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

   1 /*
   2  * Common bit i/o utils
   3  * Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard.
   4  *
   5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation; either
   8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Lesser General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  18  *
  19  * alternative bitstream reader & writer by Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file common.c
  24  * common internal api.
  25  */
  26
  27 #include "avcodec.h"
  28
  29 const uint8_t ff_sqrt_tab[128]={
  30         0, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
  31         5, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  32         8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
  33         9, 9, 9, 9,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,11,11,11,11,11,11,11
  34 };
  35
  36 const uint8_t ff_log2_tab[256]={
  37         0,0,1,1,2,2,2,2,3,3,3,3,3,3,3,3,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,
  38         5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,
  39         6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
  40         6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
  41         7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
  42         7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
  43         7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
  44         7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7
  45 };
  46
  47 void init_put_bits(PutBitContext *s,
  48                    uint8_t *buffer, int buffer_size,
  49                    void *opaque,
  50                    void (*write_data)(void *, uint8_t *, int))
  51 {
  52     s->buf = buffer;
  53     s->buf_end = s->buf + buffer_size;
  54     s->data_out_size = 0;
  55     if(write_data!=NULL)
  56     {
  57         fprintf(stderr, "write Data callback is not supported\n");
  58     }
  59 #ifdef ALT_BITSTREAM_WRITER
  60     s->index=0;
  61     ((uint32_t*)(s->buf))[0]=0;
  62 //    memset(buffer, 0, buffer_size);
  63 #else
  64     s->buf_ptr = s->buf;
  65     s->bit_left=32;
  66     s->bit_buf=0;
  67 #endif
  68 }
  69
  70 /* return the number of bits output */
  71 int64_t get_bit_count(PutBitContext *s)
  72 {
  73 #ifdef ALT_BITSTREAM_WRITER
  74     return s->data_out_size * 8 + s->index;
  75 #else
  76     return (s->buf_ptr - s->buf + s->data_out_size) * 8 + 32 - (int64_t)s->bit_left;
  77 #endif
  78 }
  79
  80 void align_put_bits(PutBitContext *s)
  81 {
  82 #ifdef ALT_BITSTREAM_WRITER
  83     put_bits(s,(  - s->index) & 7,0);
  84 #else
  85     put_bits(s,s->bit_left & 7,0);
  86 #endif
  87 }
  88
  89 /* pad the end of the output stream with zeros */
  90 void flush_put_bits(PutBitContext *s)
  91 {
  92 #ifdef ALT_BITSTREAM_WRITER
  93     align_put_bits(s);
  94 #else
  95     s->bit_buf<<= s->bit_left;
  96     while (s->bit_left < 32) {
  97         /* XXX: should test end of buffer */
  98         *s->buf_ptr++=s->bit_buf >> 24;
  99         s->bit_buf<<=8;
 100         s->bit_left+=8;
 101     }
 102     s->bit_left=32;
 103     s->bit_buf=0;
 104 #endif
 105 }
 106
 107 void put_string(PutBitContext * pbc, char *s)
 108 {
 109     while(*s){
 110         put_bits(pbc, 8, *s);
 111         s++;
 112     }
 113     put_bits(pbc, 8, 0);
 114 }
 115
 116 /* bit input functions */
 117
 118 void init_get_bits(GetBitContext *s,
 119                    const uint8_t *buffer, int bit_size)
 120 {
 121     const int buffer_size= (bit_size+7)>>3;
 122
 123     s->buffer= buffer;
 124     s->size_in_bits= bit_size;
 125     s->buffer_end= buffer + buffer_size;
 126 #ifdef ALT_BITSTREAM_READER
 127     s->index=0;
 128 #elif defined LIBMPEG2_BITSTREAM_READER
 129     s->buffer_ptr = buffer;
 130     s->bit_count = 16;
 131     s->cache = 0;
 132 #elif defined A32_BITSTREAM_READER
 133     s->buffer_ptr = (uint32_t*)buffer;
 134     s->bit_count = 32;
 135     s->cache0 = 0;
 136     s->cache1 = 0;
 137 #endif
 138     {
 139         OPEN_READER(re, s)
 140         UPDATE_CACHE(re, s)
 141 //        UPDATE_CACHE(re, s)
 142         CLOSE_READER(re, s)
 143     }
 144 #ifdef A32_BITSTREAM_READER
 145     s->cache1 = 0;
 146 #endif
 147 }
 148
 149 void align_get_bits(GetBitContext *s)
 150 {
 151     int n= (-get_bits_count(s)) & 7;
 152     if(n) skip_bits(s, n);
 153 }
 154
 155 int check_marker(GetBitContext *s, const char *msg)
 156 {
 157     int bit= get_bits1(s);
 158     if(!bit) printf("Marker bit missing %s\n", msg);
 159
 160     return bit;
 161 }
 162
 163 /* VLC decoding */
 164
 165 //#define DEBUG_VLC
 166
 167 #define GET_DATA(v, table, i, wrap, size) \
 168 {\
 169     const uint8_t *ptr = (const uint8_t *)table + i * wrap;\
 170     switch(size) {\
 171     case 1:\
 172         v = *(const uint8_t *)ptr;\
 173         break;\
 174     case 2:\
 175         v = *(const uint16_t *)ptr;\
 176         break;\
 177     default:\
 178         v = *(const uint32_t *)ptr;\
 179         break;\
 180     }\
 181 }
 182
 183
 184 static int alloc_table(VLC *vlc, int size)
 185 {
 186     int index;
 187     index = vlc->table_size;
 188     vlc->table_size += size;
 189     if (vlc->table_size > vlc->table_allocated) {
 190         vlc->table_allocated += (1 << vlc->bits);
 191         vlc->table = av_realloc(vlc->table,
 192                                 sizeof(VLC_TYPE) * 2 * vlc->table_allocated);
 193         if (!vlc->table)
 194             return -1;
 195     }
 196     return index;
 197 }
 198
 199 static int build_table(VLC *vlc, int table_nb_bits,
 200                        int nb_codes,
 201                        const void *bits, int bits_wrap, int bits_size,
 202                        const void *codes, int codes_wrap, int codes_size,
 203                        uint32_t code_prefix, int n_prefix)
 204 {
 205     int i, j, k, n, table_size, table_index, nb, n1, index;
 206     uint32_t code;
 207     VLC_TYPE (*table)[2];
 208
 209     table_size = 1 << table_nb_bits;
 210     table_index = alloc_table(vlc, table_size);
 211 #ifdef DEBUG_VLC
 212     printf("new table index=%d size=%d code_prefix=%x n=%d\n",
 213            table_index, table_size, code_prefix, n_prefix);
 214 #endif
 215     if (table_index < 0)
 216         return -1;
 217     table = &vlc->table[table_index];
 218
 219     for(i=0;i<table_size;i++) {
 220         table[i][1] = 0; //bits
 221         table[i][0] = -1; //codes
 222     }
 223
 224     /* first pass: map codes and compute auxillary table sizes */
 225     for(i=0;i<nb_codes;i++) {
 226         GET_DATA(n, bits, i, bits_wrap, bits_size);
 227         GET_DATA(code, codes, i, codes_wrap, codes_size);
 228         /* we accept tables with holes */
 229         if (n <= 0)
 230             continue;
 231 #if defined(DEBUG_VLC) && 0
 232         printf("i=%d n=%d code=0x%x\n", i, n, code);
 233 #endif
 234         /* if code matches the prefix, it is in the table */
 235         n -= n_prefix;
 236         if (n > 0 && (code >> n) == code_prefix) {
 237             if (n <= table_nb_bits) {
 238                 /* no need to add another table */
 239                 j = (code << (table_nb_bits - n)) & (table_size - 1);
 240                 nb = 1 << (table_nb_bits - n);
 241                 for(k=0;k<nb;k++) {
 242 #ifdef DEBUG_VLC
 243                     printf("%4x: code=%d n=%d\n",
 244                            j, i, n);
 245 #endif
 246                     if (table[j][1] /*bits*/ != 0) {
 247                         fprintf(stderr, "incorrect codes\n");
 248                         exit(1);
 249                     }
 250                     table[j][1] = n; //bits
 251                     table[j][0] = i; //code
 252                     j++;
 253                 }
 254             } else {
 255                 n -= table_nb_bits;
 256                 j = (code >> n) & ((1 << table_nb_bits) - 1);
 257 #ifdef DEBUG_VLC
 258                 printf("%4x: n=%d (subtable)\n",
 259                        j, n);
 260 #endif
 261                 /* compute table size */
 262                 n1 = -table[j][1]; //bits
 263                 if (n > n1)
 264                     n1 = n;
 265                 table[j][1] = -n1; //bits
 266             }
 267         }
 268     }
 269
 270     /* second pass : fill auxillary tables recursively */
 271     for(i=0;i<table_size;i++) {
 272         n = table[i][1]; //bits
 273         if (n < 0) {
 274             n = -n;
 275             if (n > table_nb_bits) {
 276                 n = table_nb_bits;
 277                 table[i][1] = -n; //bits
 278             }
 279             index = build_table(vlc, n, nb_codes,
 280                                 bits, bits_wrap, bits_size,
 281                                 codes, codes_wrap, codes_size,
 282                                 (code_prefix << table_nb_bits) | i,
 283                                 n_prefix + table_nb_bits);
 284             if (index < 0)
 285                 return -1;
 286             /* note: realloc has been done, so reload tables */
 287             table = &vlc->table[table_index];
 288             table[i][0] = index; //code
 289         }
 290     }
 291     return table_index;
 292 }
 293
 294
 295 /* Build VLC decoding tables suitable for use with get_vlc().
 296
 297    'nb_bits' set thee decoding table size (2^nb_bits) entries. The
 298    bigger it is, the faster is the decoding. But it should not be too
 299    big to save memory and L1 cache. '9' is a good compromise.
 300
 301    'nb_codes' : number of vlcs codes
 302
 303    'bits' : table which gives the size (in bits) of each vlc code.
 304
 305    'codes' : table which gives the bit pattern of of each vlc code.
 306
 307    'xxx_wrap' : give the number of bytes between each entry of the
 308    'bits' or 'codes' tables.
 309
 310    'xxx_size' : gives the number of bytes of each entry of the 'bits'
 311    or 'codes' tables.
 312
 313    'wrap' and 'size' allows to use any memory configuration and types
 314    (byte/word/long) to store the 'bits' and 'codes' tables.
 315 */
 316 int init_vlc(VLC *vlc, int nb_bits, int nb_codes,
 317              const void *bits, int bits_wrap, int bits_size,
 318              const void *codes, int codes_wrap, int codes_size)
 319 {
 320     vlc->bits = nb_bits;
 321     vlc->table = NULL;
 322     vlc->table_allocated = 0;
 323     vlc->table_size = 0;
 324 #ifdef DEBUG_VLC
 325     printf("build table nb_codes=%d\n", nb_codes);
 326 #endif
 327
 328     if (build_table(vlc, nb_bits, nb_codes,
 329                     bits, bits_wrap, bits_size,
 330                     codes, codes_wrap, codes_size,
 331                     0, 0) < 0) {
 332         av_free(vlc->table);
 333         return -1;
 334     }
 335     return 0;
 336 }
 337
 338
 339 void free_vlc(VLC *vlc)
 340 {
 341     av_free(vlc->table);
 342 }
 343
 344 int64_t ff_gcd(int64_t a, int64_t b){
 345     if(b) return ff_gcd(b, a%b);
 346     else  return a;
 347 }
 348
 349 void ff_float2fraction(int *nom_arg, int *denom_arg, double f, int max){
 350     double best_diff=1E10, diff;
 351     int best_denom=1, best_nom=1;
 352     int nom, denom, gcd;
 353
 354     //brute force here, perhaps we should try continued fractions if we need large max ...
 355     for(denom=1; denom<=max; denom++){
 356         nom= (int)(f*denom + 0.5);
 357         if(nom<=0 || nom>max) continue;
 358
 359         diff= ABS( f - (double)nom / (double)denom );
 360         if(diff < best_diff){
 361             best_diff= diff;
 362             best_nom= nom;
 363             best_denom= denom;
 364         }
 365     }
 366
 367     gcd= ff_gcd(best_nom, best_denom);
 368     best_nom   /= gcd;
 369     best_denom /= gcd;
 370
 371     *nom_arg= best_nom;
 372     *denom_arg= best_denom;
 373 }