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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2007 Marco Gerards <marco@gnu.org>
   3  * Copyright (C) 2009 David Conrad
   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  * Arithmetic decoder for Dirac
  25  * @author Marco Gerards <marco@gnu.org>
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_DIRAC_ARITH_H
  29 #define AVCODEC_DIRAC_ARITH_H
  30
  31 #include "libavutil/x86/asm.h"
  32 #include "bytestream.h"
  33 #include "get_bits.h"
  34
  35 enum dirac_arith_contexts {
  36     CTX_ZPZN_F1,
  37     CTX_ZPNN_F1,
  38     CTX_NPZN_F1,
  39     CTX_NPNN_F1,
  40     CTX_ZP_F2,
  41     CTX_ZP_F3,
  42     CTX_ZP_F4,
  43     CTX_ZP_F5,
  44     CTX_ZP_F6,
  45     CTX_NP_F2,
  46     CTX_NP_F3,
  47     CTX_NP_F4,
  48     CTX_NP_F5,
  49     CTX_NP_F6,
  50     CTX_COEFF_DATA,
  51     CTX_SIGN_NEG,
  52     CTX_SIGN_ZERO,
  53     CTX_SIGN_POS,
  54     CTX_ZERO_BLOCK,
  55     CTX_DELTA_Q_F,
  56     CTX_DELTA_Q_DATA,
  57     CTX_DELTA_Q_SIGN,
  58
  59     DIRAC_CTX_COUNT
  60 };
  61
  62 // Dirac resets the arith decoder between decoding various types of data,
  63 // so many contexts are never used simultaneously. Thus, we can reduce
  64 // the number of contexts needed by reusing them.
  65 #define CTX_SB_F1        CTX_ZP_F5
  66 #define CTX_SB_DATA      0
  67 #define CTX_PMODE_REF1   0
  68 #define CTX_PMODE_REF2   1
  69 #define CTX_GLOBAL_BLOCK 2
  70 #define CTX_MV_F1        CTX_ZP_F2
  71 #define CTX_MV_DATA      0
  72 #define CTX_DC_F1        CTX_ZP_F5
  73 #define CTX_DC_DATA      0
  74
  75 typedef struct {
  76     unsigned low;
  77     uint16_t range;
  78     int16_t  counter;
  79
  80     const uint8_t *bytestream;
  81     const uint8_t *bytestream_end;
  82
  83     uint16_t contexts[DIRAC_CTX_COUNT];
  84 } DiracArith;
  85
  86 extern const uint8_t ff_dirac_next_ctx[DIRAC_CTX_COUNT];
  87 extern const uint16_t ff_dirac_prob[256];
  88 extern int16_t ff_dirac_prob_branchless[256][2];
  89
  90 static inline void renorm(DiracArith *c)
  91 {
  92 #if HAVE_FAST_CLZ
  93     int shift = 14 - av_log2_16bit(c->range-1) + ((c->range-1)>>15);
  94
  95     c->low    <<= shift;
  96     c->range  <<= shift;
  97     c->counter += shift;
  98 #else
  99     while (c->range <= 0x4000) {
 100         c->low   <<= 1;
 101         c->range <<= 1;
 102         c->counter++;
 103     }
 104 #endif
 105 }
 106
 107 static inline void refill(DiracArith *c)
 108 {
 109     int counter = c->counter;
 110
 111     if (counter >= 0) {
 112         int new = bytestream_get_be16(&c->bytestream);
 113
 114         // the spec defines overread bits to be 1, and streams rely on this
 115         if (c->bytestream > c->bytestream_end) {
 116             new |= 0xff;
 117             if (c->bytestream > c->bytestream_end+1)
 118                 new |= 0xff00;
 119
 120             c->bytestream = c->bytestream_end;
 121         }
 122
 123         c->low += new << counter;
 124         counter -= 16;
 125     }
 126     c->counter = counter;
 127 }
 128
 129 static inline int dirac_get_arith_bit(DiracArith *c, int ctx)
 130 {
 131     int prob_zero = c->contexts[ctx];
 132     int range_times_prob, bit;
 133     unsigned low = c->low;
 134     int    range = c->range;
 135
 136     range_times_prob = (c->range * prob_zero) >> 16;
 137
 138 #if ARCH_X86 && HAVE_FAST_CMOV && HAVE_INLINE_ASM && HAVE_6REGS
 139     low   -= range_times_prob << 16;
 140     range -= range_times_prob;
 141     bit = 0;
 142     __asm__(
 143         "cmpl   %5, %4 \n\t"
 144         "setae  %b0    \n\t"
 145         "cmovb  %3, %2 \n\t"
 146         "cmovb  %5, %1 \n\t"
 147         : "+q"(bit), "+r"(range), "+r"(low)
 148         : "r"(c->low), "r"(c->low>>16),
 149           "r"(range_times_prob)
 150     );
 151 #else
 152     bit = (low >> 16) >= range_times_prob;
 153     if (bit) {
 154         low   -= range_times_prob << 16;
 155         range -= range_times_prob;
 156     } else {
 157         range  = range_times_prob;
 158     }
 159 #endif
 160
 161     c->contexts[ctx] += ff_dirac_prob_branchless[prob_zero>>8][bit];
 162     c->low   = low;
 163     c->range = range;
 164
 165     renorm(c);
 166     refill(c);
 167     return bit;
 168 }
 169
 170 static inline int dirac_get_arith_uint(DiracArith *c, int follow_ctx, int data_ctx)
 171 {
 172     int ret = 1;
 173     while (!dirac_get_arith_bit(c, follow_ctx)) {
 174         if (ret >= 0x40000000) {
 175             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "dirac_get_arith_uint overflow\n");
 176             return -1;
 177         }
 178         ret <<= 1;
 179         ret += dirac_get_arith_bit(c, data_ctx);
 180         follow_ctx = ff_dirac_next_ctx[follow_ctx];
 181     }
 182     return ret-1;
 183 }
 184
 185 static inline int dirac_get_arith_int(DiracArith *c, int follow_ctx, int data_ctx)
 186 {
 187     int ret = dirac_get_arith_uint(c, follow_ctx, data_ctx);
 188     if (ret && dirac_get_arith_bit(c, data_ctx+1))
 189         ret = -ret;
 190     return ret;
 191 }
 192
 193 void ff_dirac_init_arith_decoder(DiracArith *c, GetBitContext *gb, int length);
 194
 195 #endif /* AVCODEC_DIRAC_ARITH_H */