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 #ifdef CONFIG_ENCODERS
  71
  72 /* return the number of bits output */
  73 int64_t get_bit_count(PutBitContext *s)
  74 {
  75 #ifdef ALT_BITSTREAM_WRITER
  76     return s->data_out_size * 8 + s->index;
  77 #else
  78     return (s->buf_ptr - s->buf + s->data_out_size) * 8 + 32 - (int64_t)s->bit_left;
  79 #endif
  80 }
  81
  82 void align_put_bits(PutBitContext *s)
  83 {
  84 #ifdef ALT_BITSTREAM_WRITER
  85     put_bits(s,(  - s->index) & 7,0);
  86 #else
  87     put_bits(s,s->bit_left & 7,0);
  88 #endif
  89 }
  90
  91 #endif //CONFIG_ENCODERS
  92
  93 /* pad the end of the output stream with zeros */
  94 void flush_put_bits(PutBitContext *s)
  95 {
  96 #ifdef ALT_BITSTREAM_WRITER
  97     align_put_bits(s);
  98 #else
  99     s->bit_buf<<= s->bit_left;
 100     while (s->bit_left < 32) {
 101         /* XXX: should test end of buffer */
 102         *s->buf_ptr++=s->bit_buf >> 24;
 103         s->bit_buf<<=8;
 104         s->bit_left+=8;
 105     }
 106     s->bit_left=32;
 107     s->bit_buf=0;
 108 #endif
 109 }
 110
 111 #ifdef CONFIG_ENCODERS
 112
 113 void put_string(PutBitContext * pbc, char *s)
 114 {
 115     while(*s){
 116         put_bits(pbc, 8, *s);
 117         s++;
 118     }
 119     put_bits(pbc, 8, 0);
 120 }
 121
 122 /* bit input functions */
 123
 124 #endif //CONFIG_ENCODERS
 125
 126 void init_get_bits(GetBitContext *s,
 127                    const uint8_t *buffer, int bit_size)
 128 {
 129     const int buffer_size= (bit_size+7)>>3;
 130
 131     s->buffer= buffer;
 132     s->size_in_bits= bit_size;
 133     s->buffer_end= buffer + buffer_size;
 134 #ifdef ALT_BITSTREAM_READER
 135     s->index=0;
 136 #elif defined LIBMPEG2_BITSTREAM_READER
 137     s->buffer_ptr = buffer;
 138     s->bit_count = 16;
 139     s->cache = 0;
 140 #elif defined A32_BITSTREAM_READER
 141     s->buffer_ptr = (uint32_t*)buffer;
 142     s->bit_count = 32;
 143     s->cache0 = 0;
 144     s->cache1 = 0;
 145 #endif
 146     {
 147         OPEN_READER(re, s)
 148         UPDATE_CACHE(re, s)
 149 //        UPDATE_CACHE(re, s)
 150         CLOSE_READER(re, s)
 151     }
 152 #ifdef A32_BITSTREAM_READER
 153     s->cache1 = 0;
 154 #endif
 155 }
 156
 157 void align_get_bits(GetBitContext *s)
 158 {
 159     int n= (-get_bits_count(s)) & 7;
 160     if(n) skip_bits(s, n);
 161 }
 162
 163 int check_marker(GetBitContext *s, const char *msg)
 164 {
 165     int bit= get_bits1(s);
 166     if(!bit) printf("Marker bit missing %s\n", msg);
 167
 168     return bit;
 169 }
 170
 171 /* VLC decoding */
 172
 173 //#define DEBUG_VLC
 174
 175 #define GET_DATA(v, table, i, wrap, size) \
 176 {\
 177     const uint8_t *ptr = (const uint8_t *)table + i * wrap;\
 178     switch(size) {\
 179     case 1:\
 180         v = *(const uint8_t *)ptr;\
 181         break;\
 182     case 2:\
 183         v = *(const uint16_t *)ptr;\
 184         break;\
 185     default:\
 186         v = *(const uint32_t *)ptr;\
 187         break;\
 188     }\
 189 }
 190
 191
 192 static int alloc_table(VLC *vlc, int size)
 193 {
 194     int index;
 195     index = vlc->table_size;
 196     vlc->table_size += size;
 197     if (vlc->table_size > vlc->table_allocated) {
 198         vlc->table_allocated += (1 << vlc->bits);
 199         vlc->table = av_realloc(vlc->table,
 200                                 sizeof(VLC_TYPE) * 2 * vlc->table_allocated);
 201         if (!vlc->table)
 202             return -1;
 203     }
 204     return index;
 205 }
 206
 207 static int build_table(VLC *vlc, int table_nb_bits,
 208                        int nb_codes,
 209                        const void *bits, int bits_wrap, int bits_size,
 210                        const void *codes, int codes_wrap, int codes_size,
 211                        uint32_t code_prefix, int n_prefix)
 212 {
 213     int i, j, k, n, table_size, table_index, nb, n1, index;
 214     uint32_t code;
 215     VLC_TYPE (*table)[2];
 216
 217     table_size = 1 << table_nb_bits;
 218     table_index = alloc_table(vlc, table_size);
 219 #ifdef DEBUG_VLC
 220     printf("new table index=%d size=%d code_prefix=%x n=%d\n",
 221            table_index, table_size, code_prefix, n_prefix);
 222 #endif
 223     if (table_index < 0)
 224         return -1;
 225     table = &vlc->table[table_index];
 226
 227     for(i=0;i<table_size;i++) {
 228         table[i][1] = 0; //bits
 229         table[i][0] = -1; //codes
 230     }
 231
 232     /* first pass: map codes and compute auxillary table sizes */
 233     for(i=0;i<nb_codes;i++) {
 234         GET_DATA(n, bits, i, bits_wrap, bits_size);
 235         GET_DATA(code, codes, i, codes_wrap, codes_size);
 236         /* we accept tables with holes */
 237         if (n <= 0)
 238             continue;
 239 #if defined(DEBUG_VLC) && 0
 240         printf("i=%d n=%d code=0x%x\n", i, n, code);
 241 #endif
 242         /* if code matches the prefix, it is in the table */
 243         n -= n_prefix;
 244         if (n > 0 && (code >> n) == code_prefix) {
 245             if (n <= table_nb_bits) {
 246                 /* no need to add another table */
 247                 j = (code << (table_nb_bits - n)) & (table_size - 1);
 248                 nb = 1 << (table_nb_bits - n);
 249                 for(k=0;k<nb;k++) {
 250 #ifdef DEBUG_VLC
 251                     printf("%4x: code=%d n=%d\n",
 252                            j, i, n);
 253 #endif
 254                     if (table[j][1] /*bits*/ != 0) {
 255                         fprintf(stderr, "incorrect codes\n");
 256                         exit(1);
 257                     }
 258                     table[j][1] = n; //bits
 259                     table[j][0] = i; //code
 260                     j++;
 261                 }
 262             } else {
 263                 n -= table_nb_bits;
 264                 j = (code >> n) & ((1 << table_nb_bits) - 1);
 265 #ifdef DEBUG_VLC
 266                 printf("%4x: n=%d (subtable)\n",
 267                        j, n);
 268 #endif
 269                 /* compute table size */
 270                 n1 = -table[j][1]; //bits
 271                 if (n > n1)
 272                     n1 = n;
 273                 table[j][1] = -n1; //bits
 274             }
 275         }
 276     }
 277
 278     /* second pass : fill auxillary tables recursively */
 279     for(i=0;i<table_size;i++) {
 280         n = table[i][1]; //bits
 281         if (n < 0) {
 282             n = -n;
 283             if (n > table_nb_bits) {
 284                 n = table_nb_bits;
 285                 table[i][1] = -n; //bits
 286             }
 287             index = build_table(vlc, n, nb_codes,
 288                                 bits, bits_wrap, bits_size,
 289                                 codes, codes_wrap, codes_size,
 290                                 (code_prefix << table_nb_bits) | i,
 291                                 n_prefix + table_nb_bits);
 292             if (index < 0)
 293                 return -1;
 294             /* note: realloc has been done, so reload tables */
 295             table = &vlc->table[table_index];
 296             table[i][0] = index; //code
 297         }
 298     }
 299     return table_index;
 300 }
 301
 302
 303 /* Build VLC decoding tables suitable for use with get_vlc().
 304
 305    'nb_bits' set thee decoding table size (2^nb_bits) entries. The
 306    bigger it is, the faster is the decoding. But it should not be too
 307    big to save memory and L1 cache. '9' is a good compromise.
 308
 309    'nb_codes' : number of vlcs codes
 310
 311    'bits' : table which gives the size (in bits) of each vlc code.
 312
 313    'codes' : table which gives the bit pattern of of each vlc code.
 314
 315    'xxx_wrap' : give the number of bytes between each entry of the
 316    'bits' or 'codes' tables.
 317
 318    'xxx_size' : gives the number of bytes of each entry of the 'bits'
 319    or 'codes' tables.
 320
 321    'wrap' and 'size' allows to use any memory configuration and types
 322    (byte/word/long) to store the 'bits' and 'codes' tables.
 323 */
 324 int init_vlc(VLC *vlc, int nb_bits, int nb_codes,
 325              const void *bits, int bits_wrap, int bits_size,
 326              const void *codes, int codes_wrap, int codes_size)
 327 {
 328     vlc->bits = nb_bits;
 329     vlc->table = NULL;
 330     vlc->table_allocated = 0;
 331     vlc->table_size = 0;
 332 #ifdef DEBUG_VLC
 333     printf("build table nb_codes=%d\n", nb_codes);
 334 #endif
 335
 336     if (build_table(vlc, nb_bits, nb_codes,
 337                     bits, bits_wrap, bits_size,
 338                     codes, codes_wrap, codes_size,
 339                     0, 0) < 0) {
 340         av_free(vlc->table);
 341         return -1;
 342     }
 343     return 0;
 344 }
 345
 346
 347 void free_vlc(VLC *vlc)
 348 {
 349     av_free(vlc->table);
 350 }
 351
 352 int64_t ff_gcd(int64_t a, int64_t b){
 353     if(b) return ff_gcd(b, a%b);
 354     else  return a;
 355 }
 356
 357 void ff_float2fraction(int *nom_arg, int *denom_arg, double f, int max){
 358     double best_diff=1E10, diff;
 359     int best_denom=1, best_nom=1;
 360     int nom, denom, gcd;
 361
 362     //brute force here, perhaps we should try continued fractions if we need large max ...
 363     for(denom=1; denom<=max; denom++){
 364         nom= (int)(f*denom + 0.5);
 365         if(nom<=0 || nom>max) continue;
 366
 367         diff= ABS( f - (double)nom / (double)denom );
 368         if(diff < best_diff){
 369             best_diff= diff;
 370             best_nom= nom;
 371             best_denom= denom;
 372         }
 373     }
 374
 375     gcd= ff_gcd(best_nom, best_denom);
 376     best_nom   /= gcd;
 377     best_denom /= gcd;
 378
 379     *nom_arg= best_nom;
 380     *denom_arg= best_denom;
 381 }