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

   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 #ifndef AVCODEC_CABAC_H
  28 #define AVCODEC_CABAC_H
  29
  30 #include <stddef.h>
  31
  32 #include "put_bits.h"
  33
  34 //#undef NDEBUG
  35 #include <assert.h>
  36
  37 #define CABAC_BITS 16
  38 #define CABAC_MASK ((1<<CABAC_BITS)-1)
  39
  40 typedef struct CABACContext{
  41     int low;
  42     int range;
  43     int outstanding_count;
  44     const uint8_t *bytestream_start;
  45     const uint8_t *bytestream;
  46     const uint8_t *bytestream_end;
  47     PutBitContext pb;
  48 }CABACContext;
  49
  50 extern uint8_t ff_h264_mlps_state[4*64];
  51 extern uint8_t ff_h264_lps_range[4*2*64];  ///< rangeTabLPS
  52 extern uint8_t ff_h264_mps_state[2*64];     ///< transIdxMPS
  53 extern uint8_t ff_h264_lps_state[2*64];     ///< transIdxLPS
  54 extern const uint8_t ff_h264_norm_shift[512];
  55
  56 #if ARCH_X86
  57 #   include "x86/cabac.h"
  58 #endif
  59
  60 void ff_init_cabac_encoder(CABACContext *c, uint8_t *buf, int buf_size);
  61 void ff_init_cabac_decoder(CABACContext *c, const uint8_t *buf, int buf_size);
  62 void ff_init_cabac_states(CABACContext *c);
  63
  64
  65 static inline void put_cabac_bit(CABACContext *c, int b){
  66     put_bits(&c->pb, 1, b);
  67     for(;c->outstanding_count; c->outstanding_count--){
  68         put_bits(&c->pb, 1, 1-b);
  69     }
  70 }
  71
  72 static inline void renorm_cabac_encoder(CABACContext *c){
  73     while(c->range < 0x100){
  74         //FIXME optimize
  75         if(c->low<0x100){
  76             put_cabac_bit(c, 0);
  77         }else if(c->low<0x200){
  78             c->outstanding_count++;
  79             c->low -= 0x100;
  80         }else{
  81             put_cabac_bit(c, 1);
  82             c->low -= 0x200;
  83         }
  84
  85         c->range+= c->range;
  86         c->low += c->low;
  87     }
  88 }
  89
  90 static void refill(CABACContext *c){
  91 #if CABAC_BITS == 16
  92         c->low+= (c->bytestream[0]<<9) + (c->bytestream[1]<<1);
  93 #else
  94         c->low+= c->bytestream[0]<<1;
  95 #endif
  96     c->low -= CABAC_MASK;
  97     c->bytestream+= CABAC_BITS/8;
  98 }
  99
 100 static inline void renorm_cabac_decoder_once(CABACContext *c){
 101     int shift= (uint32_t)(c->range - 0x100)>>31;
 102     c->range<<= shift;
 103     c->low  <<= shift;
 104     if(!(c->low & CABAC_MASK))
 105         refill(c);
 106 }
 107
 108 #ifndef get_cabac_inline
 109 static void refill2(CABACContext *c){
 110     int i, x;
 111
 112     x= c->low ^ (c->low-1);
 113     i= 7 - ff_h264_norm_shift[x>>(CABAC_BITS-1)];
 114
 115     x= -CABAC_MASK;
 116
 117 #if CABAC_BITS == 16
 118         x+= (c->bytestream[0]<<9) + (c->bytestream[1]<<1);
 119 #else
 120         x+= c->bytestream[0]<<1;
 121 #endif
 122
 123     c->low += x<<i;
 124     c->bytestream+= CABAC_BITS/8;
 125 }
 126
 127 static av_always_inline int get_cabac_inline(CABACContext *c, uint8_t * const state){
 128     int s = *state;
 129     int RangeLPS= ff_h264_lps_range[2*(c->range&0xC0) + s];
 130     int bit, lps_mask;
 131
 132     c->range -= RangeLPS;
 133     lps_mask= ((c->range<<(CABAC_BITS+1)) - c->low)>>31;
 134
 135     c->low -= (c->range<<(CABAC_BITS+1)) & lps_mask;
 136     c->range += (RangeLPS - c->range) & lps_mask;
 137
 138     s^=lps_mask;
 139     *state= (ff_h264_mlps_state+128)[s];
 140     bit= s&1;
 141
 142     lps_mask= ff_h264_norm_shift[c->range];
 143     c->range<<= lps_mask;
 144     c->low  <<= lps_mask;
 145     if(!(c->low & CABAC_MASK))
 146         refill2(c);
 147     return bit;
 148 }
 149 #endif
 150
 151 static int av_noinline av_unused get_cabac_noinline(CABACContext *c, uint8_t * const state){
 152     return get_cabac_inline(c,state);
 153 }
 154
 155 static int av_unused get_cabac(CABACContext *c, uint8_t * const state){
 156     return get_cabac_inline(c,state);
 157 }
 158
 159 static int av_unused get_cabac_bypass(CABACContext *c){
 160     int range;
 161     c->low += c->low;
 162
 163     if(!(c->low & CABAC_MASK))
 164         refill(c);
 165
 166     range= c->range<<(CABAC_BITS+1);
 167     if(c->low < range){
 168         return 0;
 169     }else{
 170         c->low -= range;
 171         return 1;
 172     }
 173 }
 174
 175
 176 #ifndef get_cabac_bypass_sign
 177 static av_always_inline int get_cabac_bypass_sign(CABACContext *c, int val){
 178     int range, mask;
 179     c->low += c->low;
 180
 181     if(!(c->low & CABAC_MASK))
 182         refill(c);
 183
 184     range= c->range<<(CABAC_BITS+1);
 185     c->low -= range;
 186     mask= c->low >> 31;
 187     range &= mask;
 188     c->low += range;
 189     return (val^mask)-mask;
 190 }
 191 #endif
 192
 193 /**
 194  *
 195  * @return the number of bytes read or 0 if no end
 196  */
 197 static int av_unused get_cabac_terminate(CABACContext *c){
 198     c->range -= 2;
 199     if(c->low < c->range<<(CABAC_BITS+1)){
 200         renorm_cabac_decoder_once(c);
 201         return 0;
 202     }else{
 203         return c->bytestream - c->bytestream_start;
 204     }
 205 }
 206
 207 #endif /* AVCODEC_CABAC_H */