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