uvmv,
961                x_off, y_off, 8, 8, width, height, s->uvlinesize,
962                s->vp8dsp.put_vp8_epel_pixels_tab[1]);
963         vp8_mc(s, 0, dst[2], s->framep[mb->ref_frame]->data[2], &uvmv,
964                x_off, y_off, 8, 8, width, height, s->uvlinesize,
965                s->vp8dsp.put_vp8_epel_pixels_tab[1]);
966     } else {
967         int x, y;
968
969         /* Y */
970         for (y = 0; y < 4; y++) {
971             for (x = 0; x < 4; x++) {
972                 vp8_mc(s, 1, dst[0] + 4*y*s->linesize + x*4,
973                        s->framep[mb->ref_frame]->data[0], &mb->bmv[4*y + x],
974                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
975                        width, height, s->linesize,
976                        s->vp8dsp.put_vp8_epel_pixels_tab[2]);
977             }
978         }
979
980         /* U/V */
981         x_off >>= 1; y_off >>= 1; width >>= 1; height >>= 1;
982         for (y = 0; y < 2; y++) {
983             for (x = 0; x < 2; x++) {
984                 uvmv.x = mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x  ].x +
985                          mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x+1].x +
986                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x  ].x +
987                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x+1].x;
988                 uvmv.y = mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x  ].y +
989                          mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x+1].y +
990                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x  ].y +
991                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x+1].y;
992                 uvmv.x = (uvmv.x + 2 + (uvmv.x >> (INT_BIT-1))) >> 2;
993                 uvmv.y = (uvmv.y + 2 + (uvmv.y >> (INT_BIT-1))) >> 2;
994                 if (s->profile == 3) {
995                     uvmv.x &= ~7;
996                     uvmv.y &= ~7;
997                 }
998                 vp8_mc(s, 0, dst[1] + 4*y*s->uvlinesize + x*4,
999                        s->framep[mb->ref_frame]->data[1], &uvmv,
1000                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1001                        width, height, s->uvlinesize,
1002                        s->vp8dsp.put_vp8_epel_pixels_tab[2]);
1003                 vp8_mc(s, 0, dst[2] + 4*y*s->uvlinesize + x*4,
1004                        s->framep[mb->ref_frame]->data[2], &uvmv,
1005                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1006                        width, height, s->uvlinesize,
1007                        s->vp8dsp.put_vp8_epel_pixels_tab[2]);
1008             }
1009         }
1010     }
1011 }
1012
1013 static void idct_mb(VP8Context *s, uint8_t *y_dst, uint8_t *u_dst, uint8_t *v_dst,
1014                     VP8Macroblock *mb)
1015 {
1016     int x, y, nnz;
1017
1018     if (mb->mode != MODE_I4x4)
1019         for (y = 0; y < 4; y++) {
1020             for (x = 0; x < 4; x++) {
1021                 nnz = s->non_zero_count_cache[y][x];
1022                 if (nnz) {
1023                     if (nnz == 1)
1024                         s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(y_dst+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
1025                     else
1026                         s->vp8dsp.vp8_idct_add(y_dst+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
1027                 }
1028             }
1029             y_dst += 4*s->linesize;
1030         }
1031
1032     for (y = 0; y < 2; y++) {
1033         for (x = 0; x < 2; x++) {
1034             nnz = s->non_zero_count_cache[4][(y<<1)+x];
1035             if (nnz) {
1036                 if (nnz == 1)
1037                     s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(u_dst+4*x, s->block[4][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1038                 else
1039                     s->vp8dsp.vp8_idct_add(u_dst+4*x, s->block[4][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1040             }
1041
1042             nnz = s->non_zero_count_cache[5][(y<<1)+x];
1043             if (nnz) {
1044                 if (nnz == 1)
1045                     s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(v_dst+4*x, s->block[5][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1046                 else
1047                     s->vp8dsp.vp8_idct_add(v_dst+4*x, s->block[5][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1048             }
1049         }
1050         u_dst += 4*s->uvlinesize;
1051         v_dst += 4*s->uvlinesize;
1052     }
1053 }
1054
1055 static void filter_level_for_mb(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int *level, int *inner, int *hev_thresh)
1056 {
1057     int interior_limit, filter_level;
1058
1059     if (s->segmentation.enabled) {
1060         filter_level = s->segmentation.filter_level[mb->segment];
1061         if (!s->segmentation.absolute_vals)
1062             filter_level += s->filter.level;
1063     } else
1064         filter_level = s->filter.level;
1065
1066     if (s->lf_delta.enabled) {
1067         filter_level += s->lf_delta.ref[mb->ref_frame];
1068
1069         if (mb->ref_frame == VP56_FRAME_CURRENT) {
1070             if (mb->mode == MODE_I4x4)
1071                 filter_level += s->lf_delta.mode[0];
1072         } else {
1073             if (mb->mode == VP8_MVMODE_ZERO)
1074                 filter_level += s->lf_delta.mode[1];
1075             else if (mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT)
1076                 filter_level += s->lf_delta.mode[3];
1077             else
1078                 filter_level += s->lf_delta.mode[2];
1079         }
1080     }
1081     filter_level = av_clip(filter_level, 0, 63);
1082
1083     interior_limit = filter_level;
1084     if (s->filter.sharpness) {
1085         interior_limit >>= s->filter.sharpness > 4 ? 2 : 1;
1086         interior_limit = FFMIN(interior_limit, 9 - s->filter.sharpness);
1087     }
1088     interior_limit = FFMAX(interior_limit, 1);
1089
1090     *level = filter_level;
1091     *inner = interior_limit;
1092
1093     if (hev_thresh) {
1094         *hev_thresh = filter_level >= 15;
1095
1096         if (s->keyframe) {
1097             if (filter_level >= 40)
1098                 *hev_thresh = 2;
1099         } else {
1100             if (filter_level >= 40)
1101                 *hev_thresh = 3;
1102             else if (filter_level >= 20)
1103                 *hev_thresh = 2;
1104         }
1105     }
1106 }
1107
1108 // TODO: look at backup_mb_border / xchg_mb_border in h264.c
1109 static void filter_mb(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y)
1110 {
1111     int filter_level, inner_limit, hev_thresh;
1112
1113     filter_level_for_mb(s, mb, &filter_level, &inner_limit, &hev_thresh);
1114     if (!filter_level)
1115         return;
1116
1117     if (mb_x) {
1118         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16(dst[0], s->linesize,   filter_level+2, inner_limit, hev_thresh);
1119         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8 (dst[1], s->uvlinesize, filter_level+2, inner_limit, hev_thresh);
1120         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8 (dst[2], s->uvlinesize, filter_level+2, inner_limit, hev_thresh);
1121     }
1122
1123     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1124         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+ 4, s->linesize,   filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1125         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+ 8, s->linesize,   filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1126         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+12, s->linesize,   filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1127         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8_inner (dst[1]+ 4, s->uvlinesize, filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1128         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8_inner (dst[2]+ 4, s->uvlinesize, filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1129     }
1130
1131     if (mb_y) {
1132         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16(dst[0], s->linesize,   filter_level+2, inner_limit, hev_thresh);
1133         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8 (dst[1], s->uvlinesize, filter_level+2, inner_limit, hev_thresh);
1134         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8 (dst[2], s->uvlinesize, filter_level+2, inner_limit, hev_thresh);
1135     }
1136
1137     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1138         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+ 4*s->linesize,   s->linesize,   filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1139         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+ 8*s->linesize,   s->linesize,   filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1140         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+12*s->linesize,   s->linesize,   filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1141         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8_inner (dst[1]+ 4*s->uvlinesize, s->uvlinesize, filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1142         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8_inner (dst[2]+ 4*s->uvlinesize, s->uvlinesize, filter_level, inner_limit, hev_thresh);
1143     }
1144 }
1145
1146 static void filter_mb_simple(VP8Context *s, uint8_t *dst, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y)
1147 {
1148     int filter_level, inner_limit, mbedge_lim, bedge_lim;
1149
1150     filter_level_for_mb(s, mb, &filter_level, &inner_limit, NULL);
1151     if (!filter_level)
1152         return;
1153
1154     mbedge_lim = 2*(filter_level+2) + inner_limit;
1155      bedge_lim = 2* filter_level    + inner_limit;
1156
1157     if (mb_x)
1158         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst, s->linesize, mbedge_lim);
1159     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1160         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+ 4, s->linesize, bedge_lim);
1161         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+ 8, s->linesize, bedge_lim);
1162         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+12, s->linesize, bedge_lim);
1163     }
1164
1165     if (mb_y)
1166         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst, s->linesize, mbedge_lim);
1167     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1168         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+ 4*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1169         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+ 8*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1170         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+12*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1171     }
1172 }
1173
1174 static void filter_mb_row(VP8Context *s, int mb_y)
1175 {
1176     VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1177     uint8_t *dst[3] = {
1178         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[0] + 16*mb_y*s->linesize,
1179         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[1] +  8*mb_y*s->uvlinesize,
1180         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[2] +  8*mb_y*s->uvlinesize
1181     };
1182     int mb_x;
1183
1184     for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1185         filter_mb(s, dst, mb++, mb_x, mb_y);
1186         dst[0] += 16;
1187         dst[1] += 8;
1188         dst[2] += 8;
1189     }
1190 }
1191
1192 static void filter_mb_row_simple(VP8Context *s, int mb_y)
1193 {
1194     uint8_t *dst = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[0] + 16*mb_y*s->linesize;
1195     VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1196     int mb_x;
1197
1198     for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1199         filter_mb_simple(s, dst, mb++, mb_x, mb_y);
1200         dst += 16;
1201     }
1202 }
1203
1204 static int vp8_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
1205                             AVPacket *avpkt)
1206 {
1207     VP8Context *s = avctx->priv_data;
1208     int ret, mb_x, mb_y, i, y, referenced;
1209     enum AVDiscard skip_thresh;
1210     AVFrame *curframe;
1211
1212     if ((ret = decode_frame_header(s, avpkt->data, avpkt->size)) < 0)
1213         return ret;
1214
1215     referenced = s->update_last || s->update_golden == VP56_FRAME_CURRENT
1216                                 || s->update_altref == VP56_FRAME_CURRENT;
1217
1218     skip_thresh = !referenced ? AVDISCARD_NONREF :
1219                     !s->keyframe ? AVDISCARD_NONKEY : AVDISCARD_ALL;
1220
1221     if (avctx->skip_frame >= skip_thresh) {
1222         s->invisible = 1;
1223         goto skip_decode;
1224     }
1225
1226     for (i = 0; i < 4; i++)
1227         if (&s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] &&
1228             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] &&
1229             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2]) {
1230             curframe = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT] = &s->frames[i];
1231             break;
1232         }
1233     if (curframe->data[0])
1234         avctx->release_buffer(avctx, curframe);
1235
1236     curframe->key_frame = s->keyframe;
1237     curframe->pict_type = s->keyframe ? FF_I_TYPE : FF_P_TYPE;
1238     curframe->reference = referenced ? 3 : 0;
1239     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, curframe))) {
1240         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed!\n");
1241         return ret;
1242     }
1243
1244     // Given that arithmetic probabilities are updated every frame, it's quite likely
1245     // that the values we have on a random interframe are complete junk if we didn't
1246     // start decode on a keyframe. So just don't display anything rather than junk.
1247     if (!s->keyframe && (!s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] ||
1248                          !s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] ||
1249                          !s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2])) {
1250         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Discarding interframe without a prior keyframe!\n");
1251         return AVERROR_INVALIDDATA;
1252     }
1253
1254     s->linesize   = curframe->linesize[0];
1255     s->uvlinesize = curframe->linesize[1];
1256
1257     if (!s->edge_emu_buffer)
1258         s->edge_emu_buffer = av_malloc(21*s->linesize);
1259
1260     memset(s->top_nnz, 0, s->mb_width*sizeof(*s->top_nnz));
1261
1262     // top edge of 127 for intra prediction
1263     if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_EMU_EDGE)) {
1264         memset(curframe->data[0] - s->linesize  -1, 127, s->linesize  +1);
1265         memset(curframe->data[1] - s->uvlinesize-1, 127, s->uvlinesize+1);
1266         memset(curframe->data[2] - s->uvlinesize-1, 127, s->uvlinesize+1);
1267     }
1268
1269     for (mb_y = 0; mb_y < s->mb_height; mb_y++) {
1270         VP56RangeCoder *c = &s->coeff_partition[mb_y & (s->num_coeff_partitions-1)];
1271         VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1272         uint8_t *intra4x4 = s->intra4x4_pred_mode + 4*mb_y*s->b4_stride;
1273         uint8_t *dst[3] = {
1274             curframe->data[0] + 16*mb_y*s->linesize,
1275             curframe->data[1] +  8*mb_y*s->uvlinesize,
1276             curframe->data[2] +  8*mb_y*s->uvlinesize
1277         };
1278
1279         memset(s->left_nnz, 0, sizeof(s->left_nnz));
1280
1281         // left edge of 129 for intra prediction
1282         if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_EMU_EDGE))
1283             for (i = 0; i < 3; i++)
1284                 for (y = 0; y < 16>>!!i; y++)
1285                     dst[i][y*curframe->linesize[i]-1] = 129;
1286
1287         for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1288             decode_mb_mode(s, mb, mb_x, mb_y, intra4x4 + 4*mb_x);
1289
1290             if (!mb->skip)
1291                 decode_mb_coeffs(s, c, mb, s->top_nnz[mb_x], s->left_nnz);
1292             else {
1293                 AV_ZERO128(s->non_zero_count_cache);    // luma
1294                 AV_ZERO64(s->non_zero_count_cache[4]);  // chroma
1295             }
1296
1297             if (mb->mode <= MODE_I4x4) {
1298                 intra_predict(s, dst, mb, intra4x4 + 4*mb_x, mb_x, mb_y);
1299                 memset(mb->bmv, 0, sizeof(mb->bmv));
1300             } else {
1301                 inter_predict(s, dst, mb, mb_x, mb_y);
1302             }
1303
1304             if (!mb->skip) {
1305                 idct_mb(s, dst[0], dst[1], dst[2], mb);
1306             } else {
1307                 AV_ZERO64(s->left_nnz);
1308                 AV_WN64(s->top_nnz[mb_x], 0);   // array of 9, so unaligned
1309
1310                 // Reset DC block predictors if they would exist if the mb had coefficients
1311                 if (mb->mode != MODE_I4x4 && mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
1312                     s->left_nnz[8]      = 0;
1313                     s->top_nnz[mb_x][8] = 0;
1314                 }
1315             }
1316
1317             dst[0] += 16;
1318             dst[1] += 8;
1319             dst[2] += 8;
1320             mb++;
1321         }
1322         if (mb_y && s->filter.level && avctx->skip_loop_filter < skip_thresh) {
1323             if (s->filter.simple)
1324                 filter_mb_row_simple(s, mb_y-1);
1325             else
1326                 filter_mb_row(s, mb_y-1);
1327         }
1328     }
1329     if (s->filter.level && avctx->skip_loop_filter < skip_thresh) {
1330         if (s->filter.simple)
1331             filter_mb_row_simple(s, mb_y-1);
1332         else
1333             filter_mb_row(s, mb_y-1);
1334     }
1335
1336 skip_decode:
1337     // if future frames don't use the updated probabilities,
1338     // reset them to the values we saved
1339     if (!s->update_probabilities)
1340         s->prob[0] = s->prob[1];
1341
1342     // check if golden and altref are swapped
1343     if (s->update_altref == VP56_FRAME_GOLDEN &&
1344         s->update_golden == VP56_FRAME_GOLDEN2)
1345         FFSWAP(AVFrame *, s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN], s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2]);
1346     else {
1347         if (s->update_altref != VP56_FRAME_NONE)
1348             s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2] = s->framep[s->update_altref];
1349
1350         if (s->update_golden != VP56_FRAME_NONE)
1351             s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] = s->framep[s->update_golden];
1352     }
1353
1354     if (s->update_last) // move cur->prev
1355         s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT];
1356
1357     // release no longer referenced frames
1358     for (i = 0; i < 4; i++)
1359         if (s->frames[i].data[0] &&
1360             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_CURRENT] &&
1361             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] &&
1362             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] &&
1363             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2])
1364             avctx->release_buffer(avctx, &s->frames[i]);
1365
1366     if (!s->invisible) {
1367         *(AVFrame*)data = *s->framep[VP56_FRAME_CURRENT];
1368         *data_size = sizeof(AVFrame);
1369     }
1370
1371     return avpkt->size;
1372 }
1373
1374 static av_cold int vp8_decode_init(AVCodecContext *avctx)
1375 {
1376     VP8Context *s = avctx->priv_data;
1377
1378     s->avctx = avctx;
1379     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
1380
1381     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
1382     ff_h264_pred_init(&s->hpc, CODEC_ID_VP8);
1383     ff_vp8dsp_init(&s->vp8dsp);
1384
1385     // intra pred needs edge emulation among other things
1386     if (avctx->flags&CODEC_FLAG_EMU_EDGE) {
1387         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Edge emulation not supported\n");
1388         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1389     }
1390
1391     return 0;
1392 }
1393
1394 static av_cold int vp8_decode_free(AVCodecContext *avctx)
1395 {
1396     vp8_decode_flush(avctx);
1397     return 0;
1398 }
1399
1400 AVCodec vp8_decoder = {
1401     "vp8",
1402     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1403     CODEC_ID_VP8,
1404     sizeof(VP8Context),
1405     vp8_decode_init,
1406     NULL,
1407     vp8_decode_free,
1408     vp8_decode_frame,
1409     CODEC_CAP_DR1,
1410     .flush = vp8_decode_flush,
1411     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("On2 VP8"),
1412 };