git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/cabac.c

   1 /*
   2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
   3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * Context Adaptive Binary Arithmetic Coder.
  25  */
  26
  27 #include <string.h>
  28
  29 #include "libavutil/common.h"
  30
  31 #include "cabac.h"
  32 #include "cabac_functions.h"
  33
  34 DECLARE_ASM_ALIGNED(1, const uint8_t, ff_h264_cabac_tables)[512 + 4*2*64 + 4*64 + 63] = {
  35     9,8,7,7,6,6,6,6,5,5,5,5,5,5,5,5,
  36     4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,
  37     3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,
  38     3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,
  39     2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
  40     2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
  41     2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
  42     2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
  43     1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
  44     1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
  45     1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
  46     1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
  47     0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  48     0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  49     0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  50     0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  51     0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  52     0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  53     0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  54     0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  55     // LPS range
  56     -128,    -128,    -128,    -128,    -128,    -128,    123,     123,
  57     116,     116,     111,     111,     105,     105,     100,     100,
  58     95,      95,      90,      90,      85,      85,      81,      81,
  59     77,      77,      73,      73,      69,      69,      66,      66,
  60     62,      62,      59,      59,      56,      56,      53,      53,
  61     51,      51,      48,      48,      46,      46,      43,      43,
  62     41,      41,      39,      39,      37,      37,      35,      35,
  63     33,      33,      32,      32,      30,      30,      29,      29,
  64     27,      27,      26,      26,      24,      24,      23,      23,
  65     22,      22,      21,      21,      20,      20,      19,      19,
  66     18,      18,      17,      17,      16,      16,      15,      15,
  67     14,      14,      14,      14,      13,      13,      12,      12,
  68     12,      12,      11,      11,      11,      11,      10,      10,
  69     10,      10,      9,       9,       9,       9,       8,       8,
  70     8,       8,       7,       7,       7,       7,       7,       7,
  71     6,       6,       6,       6,       6,       6,       2,       2,
  72     -80,     -80,     -89,     -89,     -98,     -98,     -106,    -106,
  73     -114,    -114,    -121,    -121,    -128,    -128,    122,     122,
  74     116,     116,     110,     110,     104,     104,     99,      99,
  75     94,      94,      89,      89,      85,      85,      80,      80,
  76     76,      76,      72,      72,      69,      69,      65,      65,
  77     62,      62,      59,      59,      56,      56,      53,      53,
  78     50,      50,      48,      48,      45,      45,      43,      43,
  79     41,      41,      39,      39,      37,      37,      35,      35,
  80     33,      33,      31,      31,      30,      30,      28,      28,
  81     27,      27,      26,      26,      24,      24,      23,      23,
  82     22,      22,      21,      21,      20,      20,      19,      19,
  83     18,      18,      17,      17,      16,      16,      15,      15,
  84     14,      14,      14,      14,      13,      13,      12,      12,
  85     12,      12,      11,      11,      11,      11,      10,      10,
  86     9,       9,       9,       9,       9,       9,       8,       8,
  87     8,       8,       7,       7,       7,       7,       2,       2,
  88     -48,     -48,     -59,     -59,     -69,     -69,     -78,     -78,
  89     -87,     -87,     -96,     -96,     -104,    -104,    -112,    -112,
  90     -119,    -119,    -126,    -126,    123,     123,     117,     117,
  91     111,     111,     105,     105,     100,     100,     95,      95,
  92     90,      90,      86,      86,      81,      81,      77,      77,
  93     73,      73,      69,      69,      66,      66,      63,      63,
  94     59,      59,      56,      56,      54,      54,      51,      51,
  95     48,      48,      46,      46,      43,      43,      41,      41,
  96     39,      39,      37,      37,      35,      35,      33,      33,
  97     32,      32,      30,      30,      29,      29,      27,      27,
  98     26,      26,      25,      25,      23,      23,      22,      22,
  99     21,      21,      20,      20,      19,      19,      18,      18,
 100     17,      17,      16,      16,      15,      15,      15,      15,
 101     14,      14,      13,      13,      12,      12,      12,      12,
 102     11,      11,      11,      11,      10,      10,      10,      10,
 103     9,       9,       9,       9,       8,       8,       2,       2,
 104     -16,     -16,     -29,     -29,     -40,     -40,     -51,     -51,
 105     -61,     -61,     -71,     -71,     -81,     -81,     -90,     -90,
 106     -98,     -98,     -106,    -106,    -114,    -114,    -121,    -121,
 107     -128,    -128,    122,     122,     116,     116,     110,     110,
 108     104,     104,     99,      99,      94,      94,      89,      89,
 109     85,      85,      80,      80,      76,      76,      72,      72,
 110     69,      69,      65,      65,      62,      62,      59,      59,
 111     56,      56,      53,      53,      50,      50,      48,      48,
 112     45,      45,      43,      43,      41,      41,      39,      39,
 113     37,      37,      35,      35,      33,      33,      31,      31,
 114     30,      30,      28,      28,      27,      27,      25,      25,
 115     24,      24,      23,      23,      22,      22,      21,      21,
 116     20,      20,      19,      19,      18,      18,      17,      17,
 117     16,      16,      15,      15,      14,      14,      14,      14,
 118     13,      13,      12,      12,      12,      12,      11,      11,
 119     11,      11,      10,      10,      9,       9,       2,       2,
 120     // mlps state
 121     127,     126,     77,      76,      77,      76,      75,      74,
 122     75,      74,      75,      74,      73,      72,      73,      72,
 123     73,      72,      71,      70,      71,      70,      71,      70,
 124     69,      68,      69,      68,      67,      66,      67,      66,
 125     67,      66,      65,      64,      65,      64,      63,      62,
 126     61,      60,      61,      60,      61,      60,      59,      58,
 127     59,      58,      57,      56,      55,      54,      55,      54,
 128     53,      52,      53,      52,      51,      50,      49,      48,
 129     49,      48,      47,      46,      45,      44,      45,      44,
 130     43,      42,      43,      42,      39,      38,      39,      38,
 131     37,      36,      37,      36,      33,      32,      33,      32,
 132     31,      30,      31,      30,      27,      26,      27,      26,
 133     25,      24,      23,      22,      23,      22,      19,      18,
 134     19,      18,      17,      16,      15,      14,      13,      12,
 135     11,      10,      9,       8,       9,       8,       5,       4,
 136     5,       4,       3,       2,       1,       0,       0,       1,
 137     2,       3,       4,       5,       6,       7,       8,       9,
 138     10,      11,      12,      13,      14,      15,      16,      17,
 139     18,      19,      20,      21,      22,      23,      24,      25,
 140     26,      27,      28,      29,      30,      31,      32,      33,
 141     34,      35,      36,      37,      38,      39,      40,      41,
 142     42,      43,      44,      45,      46,      47,      48,      49,
 143     50,      51,      52,      53,      54,      55,      56,      57,
 144     58,      59,      60,      61,      62,      63,      64,      65,
 145     66,      67,      68,      69,      70,      71,      72,      73,
 146     74,      75,      76,      77,      78,      79,      80,      81,
 147     82,      83,      84,      85,      86,      87,      88,      89,
 148     90,      91,      92,      93,      94,      95,      96,      97,
 149     98,      99,      100,     101,     102,     103,     104,     105,
 150     106,     107,     108,     109,     110,     111,     112,     113,
 151     114,     115,     116,     117,     118,     119,     120,     121,
 152     122,     123,     124,     125,     124,     125,     126,     127,
 153     // last_coeff_flag_offset_8x8
 154     0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 155     2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
 156     3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
 157     5, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 7, 8, 8, 8
 158 };
 159
 160 /**
 161  * @param buf_size size of buf in bits
 162  */
 163 void ff_init_cabac_encoder(CABACContext *c, uint8_t *buf, int buf_size){
 164     init_put_bits(&c->pb, buf, buf_size);
 165
 166     c->low= 0;
 167     c->range= 0x1FE;
 168     c->outstanding_count= 0;
 169     c->pb.bit_left++; //avoids firstBitFlag
 170 }
 171
 172 /**
 173  *
 174  * @param buf_size size of buf in bits
 175  */
 176 int ff_init_cabac_decoder(CABACContext *c, const uint8_t *buf, int buf_size){
 177     c->bytestream_start=
 178     c->bytestream= buf;
 179     c->bytestream_end= buf + buf_size;
 180
 181 #if CABAC_BITS == 16
 182     c->low =  (*c->bytestream++)<<18;
 183     c->low+=  (*c->bytestream++)<<10;
 184     // Keep our fetches on a 2-byte boundary as this should avoid ever having to
 185     // do unaligned loads if the compiler (or asm) optimises the double byte
 186     // load into a single instruction
 187     if(((uintptr_t)c->bytestream & 1) == 0) {
 188         c->low += (1 << 9);
 189     }
 190     else {
 191         c->low += ((*c->bytestream++) << 2) + 2;
 192     }
 193 #else
 194     c->low =  (*c->bytestream++)<<10;
 195     c->low+= ((*c->bytestream++)<<2) + 2;
 196 #endif
 197     c->range= 0x1FE;
 198     if ((c->range<<(CABAC_BITS+1)) < c->low)
 199         return AVERROR_INVALIDDATA;
 200     return 0;
 201 }