git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ffv1.c

   1 /*
   2  * FFV1 codec for libavcodec
   3  *
   4  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * FF Video Codec 1 (a lossless codec)
  26  */
  27
  28 #include "avcodec.h"
  29 #include "internal.h"
  30 #include "get_bits.h"
  31 #include "put_bits.h"
  32 #include "dsputil.h"
  33 #include "rangecoder.h"
  34 #include "golomb.h"
  35 #include "mathops.h"
  36 #include "libavutil/pixdesc.h"
  37 #include "libavutil/avassert.h"
  38 #include "libavutil/crc.h"
  39 #include "libavutil/opt.h"
  40
  41 #ifdef __INTEL_COMPILER
  42 #undef av_flatten
  43 #define av_flatten
  44 #endif
  45
  46 #define MAX_PLANES 4
  47 #define CONTEXT_SIZE 32
  48
  49 #define MAX_QUANT_TABLES 8
  50 #define MAX_CONTEXT_INPUTS 5
  51
  52 extern const uint8_t ff_log2_run[41];
  53
  54 static const int8_t quant5_10bit[256]={
  55  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1,
  56  1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
  57  1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
  58  1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  59  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  60  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  61  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  62  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  63 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,
  64 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,
  65 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,
  66 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,
  67 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-1,
  68 -1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,
  69 -1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,
  70 -1,-1,-1,-1,-1,-1,-0,-0,-0,-0,-0,-0,-0,-0,-0,-0,
  71 };
  72
  73 static const int8_t quant5[256]={
  74  0, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  75  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  76  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  77  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  78  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  79  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  80  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  81  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
  82 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,
  83 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,
  84 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,
  85 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,
  86 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,
  87 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,
  88 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,
  89 -2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-1,-1,-1,
  90 };
  91
  92 static const int8_t quant9_10bit[256]={
  93  0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2,
  94  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3,
  95  3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3,
  96  3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
  97  4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
  98  4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
  99  4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
 100  4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
 101 -4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,
 102 -4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,
 103 -4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,
 104 -4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,
 105 -4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-3,-3,-3,-3,-3,-3,-3,
 106 -3,-3,-3,-3,-3,-3,-3,-3,-3,-3,-3,-3,-3,-3,-3,-3,
 107 -3,-3,-3,-3,-3,-3,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,-2,
 108 -2,-2,-2,-2,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-0,-0,-0,-0,
 109 };
 110
 111 static const int8_t quant11[256]={
 112  0, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4,
 113  4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
 114  4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
 115  5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
 116  5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
 117  5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
 118  5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
 119  5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
 120 -5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,
 121 -5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,
 122 -5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,
 123 -5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,
 124 -5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,
 125 -5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-5,-4,-4,
 126 -4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,-4,
 127 -4,-4,-4,-4,-4,-3,-3,-3,-3,-3,-3,-3,-2,-2,-2,-1,
 128 };
 129
 130 static const uint8_t ver2_state[256]= {
 131    0,  10,  10,  10,  10,  16,  16,  16,  28,  16,  16,  29,  42,  49,  20,  49,
 132   59,  25,  26,  26,  27,  31,  33,  33,  33,  34,  34,  37,  67,  38,  39,  39,
 133   40,  40,  41,  79,  43,  44,  45,  45,  48,  48,  64,  50,  51,  52,  88,  52,
 134   53,  74,  55,  57,  58,  58,  74,  60, 101,  61,  62,  84,  66,  66,  68,  69,
 135   87,  82,  71,  97,  73,  73,  82,  75, 111,  77,  94,  78,  87,  81,  83,  97,
 136   85,  83,  94,  86,  99,  89,  90,  99, 111,  92,  93, 134,  95,  98, 105,  98,
 137  105, 110, 102, 108, 102, 118, 103, 106, 106, 113, 109, 112, 114, 112, 116, 125,
 138  115, 116, 117, 117, 126, 119, 125, 121, 121, 123, 145, 124, 126, 131, 127, 129,
 139  165, 130, 132, 138, 133, 135, 145, 136, 137, 139, 146, 141, 143, 142, 144, 148,
 140  147, 155, 151, 149, 151, 150, 152, 157, 153, 154, 156, 168, 158, 162, 161, 160,
 141  172, 163, 169, 164, 166, 184, 167, 170, 177, 174, 171, 173, 182, 176, 180, 178,
 142  175, 189, 179, 181, 186, 183, 192, 185, 200, 187, 191, 188, 190, 197, 193, 196,
 143  197, 194, 195, 196, 198, 202, 199, 201, 210, 203, 207, 204, 205, 206, 208, 214,
 144  209, 211, 221, 212, 213, 215, 224, 216, 217, 218, 219, 220, 222, 228, 223, 225,
 145  226, 224, 227, 229, 240, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 238, 239, 237, 242,
 146  241, 243, 242, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 252, 253, 254, 255,
 147 };
 148
 149 typedef struct VlcState{
 150     int16_t drift;
 151     uint16_t error_sum;
 152     int8_t bias;
 153     uint8_t count;
 154 } VlcState;
 155
 156 typedef struct PlaneContext{
 157     int16_t quant_table[MAX_CONTEXT_INPUTS][256];
 158     int quant_table_index;
 159     int context_count;
 160     uint8_t (*state)[CONTEXT_SIZE];
 161     VlcState *vlc_state;
 162     uint8_t interlace_bit_state[2];
 163 } PlaneContext;
 164
 165 #define MAX_SLICES 256
 166
 167 typedef struct FFV1Context{
 168     AVClass *class;
 169     AVCodecContext *avctx;
 170     RangeCoder c;
 171     GetBitContext gb;
 172     PutBitContext pb;
 173     uint64_t rc_stat[256][2];
 174     uint64_t (*rc_stat2[MAX_QUANT_TABLES])[32][2];
 175     int version;
 176     int minor_version;
 177     int width, height;
 178     int chroma_h_shift, chroma_v_shift;
 179     int chroma_planes;
 180     int transparency;
 181     int flags;
 182     int picture_number;
 183     AVFrame picture;
 184     int plane_count;
 185     int ac;                              ///< 1=range coder <-> 0=golomb rice
 186     int ac_byte_count;                   ///< number of bytes used for AC coding
 187     PlaneContext plane[MAX_PLANES];
 188     int16_t quant_table[MAX_CONTEXT_INPUTS][256];
 189     int16_t quant_tables[MAX_QUANT_TABLES][MAX_CONTEXT_INPUTS][256];
 190     int context_count[MAX_QUANT_TABLES];
 191     uint8_t state_transition[256];
 192     uint8_t (*initial_states[MAX_QUANT_TABLES])[32];
 193     int run_index;
 194     int colorspace;
 195     int16_t *sample_buffer;
 196     int gob_count;
 197     int packed_at_lsb;
 198     int ec;
 199     int key_frame_ok;
 200
 201     int quant_table_count;
 202
 203     DSPContext dsp;
 204
 205     struct FFV1Context *slice_context[MAX_SLICES];
 206     int slice_count;
 207     int num_v_slices;
 208     int num_h_slices;
 209     int slice_width;
 210     int slice_height;
 211     int slice_x;
 212     int slice_y;
 213     int bits_per_raw_sample;
 214 }FFV1Context;
 215
 216 static av_always_inline int fold(int diff, int bits){
 217     if(bits==8)
 218         diff= (int8_t)diff;
 219     else{
 220         diff+= 1<<(bits-1);
 221         diff&=(1<<bits)-1;
 222         diff-= 1<<(bits-1);
 223     }
 224
 225     return diff;
 226 }
 227
 228 static inline int predict(int16_t *src, int16_t *last)
 229 {
 230     const int LT= last[-1];
 231     const int  T= last[ 0];
 232     const int L =  src[-1];
 233
 234     return mid_pred(L, L + T - LT, T);
 235 }
 236
 237 static inline int get_context(PlaneContext *p, int16_t *src,
 238                               int16_t *last, int16_t *last2)
 239 {
 240     const int LT= last[-1];
 241     const int  T= last[ 0];
 242     const int RT= last[ 1];
 243     const int L =  src[-1];
 244
 245     if(p->quant_table[3][127]){
 246         const int TT= last2[0];
 247         const int LL=  src[-2];
 248         return p->quant_table[0][(L-LT) & 0xFF] + p->quant_table[1][(LT-T) & 0xFF] + p->quant_table[2][(T-RT) & 0xFF]
 249               +p->quant_table[3][(LL-L) & 0xFF] + p->quant_table[4][(TT-T) & 0xFF];
 250     }else
 251         return p->quant_table[0][(L-LT) & 0xFF] + p->quant_table[1][(LT-T) & 0xFF] + p->quant_table[2][(T-RT) & 0xFF];
 252 }
 253
 254 static void find_best_state(uint8_t best_state[256][256], const uint8_t one_state[256]){
 255     int i,j,k,m;
 256     double l2tab[256];
 257
 258     for(i=1; i<256; i++)
 259         l2tab[i]= log2(i/256.0);
 260
 261     for(i=0; i<256; i++){
 262         double best_len[256];
 263         double p= i/256.0;
 264
 265         for(j=0; j<256; j++)
 266             best_len[j]= 1<<30;
 267
 268         for(j=FFMAX(i-10,1); j<FFMIN(i+11,256); j++){
 269             double occ[256]={0};
 270             double len=0;
 271             occ[j]=1.0;
 272             for(k=0; k<256; k++){
 273                 double newocc[256]={0};
 274                 for(m=0; m<256; m++){
 275                     if(occ[m]){
 276                         len -=occ[m]*(     p *l2tab[    m]
 277                                       + (1-p)*l2tab[256-m]);
 278                     }
 279                 }
 280                 if(len < best_len[k]){
 281                     best_len[k]= len;
 282                     best_state[i][k]= j;
 283                 }
 284                 for(m=0; m<256; m++){
 285                     if(occ[m]){
 286                         newocc[    one_state[    m]] += occ[m]*   p ;
 287                         newocc[256-one_state[256-m]] += occ[m]*(1-p);
 288                     }
 289                 }
 290                 memcpy(occ, newocc, sizeof(occ));
 291             }
 292         }
 293     }
 294 }
 295
 296 static av_always_inline av_flatten void put_symbol_inline(RangeCoder *c, uint8_t *state, int v, int is_signed, uint64_t rc_stat[256][2], uint64_t rc_stat2[32][2]){
 297     int i;
 298
 299 #define put_rac(C,S,B) \
 300 do{\
 301     if(rc_stat){\
 302     rc_stat[*(S)][B]++;\
 303         rc_stat2[(S)-state][B]++;\
 304     }\
 305     put_rac(C,S,B);\
 306 }while(0)
 307
 308     if(v){
 309         const int a= FFABS(v);
 310         const int e= av_log2(a);
 311         put_rac(c, state+0, 0);
 312         if(e<=9){
 313             for(i=0; i<e; i++){
 314                 put_rac(c, state+1+i, 1);  //1..10
 315             }
 316             put_rac(c, state+1+i, 0);
 317
 318             for(i=e-1; i>=0; i--){
 319                 put_rac(c, state+22+i, (a>>i)&1); //22..31
 320             }
 321
 322             if(is_signed)
 323                 put_rac(c, state+11 + e, v < 0); //11..21
 324         }else{
 325             for(i=0; i<e; i++){
 326                 put_rac(c, state+1+FFMIN(i,9), 1);  //1..10
 327             }
 328             put_rac(c, state+1+9, 0);
 329
 330             for(i=e-1; i>=0; i--){
 331                 put_rac(c, state+22+FFMIN(i,9), (a>>i)&1); //22..31
 332             }
 333
 334             if(is_signed)
 335                 put_rac(c, state+11 + 10, v < 0); //11..21
 336         }
 337     }else{
 338         put_rac(c, state+0, 1);
 339     }
 340 #undef put_rac
 341 }
 342
 343 static av_noinline void put_symbol(RangeCoder *c, uint8_t *state, int v, int is_signed){
 344     put_symbol_inline(c, state, v, is_signed, NULL, NULL);
 345 }
 346
 347 static inline av_flatten int get_symbol_inline(RangeCoder *c, uint8_t *state, int is_signed){
 348     if(get_rac(c, state+0))
 349         return 0;
 350     else{
 351         int i, e, a;
 352         e= 0;
 353         while(get_rac(c, state+1 + FFMIN(e,9))){ //1..10
 354             e++;
 355         }
 356
 357         a= 1;
 358         for(i=e-1; i>=0; i--){
 359             a += a + get_rac(c, state+22 + FFMIN(i,9)); //22..31
 360         }
 361
 362         e= -(is_signed && get_rac(c, state+11 + FFMIN(e, 10))); //11..21
 363         return (a^e)-e;
 364     }
 365 }
 366
 367 static av_noinline int get_symbol(RangeCoder *c, uint8_t *state, int is_signed){
 368     return get_symbol_inline(c, state, is_signed);
 369 }
 370
 371 static inline void update_vlc_state(VlcState * const state, const int v){
 372     int drift= state->drift;
 373     int count= state->count;
 374     state->error_sum += FFABS(v);
 375     drift += v;
 376
 377     if(count == 128){ //FIXME variable
 378         count >>= 1;
 379         drift >>= 1;
 380         state->error_sum >>= 1;
 381     }
 382     count++;
 383
 384     if(drift <= -count){
 385         if(state->bias > -128) state->bias--;
 386
 387         drift += count;
 388         if(drift <= -count)
 389             drift= -count + 1;
 390     }else if(drift > 0){
 391         if(state->bias <  127) state->bias++;
 392
 393         drift -= count;
 394         if(drift > 0)
 395             drift= 0;
 396     }
 397
 398     state->drift= drift;
 399     state->count= count;
 400 }
 401
 402 static inline void put_vlc_symbol(PutBitContext *pb, VlcState * const state, int v, int bits){
 403     int i, k, code;
 404 //printf("final: %d ", v);
 405     v = fold(v - state->bias, bits);
 406
 407     i= state->count;
 408     k=0;
 409     while(i < state->error_sum){ //FIXME optimize
 410         k++;
 411         i += i;
 412     }
 413
 414     assert(k<=8);
 415
 416 #if 0 // JPEG LS
 417     if(k==0 && 2*state->drift <= - state->count) code= v ^ (-1);
 418     else                                         code= v;
 419 #else
 420      code= v ^ ((2*state->drift + state->count)>>31);
 421 #endif
 422
 423 //printf("v:%d/%d bias:%d error:%d drift:%d count:%d k:%d\n", v, code, state->bias, state->error_sum, state->drift, state->count, k);
 424     set_sr_golomb(pb, code, k, 12, bits);
 425
 426     update_vlc_state(state, v);
 427 }
 428
 429 static inline int get_vlc_symbol(GetBitContext *gb, VlcState * const state, int bits){
 430     int k, i, v, ret;
 431
 432     i= state->count;
 433     k=0;
 434     while(i < state->error_sum){ //FIXME optimize
 435         k++;
 436         i += i;
 437     }
 438
 439     assert(k<=8);
 440
 441     v= get_sr_golomb(gb, k, 12, bits);
 442 //printf("v:%d bias:%d error:%d drift:%d count:%d k:%d", v, state->bias, state->error_sum, state->drift, state->count, k);
 443
 444 #if 0 // JPEG LS
 445     if(k==0 && 2*state->drift <= - state->count) v ^= (-1);
 446 #else
 447      v ^= ((2*state->drift + state->count)>>31);
 448 #endif
 449
 450     ret= fold(v + state->bias, bits);
 451
 452     update_vlc_state(state, v);
 453 //printf("final: %d\n", ret);
 454     return ret;
 455 }
 456
 457 #if CONFIG_FFV1_ENCODER
 458 static av_always_inline int encode_line(FFV1Context *s, int w,
 459                                         int16_t *sample[3],
 460                                         int plane_index, int bits)
 461 {
 462     PlaneContext * const p= &s->plane[plane_index];
 463     RangeCoder * const c= &s->c;
 464     int x;
 465     int run_index= s->run_index;
 466     int run_count=0;
 467     int run_mode=0;
 468
 469     if(s->ac){
 470         if(c->bytestream_end - c->bytestream < w*20){
 471             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
 472             return -1;
 473         }
 474     }else{
 475         if(s->pb.buf_end - s->pb.buf - (put_bits_count(&s->pb)>>3) < w*4){
 476             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
 477             return -1;
 478         }
 479     }
 480
 481     for(x=0; x<w; x++){
 482         int diff, context;
 483
 484         context= get_context(p, sample[0]+x, sample[1]+x, sample[2]+x);
 485         diff= sample[0][x] - predict(sample[0]+x, sample[1]+x);
 486
 487         if(context < 0){
 488             context = -context;
 489             diff= -diff;
 490         }
 491
 492         diff= fold(diff, bits);
 493
 494         if(s->ac){
 495             if(s->flags & CODEC_FLAG_PASS1){
 496                 put_symbol_inline(c, p->state[context], diff, 1, s->rc_stat, s->rc_stat2[p->quant_table_index][context]);
 497             }else{
 498                 put_symbol_inline(c, p->state[context], diff, 1, NULL, NULL);
 499             }
 500         }else{
 501             if(context == 0) run_mode=1;
 502
 503             if(run_mode){
 504
 505                 if(diff){
 506                     while(run_count >= 1<<ff_log2_run[run_index]){
 507                         run_count -= 1<<ff_log2_run[run_index];
 508                         run_index++;
 509                         put_bits(&s->pb, 1, 1);
 510                     }
 511
 512                     put_bits(&s->pb, 1 + ff_log2_run[run_index], run_count);
 513                     if(run_index) run_index--;
 514                     run_count=0;
 515                     run_mode=0;
 516                     if(diff>0) diff--;
 517                 }else{
 518                     run_count++;
 519                 }
 520             }
 521
 522 //            printf("count:%d index:%d, mode:%d, x:%d y:%d pos:%d\n", run_count, run_index, run_mode, x, y, (int)put_bits_count(&s->pb));
 523
 524             if(run_mode == 0)
 525                 put_vlc_symbol(&s->pb, &p->vlc_state[context], diff, bits);
 526         }
 527     }
 528     if(run_mode){
 529         while(run_count >= 1<<ff_log2_run[run_index]){
 530             run_count -= 1<<ff_log2_run[run_index];
 531             run_index++;
 532             put_bits(&s->pb, 1, 1);
 533         }
 534
 535         if(run_count)
 536             put_bits(&s->pb, 1, 1);
 537     }
 538     s->run_index= run_index;
 539
 540     return 0;
 541 }
 542
 543 static void encode_plane(FFV1Context *s, uint8_t *src, int w, int h, int stride, int plane_index){
 544     int x,y,i;
 545     const int ring_size= s->avctx->context_model ? 3 : 2;
 546     int16_t *sample[3];
 547     s->run_index=0;
 548
 549     memset(s->sample_buffer, 0, ring_size*(w+6)*sizeof(*s->sample_buffer));
 550
 551     for(y=0; y<h; y++){
 552         for(i=0; i<ring_size; i++)
 553             sample[i]= s->sample_buffer + (w+6)*((h+i-y)%ring_size) + 3;
 554
 555         sample[0][-1]= sample[1][0  ];
 556         sample[1][ w]= sample[1][w-1];
 557 //{START_TIMER
 558         if(s->bits_per_raw_sample<=8){
 559             for(x=0; x<w; x++){
 560                 sample[0][x]= src[x + stride*y];
 561             }
 562             encode_line(s, w, sample, plane_index, 8);
 563         }else{
 564             if(s->packed_at_lsb){
 565                 for(x=0; x<w; x++){
 566                     sample[0][x]= ((uint16_t*)(src + stride*y))[x];
 567                 }
 568             }else{
 569                 for(x=0; x<w; x++){
 570                     sample[0][x]= ((uint16_t*)(src + stride*y))[x] >> (16 - s->bits_per_raw_sample);
 571                 }
 572             }
 573             encode_line(s, w, sample, plane_index, s->bits_per_raw_sample);
 574         }
 575 //STOP_TIMER("encode line")}
 576     }
 577 }
 578
 579 static void encode_rgb_frame(FFV1Context *s, uint32_t *src, int w, int h, int stride){
 580     int x, y, p, i;
 581     const int ring_size= s->avctx->context_model ? 3 : 2;
 582     int16_t *sample[4][3];
 583     s->run_index=0;
 584
 585     memset(s->sample_buffer, 0, ring_size*4*(w+6)*sizeof(*s->sample_buffer));
 586
 587     for(y=0; y<h; y++){
 588         for(i=0; i<ring_size; i++)
 589             for(p=0; p<4; p++)
 590                 sample[p][i]= s->sample_buffer + p*ring_size*(w+6) + ((h+i-y)%ring_size)*(w+6) + 3;
 591
 592         for(x=0; x<w; x++){
 593             unsigned v= src[x + stride*y];
 594             int b= v&0xFF;
 595             int g= (v>>8)&0xFF;
 596             int r= (v>>16)&0xFF;
 597             int a=  v>>24;
 598
 599             b -= g;
 600             r -= g;
 601             g += (b + r)>>2;
 602             b += 0x100;
 603             r += 0x100;
 604
 605 //            assert(g>=0 && b>=0 && r>=0);
 606 //            assert(g<256 && b<512 && r<512);
 607             sample[0][0][x]= g;
 608             sample[1][0][x]= b;
 609             sample[2][0][x]= r;
 610             sample[3][0][x]= a;
 611         }
 612         for(p=0; p<3 + s->transparency; p++){
 613             sample[p][0][-1]= sample[p][1][0  ];
 614             sample[p][1][ w]= sample[p][1][w-1];
 615             encode_line(s, w, sample[p], (p+1)/2, 9);
 616         }
 617     }
 618 }
 619
 620 static void write_quant_table(RangeCoder *c, int16_t *quant_table){
 621     int last=0;
 622     int i;
 623     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 624     memset(state, 128, sizeof(state));
 625
 626     for(i=1; i<128 ; i++){
 627         if(quant_table[i] != quant_table[i-1]){
 628             put_symbol(c, state, i-last-1, 0);
 629             last= i;
 630         }
 631     }
 632     put_symbol(c, state, i-last-1, 0);
 633 }
 634
 635 static void write_quant_tables(RangeCoder *c, int16_t quant_table[MAX_CONTEXT_INPUTS][256]){
 636     int i;
 637     for(i=0; i<5; i++)
 638         write_quant_table(c, quant_table[i]);
 639 }
 640
 641 static void write_header(FFV1Context *f){
 642     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 643     int i, j;
 644     RangeCoder * const c= &f->slice_context[0]->c;
 645
 646     memset(state, 128, sizeof(state));
 647
 648     if(f->version < 2){
 649         put_symbol(c, state, f->version, 0);
 650         put_symbol(c, state, f->ac, 0);
 651         if(f->ac>1){
 652             for(i=1; i<256; i++){
 653                 put_symbol(c, state, f->state_transition[i] - c->one_state[i], 1);
 654             }
 655         }
 656         put_symbol(c, state, f->colorspace, 0); //YUV cs type
 657         if(f->version>0)
 658             put_symbol(c, state, f->bits_per_raw_sample, 0);
 659         put_rac(c, state, f->chroma_planes);
 660         put_symbol(c, state, f->chroma_h_shift, 0);
 661         put_symbol(c, state, f->chroma_v_shift, 0);
 662         put_rac(c, state, f->transparency);
 663
 664         write_quant_tables(c, f->quant_table);
 665     }else if(f->version < 3){
 666         put_symbol(c, state, f->slice_count, 0);
 667         for(i=0; i<f->slice_count; i++){
 668             FFV1Context *fs= f->slice_context[i];
 669             put_symbol(c, state, (fs->slice_x     +1)*f->num_h_slices / f->width   , 0);
 670             put_symbol(c, state, (fs->slice_y     +1)*f->num_v_slices / f->height  , 0);
 671             put_symbol(c, state, (fs->slice_width +1)*f->num_h_slices / f->width -1, 0);
 672             put_symbol(c, state, (fs->slice_height+1)*f->num_v_slices / f->height-1, 0);
 673             for(j=0; j<f->plane_count; j++){
 674                 put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
 675                 av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->avctx->context_model);
 676             }
 677         }
 678     }
 679 }
 680 #endif /* CONFIG_FFV1_ENCODER */
 681
 682 static av_cold int common_init(AVCodecContext *avctx){
 683     FFV1Context *s = avctx->priv_data;
 684
 685     s->avctx= avctx;
 686     s->flags= avctx->flags;
 687
 688     avcodec_get_frame_defaults(&s->picture);
 689
 690     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 691
 692     s->width = avctx->width;
 693     s->height= avctx->height;
 694
 695     assert(s->width && s->height);
 696     //defaults
 697     s->num_h_slices=1;
 698     s->num_v_slices=1;
 699
 700
 701     return 0;
 702 }
 703
 704 static int init_slice_state(FFV1Context *f, FFV1Context *fs){
 705     int j;
 706
 707         fs->plane_count= f->plane_count;
 708         fs->transparency= f->transparency;
 709         for(j=0; j<f->plane_count; j++){
 710             PlaneContext * const p= &fs->plane[j];
 711
 712             if(fs->ac){
 713                 if(!p->    state) p->    state= av_malloc(CONTEXT_SIZE*p->context_count*sizeof(uint8_t));
 714                 if(!p->    state)
 715                     return AVERROR(ENOMEM);
 716             }else{
 717                 if(!p->vlc_state) p->vlc_state= av_malloc(p->context_count*sizeof(VlcState));
 718                 if(!p->vlc_state)
 719                     return AVERROR(ENOMEM);
 720             }
 721         }
 722
 723         if (fs->ac>1){
 724             //FIXME only redo if state_transition changed
 725             for(j=1; j<256; j++){
 726                 fs->c.one_state [    j]= fs->state_transition[j];
 727                 fs->c.zero_state[256-j]= 256-fs->c.one_state [j];
 728             }
 729         }
 730
 731     return 0;
 732 }
 733
 734 static int init_slices_state(FFV1Context *f){
 735     int i;
 736     for(i=0; i<f->slice_count; i++){
 737         FFV1Context *fs= f->slice_context[i];
 738         if(init_slice_state(f, fs) < 0)
 739             return -1;
 740     }
 741     return 0;
 742 }
 743
 744 static av_cold int init_slice_contexts(FFV1Context *f){
 745     int i;
 746
 747     f->slice_count= f->num_h_slices * f->num_v_slices;
 748
 749     for(i=0; i<f->slice_count; i++){
 750         FFV1Context *fs= av_mallocz(sizeof(*fs));
 751         int sx= i % f->num_h_slices;
 752         int sy= i / f->num_h_slices;
 753         int sxs= f->avctx->width * sx    / f->num_h_slices;
 754         int sxe= f->avctx->width *(sx+1) / f->num_h_slices;
 755         int sys= f->avctx->height* sy    / f->num_v_slices;
 756         int sye= f->avctx->height*(sy+1) / f->num_v_slices;
 757         f->slice_context[i]= fs;
 758         memcpy(fs, f, sizeof(*fs));
 759         memset(fs->rc_stat2, 0, sizeof(fs->rc_stat2));
 760
 761         fs->slice_width = sxe - sxs;
 762         fs->slice_height= sye - sys;
 763         fs->slice_x     = sxs;
 764         fs->slice_y     = sys;
 765
 766         fs->sample_buffer = av_malloc(3*4 * (fs->width+6) * sizeof(*fs->sample_buffer));
 767         if (!fs->sample_buffer)
 768             return AVERROR(ENOMEM);
 769     }
 770     return 0;
 771 }
 772
 773 static int allocate_initial_states(FFV1Context *f){
 774     int i;
 775
 776     for(i=0; i<f->quant_table_count; i++){
 777         f->initial_states[i]= av_malloc(f->context_count[i]*sizeof(*f->initial_states[i]));
 778         if(!f->initial_states[i])
 779             return AVERROR(ENOMEM);
 780         memset(f->initial_states[i], 128, f->context_count[i]*sizeof(*f->initial_states[i]));
 781     }
 782     return 0;
 783 }
 784
 785 #if CONFIG_FFV1_ENCODER
 786 static int write_extra_header(FFV1Context *f){
 787     RangeCoder * const c= &f->c;
 788     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 789     int i, j, k;
 790     uint8_t state2[32][CONTEXT_SIZE];
 791     unsigned v;
 792
 793     memset(state2, 128, sizeof(state2));
 794     memset(state, 128, sizeof(state));
 795
 796     f->avctx->extradata= av_malloc(f->avctx->extradata_size= 10000 + (11*11*5*5*5+11*11*11)*32);
 797     ff_init_range_encoder(c, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
 798     ff_build_rac_states(c, 0.05*(1LL<<32), 256-8);
 799
 800     put_symbol(c, state, f->version, 0);
 801     if(f->version > 2)
 802         put_symbol(c, state, f->minor_version, 0);
 803     put_symbol(c, state, f->ac, 0);
 804     if(f->ac>1){
 805         for(i=1; i<256; i++){
 806             put_symbol(c, state, f->state_transition[i] - c->one_state[i], 1);
 807         }
 808     }
 809     put_symbol(c, state, f->colorspace, 0); //YUV cs type
 810     put_symbol(c, state, f->bits_per_raw_sample, 0);
 811     put_rac(c, state, f->chroma_planes);
 812     put_symbol(c, state, f->chroma_h_shift, 0);
 813     put_symbol(c, state, f->chroma_v_shift, 0);
 814     put_rac(c, state, f->transparency);
 815     put_symbol(c, state, f->num_h_slices-1, 0);
 816     put_symbol(c, state, f->num_v_slices-1, 0);
 817
 818     put_symbol(c, state, f->quant_table_count, 0);
 819     for(i=0; i<f->quant_table_count; i++)
 820         write_quant_tables(c, f->quant_tables[i]);
 821
 822     for(i=0; i<f->quant_table_count; i++){
 823         for(j=0; j<f->context_count[i]*CONTEXT_SIZE; j++)
 824             if(f->initial_states[i] && f->initial_states[i][0][j] != 128)
 825                 break;
 826         if(j<f->context_count[i]*CONTEXT_SIZE){
 827             put_rac(c, state, 1);
 828             for(j=0; j<f->context_count[i]; j++){
 829                 for(k=0; k<CONTEXT_SIZE; k++){
 830                     int pred= j ? f->initial_states[i][j-1][k] : 128;
 831                     put_symbol(c, state2[k], (int8_t)(f->initial_states[i][j][k]-pred), 1);
 832                 }
 833             }
 834         }else{
 835             put_rac(c, state, 0);
 836         }
 837     }
 838
 839     if(f->version > 2){
 840         put_symbol(c, state, f->ec, 0);
 841     }
 842
 843     f->avctx->extradata_size= ff_rac_terminate(c);
 844     v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
 845     AV_WL32(f->avctx->extradata + f->avctx->extradata_size, v);
 846     f->avctx->extradata_size += 4;
 847
 848     return 0;
 849 }
 850
 851 static int sort_stt(FFV1Context *s, uint8_t stt[256]){
 852     int i,i2,changed,print=0;
 853
 854     do{
 855         changed=0;
 856         for(i=12; i<244; i++){
 857             for(i2=i+1; i2<245 && i2<i+4; i2++){
 858 #define COST(old, new) \
 859     s->rc_stat[old][0]*-log2((256-(new))/256.0)\
 860    +s->rc_stat[old][1]*-log2(     (new) /256.0)
 861
 862 #define COST2(old, new) \
 863     COST(old, new)\
 864    +COST(256-(old), 256-(new))
 865
 866                 double size0= COST2(i, i ) + COST2(i2, i2);
 867                 double sizeX= COST2(i, i2) + COST2(i2, i );
 868                 if(sizeX < size0 && i!=128 && i2!=128){
 869                     int j;
 870                     FFSWAP(int, stt[    i], stt[    i2]);
 871                     FFSWAP(int, s->rc_stat[i    ][0],s->rc_stat[    i2][0]);
 872                     FFSWAP(int, s->rc_stat[i    ][1],s->rc_stat[    i2][1]);
 873                     if(i != 256-i2){
 874                         FFSWAP(int, stt[256-i], stt[256-i2]);
 875                         FFSWAP(int, s->rc_stat[256-i][0],s->rc_stat[256-i2][0]);
 876                         FFSWAP(int, s->rc_stat[256-i][1],s->rc_stat[256-i2][1]);
 877                     }
 878                     for(j=1; j<256; j++){
 879                         if     (stt[j] == i ) stt[j] = i2;
 880                         else if(stt[j] == i2) stt[j] = i ;
 881                         if(i != 256-i2){
 882                             if     (stt[256-j] == 256-i ) stt[256-j] = 256-i2;
 883                             else if(stt[256-j] == 256-i2) stt[256-j] = 256-i ;
 884                         }
 885                     }
 886                     print=changed=1;
 887                 }
 888             }
 889         }
 890     }while(changed);
 891     return print;
 892 }
 893
 894 static av_cold int encode_init(AVCodecContext *avctx)
 895 {
 896     FFV1Context *s = avctx->priv_data;
 897     int i, j, k, m;
 898
 899     common_init(avctx);
 900
 901     s->version=0;
 902
 903     if((avctx->flags & (CODEC_FLAG_PASS1|CODEC_FLAG_PASS2)) || avctx->slices>1)
 904         s->version = FFMAX(s->version, 2);
 905
 906     if(avctx->level == 3){
 907         s->version = 3;
 908     }
 909
 910     if(s->ec < 0){
 911         s->ec = (s->version >= 3);
 912     }
 913
 914     if(s->version >= 2 && avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL) {
 915         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version 2 needed for requested features but version 2 is experimental and not enabled\n");
 916         return -1;
 917     }
 918
 919     s->ac= avctx->coder_type ? 2:0;
 920
 921     if(s->ac>1)
 922         for(i=1; i<256; i++)
 923             s->state_transition[i]=ver2_state[i];
 924
 925     s->plane_count=3;
 926     switch(avctx->pix_fmt){
 927     case PIX_FMT_YUV444P9:
 928     case PIX_FMT_YUV422P9:
 929     case PIX_FMT_YUV420P9:
 930         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 931             s->bits_per_raw_sample = 9;
 932     case PIX_FMT_YUV444P10:
 933     case PIX_FMT_YUV420P10:
 934     case PIX_FMT_YUV422P10:
 935         s->packed_at_lsb = 1;
 936         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 937             s->bits_per_raw_sample = 10;
 938     case PIX_FMT_GRAY16:
 939     case PIX_FMT_YUV444P16:
 940     case PIX_FMT_YUV422P16:
 941     case PIX_FMT_YUV420P16:
 942         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample) {
 943             s->bits_per_raw_sample = 16;
 944         } else if (!s->bits_per_raw_sample){
 945             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
 946         }
 947         if(s->bits_per_raw_sample <=8){
 948             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample invalid\n");
 949             return -1;
 950         }
 951         if(!s->ac){
 952             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample of more than 8 needs -coder 1 currently\n");
 953             return -1;
 954         }
 955         s->version= FFMAX(s->version, 1);
 956     case PIX_FMT_GRAY8:
 957     case PIX_FMT_YUV444P:
 958     case PIX_FMT_YUV440P:
 959     case PIX_FMT_YUV422P:
 960     case PIX_FMT_YUV420P:
 961     case PIX_FMT_YUV411P:
 962     case PIX_FMT_YUV410P:
 963         s->chroma_planes= av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].nb_components < 3 ? 0 : 1;
 964         s->colorspace= 0;
 965         break;
 966     case PIX_FMT_YUVA444P:
 967     case PIX_FMT_YUVA420P:
 968         s->chroma_planes= 1;
 969         s->colorspace= 0;
 970         s->transparency= 1;
 971         break;
 972     case PIX_FMT_RGB32:
 973         s->colorspace= 1;
 974         s->transparency= 1;
 975         break;
 976     case PIX_FMT_0RGB32:
 977         s->colorspace= 1;
 978         break;
 979     default:
 980         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
 981         return -1;
 982     }
 983     if (s->transparency) {
 984         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Storing alpha plane, this will require a recent FFV1 decoder to playback!\n");
 985     }
 986     if (avctx->context_model > 1U) {
 987         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid context model %d, valid values are 0 and 1\n", avctx->context_model);
 988         return AVERROR(EINVAL);
 989     }
 990
 991     for(i=0; i<256; i++){
 992         s->quant_table_count=2;
 993         if(s->bits_per_raw_sample <=8){
 994             s->quant_tables[0][0][i]=           quant11[i];
 995             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant11[i];
 996             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant11[i];
 997             s->quant_tables[1][0][i]=           quant11[i];
 998             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant11[i];
 999             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5 [i];
1000             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5 [i];
1001             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5 [i];
1002         }else{
1003             s->quant_tables[0][0][i]=           quant9_10bit[i];
1004             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
1005             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant9_10bit[i];
1006             s->quant_tables[1][0][i]=           quant9_10bit[i];
1007             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
1008             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5_10bit[i];
1009             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5_10bit[i];
1010             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5_10bit[i];
1011         }
1012     }
1013     s->context_count[0]= (11*11*11+1)/2;
1014     s->context_count[1]= (11*11*5*5*5+1)/2;
1015     memcpy(s->quant_table, s->quant_tables[avctx->context_model], sizeof(s->quant_table));
1016
1017     for(i=0; i<s->plane_count; i++){
1018         PlaneContext * const p= &s->plane[i];
1019
1020         memcpy(p->quant_table, s->quant_table, sizeof(p->quant_table));
1021         p->quant_table_index= avctx->context_model;
1022         p->context_count= s->context_count[p->quant_table_index];
1023     }
1024
1025     if(allocate_initial_states(s) < 0)
1026         return AVERROR(ENOMEM);
1027
1028     avctx->coded_frame= &s->picture;
1029     if(!s->transparency)
1030         s->plane_count= 2;
1031     avcodec_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &s->chroma_h_shift, &s->chroma_v_shift);
1032
1033     s->picture_number=0;
1034
1035     if(avctx->flags & (CODEC_FLAG_PASS1|CODEC_FLAG_PASS2)){
1036         for(i=0; i<s->quant_table_count; i++){
1037             s->rc_stat2[i]= av_mallocz(s->context_count[i]*sizeof(*s->rc_stat2[i]));
1038             if(!s->rc_stat2[i])
1039                 return AVERROR(ENOMEM);
1040         }
1041     }
1042     if(avctx->stats_in){
1043         char *p= avctx->stats_in;
1044         uint8_t best_state[256][256];
1045         int gob_count=0;
1046         char *next;
1047
1048         av_assert0(s->version>=2);
1049
1050         for(;;){
1051             for(j=0; j<256; j++){
1052                 for(i=0; i<2; i++){
1053                     s->rc_stat[j][i]= strtol(p, &next, 0);
1054                     if(next==p){
1055                         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "2Pass file invalid at %d %d [%s]\n", j,i,p);
1056                         return -1;
1057                     }
1058                     p=next;
1059                 }
1060             }
1061             for(i=0; i<s->quant_table_count; i++){
1062                 for(j=0; j<s->context_count[i]; j++){
1063                     for(k=0; k<32; k++){
1064                         for(m=0; m<2; m++){
1065                             s->rc_stat2[i][j][k][m]= strtol(p, &next, 0);
1066                             if(next==p){
1067                                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "2Pass file invalid at %d %d %d %d [%s]\n", i,j,k,m,p);
1068                                 return -1;
1069                             }
1070                             p=next;
1071                         }
1072                     }
1073                 }
1074             }
1075             gob_count= strtol(p, &next, 0);
1076             if(next==p || gob_count <0){
1077                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "2Pass file invalid\n");
1078                 return -1;
1079             }
1080             p=next;
1081             while(*p=='\n' || *p==' ') p++;
1082             if(p[0]==0) break;
1083         }
1084         sort_stt(s, s->state_transition);
1085
1086         find_best_state(best_state, s->state_transition);
1087
1088         for(i=0; i<s->quant_table_count; i++){
1089             for(j=0; j<s->context_count[i]; j++){
1090                 for(k=0; k<32; k++){
1091                     double p= 128;
1092                     if(s->rc_stat2[i][j][k][0]+s->rc_stat2[i][j][k][1]){
1093                         p=256.0*s->rc_stat2[i][j][k][1] / (s->rc_stat2[i][j][k][0]+s->rc_stat2[i][j][k][1]);
1094                     }
1095                     s->initial_states[i][j][k]= best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip((s->rc_stat2[i][j][k][0]+s->rc_stat2[i][j][k][1])/gob_count, 0, 255)];
1096                 }
1097             }
1098         }
1099     }
1100
1101     if(s->version>1){
1102         for(s->num_v_slices=2; s->num_v_slices<9; s->num_v_slices++){
1103             for(s->num_h_slices=s->num_v_slices; s->num_h_slices<2*s->num_v_slices; s->num_h_slices++){
1104                 if(avctx->slices == s->num_h_slices * s->num_v_slices && avctx->slices <= 64)
1105                     goto slices_ok;
1106             }
1107         }
1108         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported number %d of slices requested, please specify a supported number with -slices (ex:4,6,9,12,16, ...)\n", avctx->slices);
1109         return -1;
1110         slices_ok:
1111         write_extra_header(s);
1112     }
1113
1114     if(init_slice_contexts(s) < 0)
1115         return -1;
1116     if(init_slices_state(s) < 0)
1117         return -1;
1118
1119 #define STATS_OUT_SIZE 1024*1024*6
1120     if(avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1){
1121         avctx->stats_out= av_mallocz(STATS_OUT_SIZE);
1122         for(i=0; i<s->quant_table_count; i++){
1123             for(j=0; j<s->slice_count; j++){
1124                 FFV1Context *sf= s->slice_context[j];
1125                 av_assert0(!sf->rc_stat2[i]);
1126                 sf->rc_stat2[i]= av_mallocz(s->context_count[i]*sizeof(*sf->rc_stat2[i]));
1127                 if(!sf->rc_stat2[i])
1128                     return AVERROR(ENOMEM);
1129             }
1130         }
1131     }
1132
1133     return 0;
1134 }
1135 #endif /* CONFIG_FFV1_ENCODER */
1136
1137
1138 static void clear_slice_state(FFV1Context *f, FFV1Context *fs){
1139     int i, j;
1140
1141         for(i=0; i<f->plane_count; i++){
1142             PlaneContext *p= &fs->plane[i];
1143
1144             p->interlace_bit_state[0]= 128;
1145             p->interlace_bit_state[1]= 128;
1146
1147             if(fs->ac){
1148                 if(f->initial_states[p->quant_table_index]){
1149                     memcpy(p->state, f->initial_states[p->quant_table_index], CONTEXT_SIZE*p->context_count);
1150                 }else
1151                 memset(p->state, 128, CONTEXT_SIZE*p->context_count);
1152             }else{
1153                 for(j=0; j<p->context_count; j++){
1154                     p->vlc_state[j].drift= 0;
1155                     p->vlc_state[j].error_sum= 4; //FFMAX((RANGE + 32)/64, 2);
1156                     p->vlc_state[j].bias= 0;
1157                     p->vlc_state[j].count= 1;
1158                 }
1159             }
1160         }
1161 }
1162
1163 #if CONFIG_FFV1_ENCODER
1164
1165 static void encode_slice_header(FFV1Context *f, FFV1Context *fs){
1166     RangeCoder *c = &fs->c;
1167     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
1168     int j;
1169     memset(state, 128, sizeof(state));
1170
1171     put_symbol(c, state, (fs->slice_x     +1)*f->num_h_slices / f->width   , 0);
1172     put_symbol(c, state, (fs->slice_y     +1)*f->num_v_slices / f->height  , 0);
1173     put_symbol(c, state, (fs->slice_width +1)*f->num_h_slices / f->width -1, 0);
1174     put_symbol(c, state, (fs->slice_height+1)*f->num_v_slices / f->height-1, 0);
1175     for(j=0; j<f->plane_count; j++){
1176         put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
1177         av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->avctx->context_model);
1178     }
1179     if(!f->picture.interlaced_frame) put_symbol(c, state, 3, 0);
1180     else                             put_symbol(c, state, 1 + !f->picture.top_field_first, 0);
1181     put_symbol(c, state, f->picture.sample_aspect_ratio.num, 0);
1182     put_symbol(c, state, f->picture.sample_aspect_ratio.den, 0);
1183 }
1184
1185 static int encode_slice(AVCodecContext *c, void *arg){
1186     FFV1Context *fs= *(void**)arg;
1187     FFV1Context *f= fs->avctx->priv_data;
1188     int width = fs->slice_width;
1189     int height= fs->slice_height;
1190     int x= fs->slice_x;
1191     int y= fs->slice_y;
1192     AVFrame * const p= &f->picture;
1193     const int ps= (f->bits_per_raw_sample>8)+1;
1194
1195     if(p->key_frame)
1196         clear_slice_state(f, fs);
1197     if(f->version > 2){
1198         encode_slice_header(f, fs);
1199     }
1200     if(!fs->ac){
1201         fs->ac_byte_count = f->version > 2 || (!x&&!y) ? ff_rac_terminate(&fs->c) : 0;
1202         init_put_bits(&fs->pb, fs->c.bytestream_start + fs->ac_byte_count, fs->c.bytestream_end - fs->c.bytestream_start - fs->ac_byte_count);
1203     }
1204
1205     if(f->colorspace==0){
1206         const int chroma_width = -((-width )>>f->chroma_h_shift);
1207         const int chroma_height= -((-height)>>f->chroma_v_shift);
1208         const int cx= x>>f->chroma_h_shift;
1209         const int cy= y>>f->chroma_v_shift;
1210
1211         encode_plane(fs, p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 0);
1212
1213         if (f->chroma_planes){
1214             encode_plane(fs, p->data[1] + ps*cx+cy*p->linesize[1], chroma_width, chroma_height, p->linesize[1], 1);
1215             encode_plane(fs, p->data[2] + ps*cx+cy*p->linesize[2], chroma_width, chroma_height, p->linesize[2], 1);
1216         }
1217         if (fs->transparency)
1218             encode_plane(fs, p->data[3] + ps*x + y*p->linesize[3], width, height, p->linesize[3], 2);
1219     }else{
1220         encode_rgb_frame(fs, (uint32_t*)(p->data[0]) + ps*x + y*(p->linesize[0]/4), width, height, p->linesize[0]/4);
1221     }
1222     emms_c();
1223
1224     return 0;
1225 }
1226
1227 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1228                         const AVFrame *pict, int *got_packet)
1229 {
1230     FFV1Context *f = avctx->priv_data;
1231     RangeCoder * const c= &f->slice_context[0]->c;
1232     AVFrame * const p= &f->picture;
1233     int used_count= 0;
1234     uint8_t keystate=128;
1235     uint8_t *buf_p;
1236     int i, ret;
1237
1238     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, avctx->width*avctx->height*((8*2+1+1)*4)/8
1239                                   + FF_MIN_BUFFER_SIZE)) < 0)
1240         return ret;
1241
1242     ff_init_range_encoder(c, pkt->data, pkt->size);
1243     ff_build_rac_states(c, 0.05*(1LL<<32), 256-8);
1244
1245     *p = *pict;
1246     p->pict_type= AV_PICTURE_TYPE_I;
1247
1248     if(avctx->gop_size==0 || f->picture_number % avctx->gop_size == 0){
1249         put_rac(c, &keystate, 1);
1250         p->key_frame= 1;
1251         f->gob_count++;
1252         write_header(f);
1253     }else{
1254         put_rac(c, &keystate, 0);
1255         p->key_frame= 0;
1256     }
1257
1258     if (f->ac>1){
1259         int i;
1260         for(i=1; i<256; i++){
1261             c->one_state[i]= f->state_transition[i];
1262             c->zero_state[256-i]= 256-c->one_state[i];
1263         }
1264     }
1265
1266     for(i=1; i<f->slice_count; i++){
1267         FFV1Context *fs= f->slice_context[i];
1268         uint8_t *start = pkt->data + (pkt->size-used_count)*i/f->slice_count;
1269         int len = pkt->size/f->slice_count;
1270
1271         ff_init_range_encoder(&fs->c, start, len);
1272     }
1273     avctx->execute(avctx, encode_slice, &f->slice_context[0], NULL, f->slice_count, sizeof(void*));
1274
1275     buf_p = pkt->data;
1276     for(i=0; i<f->slice_count; i++){
1277         FFV1Context *fs= f->slice_context[i];
1278         int bytes;
1279
1280         if(fs->ac){
1281             uint8_t state=128;
1282             put_rac(&fs->c, &state, 0);
1283             bytes= ff_rac_terminate(&fs->c);
1284         }else{
1285             flush_put_bits(&fs->pb); //nicer padding FIXME
1286             bytes= fs->ac_byte_count + (put_bits_count(&fs->pb)+7)/8;
1287         }
1288         if(i>0 || f->version>2){
1289             av_assert0(bytes < pkt->size/f->slice_count);
1290             memmove(buf_p, fs->c.bytestream_start, bytes);
1291             av_assert0(bytes < (1<<24));
1292             AV_WB24(buf_p+bytes, bytes);
1293             bytes+=3;
1294         }
1295         if(f->ec){
1296             unsigned v;
1297             buf_p[bytes++] = 0;
1298             v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, buf_p, bytes);
1299             AV_WL32(buf_p + bytes, v); bytes += 4;
1300         }
1301         buf_p += bytes;
1302     }
1303
1304     if((avctx->flags&CODEC_FLAG_PASS1) && (f->picture_number&31)==0){
1305         int j, k, m;
1306         char *p= avctx->stats_out;
1307         char *end= p + STATS_OUT_SIZE;
1308
1309         memset(f->rc_stat, 0, sizeof(f->rc_stat));
1310         for(i=0; i<f->quant_table_count; i++)
1311             memset(f->rc_stat2[i], 0, f->context_count[i]*sizeof(*f->rc_stat2[i]));
1312
1313         for(j=0; j<f->slice_count; j++){
1314             FFV1Context *fs= f->slice_context[j];
1315             for(i=0; i<256; i++){
1316                 f->rc_stat[i][0] += fs->rc_stat[i][0];
1317                 f->rc_stat[i][1] += fs->rc_stat[i][1];
1318             }
1319             for(i=0; i<f->quant_table_count; i++){
1320                 for(k=0; k<f->context_count[i]; k++){
1321                     for(m=0; m<32; m++){
1322                         f->rc_stat2[i][k][m][0] += fs->rc_stat2[i][k][m][0];
1323                         f->rc_stat2[i][k][m][1] += fs->rc_stat2[i][k][m][1];
1324                     }
1325                 }
1326             }
1327         }
1328
1329         for(j=0; j<256; j++){
1330             snprintf(p, end-p, "%"PRIu64" %"PRIu64" ", f->rc_stat[j][0], f->rc_stat[j][1]);
1331             p+= strlen(p);
1332         }
1333         snprintf(p, end-p, "\n");
1334
1335         for(i=0; i<f->quant_table_count; i++){
1336             for(j=0; j<f->context_count[i]; j++){
1337                 for(m=0; m<32; m++){
1338                     snprintf(p, end-p, "%"PRIu64" %"PRIu64" ", f->rc_stat2[i][j][m][0], f->rc_stat2[i][j][m][1]);
1339                     p+= strlen(p);
1340                 }
1341             }
1342         }
1343         snprintf(p, end-p, "%d\n", f->gob_count);
1344     } else if(avctx->flags&CODEC_FLAG_PASS1)
1345         avctx->stats_out[0] = '\0';
1346
1347     f->picture_number++;
1348     pkt->size   = buf_p - pkt->data;
1349     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY*p->key_frame;
1350     *got_packet = 1;
1351
1352     return 0;
1353 }
1354 #endif /* CONFIG_FFV1_ENCODER */
1355
1356 static av_cold int common_end(AVCodecContext *avctx){
1357     FFV1Context *s = avctx->priv_data;
1358     int i, j;
1359
1360     if (avctx->codec->decode && s->picture.data[0])
1361         avctx->release_buffer(avctx, &s->picture);
1362
1363     for(j=0; j<s->slice_count; j++){
1364         FFV1Context *fs= s->slice_context[j];
1365         for(i=0; i<s->plane_count; i++){
1366             PlaneContext *p= &fs->plane[i];
1367
1368             av_freep(&p->state);
1369             av_freep(&p->vlc_state);
1370         }
1371         av_freep(&fs->sample_buffer);
1372     }
1373
1374     av_freep(&avctx->stats_out);
1375     for(j=0; j<s->quant_table_count; j++){
1376         av_freep(&s->initial_states[j]);
1377         for(i=0; i<s->slice_count; i++){
1378             FFV1Context *sf= s->slice_context[i];
1379             av_freep(&sf->rc_stat2[j]);
1380         }
1381         av_freep(&s->rc_stat2[j]);
1382     }
1383
1384     for(i=0; i<s->slice_count; i++){
1385         av_freep(&s->slice_context[i]);
1386     }
1387
1388     return 0;
1389 }
1390
1391 static av_always_inline void decode_line(FFV1Context *s, int w,
1392                                          int16_t *sample[2],
1393                                          int plane_index, int bits)
1394 {
1395     PlaneContext * const p= &s->plane[plane_index];
1396     RangeCoder * const c= &s->c;
1397     int x;
1398     int run_count=0;
1399     int run_mode=0;
1400     int run_index= s->run_index;
1401
1402     for(x=0; x<w; x++){
1403         int diff, context, sign;
1404
1405         context= get_context(p, sample[1] + x, sample[0] + x, sample[1] + x);
1406         if(context < 0){
1407             context= -context;
1408             sign=1;
1409         }else
1410             sign=0;
1411
1412         av_assert2(context < p->context_count);
1413
1414         if(s->ac){
1415             diff= get_symbol_inline(c, p->state[context], 1);
1416         }else{
1417             if(context == 0 && run_mode==0) run_mode=1;
1418
1419             if(run_mode){
1420                 if(run_count==0 && run_mode==1){
1421                     if(get_bits1(&s->gb)){
1422                         run_count = 1<<ff_log2_run[run_index];
1423                         if(x + run_count <= w) run_index++;
1424                     }else{
1425                         if(ff_log2_run[run_index]) run_count = get_bits(&s->gb, ff_log2_run[run_index]);
1426                         else run_count=0;
1427                         if(run_index) run_index--;
1428                         run_mode=2;
1429                     }
1430                 }
1431                 run_count--;
1432                 if(run_count < 0){
1433                     run_mode=0;
1434                     run_count=0;
1435                     diff= get_vlc_symbol(&s->gb, &p->vlc_state[context], bits);
1436                     if(diff>=0) diff++;
1437                 }else
1438                     diff=0;
1439             }else
1440                 diff= get_vlc_symbol(&s->gb, &p->vlc_state[context], bits);
1441
1442 //            printf("count:%d index:%d, mode:%d, x:%d y:%d pos:%d\n", run_count, run_index, run_mode, x, y, get_bits_count(&s->gb));
1443         }
1444
1445         if(sign) diff= -diff;
1446
1447         sample[1][x]= (predict(sample[1] + x, sample[0] + x) + diff) & ((1<<bits)-1);
1448     }
1449     s->run_index= run_index;
1450 }
1451
1452 static void decode_plane(FFV1Context *s, uint8_t *src, int w, int h, int stride, int plane_index){
1453     int x, y;
1454     int16_t *sample[2];
1455     sample[0]=s->sample_buffer    +3;
1456     sample[1]=s->sample_buffer+w+6+3;
1457
1458     s->run_index=0;
1459
1460     memset(s->sample_buffer, 0, 2*(w+6)*sizeof(*s->sample_buffer));
1461
1462     for(y=0; y<h; y++){
1463         int16_t *temp = sample[0]; //FIXME try a normal buffer
1464
1465         sample[0]= sample[1];
1466         sample[1]= temp;
1467
1468         sample[1][-1]= sample[0][0  ];
1469         sample[0][ w]= sample[0][w-1];
1470
1471 //{START_TIMER
1472         if(s->avctx->bits_per_raw_sample <= 8){
1473             decode_line(s, w, sample, plane_index, 8);
1474             for(x=0; x<w; x++){
1475                 src[x + stride*y]= sample[1][x];
1476             }
1477         }else{
1478             decode_line(s, w, sample, plane_index, s->avctx->bits_per_raw_sample);
1479             if(s->packed_at_lsb){
1480                 for(x=0; x<w; x++){
1481                     ((uint16_t*)(src + stride*y))[x]= sample[1][x];
1482                 }
1483             }else{
1484                 for(x=0; x<w; x++){
1485                     ((uint16_t*)(src + stride*y))[x]= sample[1][x] << (16 - s->avctx->bits_per_raw_sample);
1486                 }
1487             }
1488         }
1489 //STOP_TIMER("decode-line")}
1490     }
1491 }
1492
1493 static void decode_rgb_frame(FFV1Context *s, uint32_t *src, int w, int h, int stride){
1494     int x, y, p;
1495     int16_t *sample[4][2];
1496     for(x=0; x<4; x++){
1497         sample[x][0] = s->sample_buffer +  x*2   *(w+6) + 3;
1498         sample[x][1] = s->sample_buffer + (x*2+1)*(w+6) + 3;
1499     }
1500
1501     s->run_index=0;
1502
1503     memset(s->sample_buffer, 0, 8*(w+6)*sizeof(*s->sample_buffer));
1504
1505     for(y=0; y<h; y++){
1506         for(p=0; p<3 + s->transparency; p++){
1507             int16_t *temp = sample[p][0]; //FIXME try a normal buffer
1508
1509             sample[p][0]= sample[p][1];
1510             sample[p][1]= temp;
1511
1512             sample[p][1][-1]= sample[p][0][0  ];
1513             sample[p][0][ w]= sample[p][0][w-1];
1514             decode_line(s, w, sample[p], (p+1)/2, 9);
1515         }
1516         for(x=0; x<w; x++){
1517             int g= sample[0][1][x];
1518             int b= sample[1][1][x];
1519             int r= sample[2][1][x];
1520             int a= sample[3][1][x];
1521
1522 //            assert(g>=0 && b>=0 && r>=0);
1523 //            assert(g<256 && b<512 && r<512);
1524
1525             b -= 0x100;
1526             r -= 0x100;
1527             g -= (b + r)>>2;
1528             b += g;
1529             r += g;
1530
1531             src[x + stride*y]= b + (g<<8) + (r<<16) + (a<<24);
1532         }
1533     }
1534 }
1535
1536 static int decode_slice_header(FFV1Context *f, FFV1Context *fs){
1537     RangeCoder *c = &fs->c;
1538     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
1539     unsigned ps, i, context_count;
1540     memset(state, 128, sizeof(state));
1541
1542     av_assert0(f->version > 2);
1543
1544     fs->slice_x     = get_symbol(c, state, 0)   *f->width ;
1545     fs->slice_y     = get_symbol(c, state, 0)   *f->height;
1546     fs->slice_width =(get_symbol(c, state, 0)+1)*f->width  + fs->slice_x;
1547     fs->slice_height=(get_symbol(c, state, 0)+1)*f->height + fs->slice_y;
1548
1549     fs->slice_x /= f->num_h_slices;
1550     fs->slice_y /= f->num_v_slices;
1551     fs->slice_width  = fs->slice_width /f->num_h_slices - fs->slice_x;
1552     fs->slice_height = fs->slice_height/f->num_v_slices - fs->slice_y;
1553     if((unsigned)fs->slice_width > f->width || (unsigned)fs->slice_height > f->height)
1554         return -1;
1555     if(    (unsigned)fs->slice_x + (uint64_t)fs->slice_width  > f->width
1556         || (unsigned)fs->slice_y + (uint64_t)fs->slice_height > f->height)
1557         return -1;
1558
1559     for(i=0; i<f->plane_count; i++){
1560         PlaneContext * const p= &fs->plane[i];
1561         int idx=get_symbol(c, state, 0);
1562         if(idx > (unsigned)f->quant_table_count){
1563             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "quant_table_index out of range\n");
1564             return -1;
1565         }
1566         p->quant_table_index= idx;
1567         memcpy(p->quant_table, f->quant_tables[idx], sizeof(p->quant_table));
1568         context_count= f->context_count[idx];
1569
1570         if(p->context_count < context_count){
1571             av_freep(&p->state);
1572             av_freep(&p->vlc_state);
1573         }
1574         p->context_count= context_count;
1575     }
1576
1577     ps = get_symbol(c, state, 0);
1578     if(ps==1){
1579         f->picture.interlaced_frame = 1;
1580         f->picture.top_field_first  = 1;
1581     } else if(ps==2){
1582         f->picture.interlaced_frame = 1;
1583         f->picture.top_field_first  = 0;
1584     } else if(ps==3){
1585         f->picture.interlaced_frame = 0;
1586     }
1587     f->picture.sample_aspect_ratio.num = get_symbol(c, state, 0);
1588     f->picture.sample_aspect_ratio.den = get_symbol(c, state, 0);
1589
1590     return 0;
1591 }
1592
1593 static int decode_slice(AVCodecContext *c, void *arg){
1594     FFV1Context *fs= *(void**)arg;
1595     FFV1Context *f= fs->avctx->priv_data;
1596     int width, height, x, y;
1597     const int ps= (c->bits_per_raw_sample>8)+1;
1598     AVFrame * const p= &f->picture;
1599
1600     if(f->version > 2){
1601         if(init_slice_state(f, fs) < 0)
1602             return AVERROR(ENOMEM);
1603         if(decode_slice_header(f, fs) < 0)
1604             return AVERROR_INVALIDDATA;
1605     }
1606     if(init_slice_state(f, fs) < 0)
1607         return AVERROR(ENOMEM);
1608     if(f->picture.key_frame)
1609         clear_slice_state(f, fs);
1610     width = fs->slice_width;
1611     height= fs->slice_height;
1612     x= fs->slice_x;
1613     y= fs->slice_y;
1614
1615     if(!fs->ac){
1616         fs->ac_byte_count = f->version > 2 || (!x&&!y) ? fs->c.bytestream - fs->c.bytestream_start - 1 : 0;
1617         init_get_bits(&fs->gb,
1618                       fs->c.bytestream_start + fs->ac_byte_count,
1619                       (fs->c.bytestream_end - fs->c.bytestream_start - fs->ac_byte_count) * 8);
1620     }
1621
1622     av_assert1(width && height);
1623     if(f->colorspace==0){
1624         const int chroma_width = -((-width )>>f->chroma_h_shift);
1625         const int chroma_height= -((-height)>>f->chroma_v_shift);
1626         const int cx= x>>f->chroma_h_shift;
1627         const int cy= y>>f->chroma_v_shift;
1628         decode_plane(fs, p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 0);
1629
1630         if (f->chroma_planes){
1631             decode_plane(fs, p->data[1] + ps*cx+cy*p->linesize[1], chroma_width, chroma_height, p->linesize[1], 1);
1632             decode_plane(fs, p->data[2] + ps*cx+cy*p->linesize[2], chroma_width, chroma_height, p->linesize[2], 1);
1633         }
1634         if (fs->transparency)
1635             decode_plane(fs, p->data[3] + ps*x + y*p->linesize[3], width, height, p->linesize[3], 2);
1636     }else{
1637         decode_rgb_frame(fs, (uint32_t*)p->data[0] + ps*x + y*(p->linesize[0]/4), width, height, p->linesize[0]/4);
1638     }
1639
1640     emms_c();
1641
1642     return 0;
1643 }
1644
1645 static int read_quant_table(RangeCoder *c, int16_t *quant_table, int scale){
1646     int v;
1647     int i=0;
1648     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
1649
1650     memset(state, 128, sizeof(state));
1651
1652     for(v=0; i<128 ; v++){
1653         int len= get_symbol(c, state, 0) + 1;
1654
1655         if(len + i > 128) return -1;
1656
1657         while(len--){
1658             quant_table[i] = scale*v;
1659             i++;
1660 //printf("%2d ",v);
1661 //if(i%16==0) printf("\n");
1662         }
1663     }
1664
1665     for(i=1; i<128; i++){
1666         quant_table[256-i]= -quant_table[i];
1667     }
1668     quant_table[128]= -quant_table[127];
1669
1670     return 2*v - 1;
1671 }
1672
1673 static int read_quant_tables(RangeCoder *c, int16_t quant_table[MAX_CONTEXT_INPUTS][256]){
1674     int i;
1675     int context_count=1;
1676
1677     for(i=0; i<5; i++){
1678         context_count*= read_quant_table(c, quant_table[i], context_count);
1679         if(context_count > 32768U){
1680             return -1;
1681         }
1682     }
1683     return (context_count+1)/2;
1684 }
1685
1686 static int read_extra_header(FFV1Context *f){
1687     RangeCoder * const c= &f->c;
1688     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
1689     int i, j, k;
1690     uint8_t state2[32][CONTEXT_SIZE];
1691
1692     memset(state2, 128, sizeof(state2));
1693     memset(state, 128, sizeof(state));
1694
1695     ff_init_range_decoder(c, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
1696     ff_build_rac_states(c, 0.05*(1LL<<32), 256-8);
1697
1698     f->version= get_symbol(c, state, 0);
1699     if(f->version > 2)
1700         f->minor_version= get_symbol(c, state, 0);
1701     f->ac= f->avctx->coder_type= get_symbol(c, state, 0);
1702     if(f->ac>1){
1703         for(i=1; i<256; i++){
1704             f->state_transition[i]= get_symbol(c, state, 1) + c->one_state[i];
1705         }
1706     }
1707     f->colorspace= get_symbol(c, state, 0); //YUV cs type
1708     f->avctx->bits_per_raw_sample= get_symbol(c, state, 0);
1709     f->chroma_planes= get_rac(c, state);
1710     f->chroma_h_shift= get_symbol(c, state, 0);
1711     f->chroma_v_shift= get_symbol(c, state, 0);
1712     f->transparency= get_rac(c, state);
1713     f->plane_count= 2 + f->transparency;
1714     f->num_h_slices= 1 + get_symbol(c, state, 0);
1715     f->num_v_slices= 1 + get_symbol(c, state, 0);
1716     if(f->num_h_slices > (unsigned)f->width || f->num_v_slices > (unsigned)f->height){
1717         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "too many slices\n");
1718         return -1;
1719     }
1720
1721     f->quant_table_count= get_symbol(c, state, 0);
1722     if(f->quant_table_count > (unsigned)MAX_QUANT_TABLES)
1723         return -1;
1724     for(i=0; i<f->quant_table_count; i++){
1725         if((f->context_count[i]= read_quant_tables(c, f->quant_tables[i])) < 0){
1726             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "read_quant_table error\n");
1727             return -1;
1728         }
1729     }
1730
1731     if(allocate_initial_states(f) < 0)
1732         return AVERROR(ENOMEM);
1733
1734     for(i=0; i<f->quant_table_count; i++){
1735         if(get_rac(c, state)){
1736             for(j=0; j<f->context_count[i]; j++){
1737                 for(k=0; k<CONTEXT_SIZE; k++){
1738                     int pred= j ? f->initial_states[i][j-1][k] : 128;
1739                     f->initial_states[i][j][k]= (pred+get_symbol(c, state2[k], 1))&0xFF;
1740                 }
1741             }
1742         }
1743     }
1744
1745     if(f->version > 2){
1746         f->ec = get_symbol(c, state, 0);
1747     }
1748
1749     if(f->version > 2){
1750         unsigned v;
1751         v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
1752         if(v){
1753             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC mismatch %X!\n", v);
1754             return AVERROR_INVALIDDATA;
1755         }
1756     }
1757
1758     return 0;
1759 }
1760
1761 static int read_header(FFV1Context *f){
1762     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
1763     int i, j, context_count;
1764     RangeCoder * const c= &f->slice_context[0]->c;
1765
1766     memset(state, 128, sizeof(state));
1767
1768     if(f->version < 2){
1769         f->version= get_symbol(c, state, 0);
1770         f->ac= f->avctx->coder_type= get_symbol(c, state, 0);
1771         if(f->ac>1){
1772             for(i=1; i<256; i++){
1773                 f->state_transition[i]= get_symbol(c, state, 1) + c->one_state[i];
1774             }
1775         }
1776         f->colorspace= get_symbol(c, state, 0); //YUV cs type
1777         if(f->version>0)
1778             f->avctx->bits_per_raw_sample= get_symbol(c, state, 0);
1779         f->chroma_planes= get_rac(c, state);
1780         f->chroma_h_shift= get_symbol(c, state, 0);
1781         f->chroma_v_shift= get_symbol(c, state, 0);
1782         f->transparency= get_rac(c, state);
1783         f->plane_count= 2 + f->transparency;
1784     }
1785
1786     if(f->colorspace==0){
1787         if(!f->transparency && !f->chroma_planes){
1788             if (f->avctx->bits_per_raw_sample<=8)
1789                 f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_GRAY8;
1790             else
1791                 f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_GRAY16;
1792         }else if(f->avctx->bits_per_raw_sample<=8 && !f->transparency){
1793             switch(16*f->chroma_h_shift + f->chroma_v_shift){
1794             case 0x00: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV444P; break;
1795             case 0x01: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV440P; break;
1796             case 0x10: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV422P; break;
1797             case 0x11: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV420P; break;
1798             case 0x20: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV411P; break;
1799             case 0x22: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV410P; break;
1800             default:
1801                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
1802                 return -1;
1803             }
1804         }else if(f->avctx->bits_per_raw_sample<=8 && f->transparency){
1805             switch(16*f->chroma_h_shift + f->chroma_v_shift){
1806             case 0x00: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUVA444P; break;
1807             case 0x11: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUVA420P; break;
1808             default:
1809                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
1810                 return -1;
1811             }
1812         }else if(f->avctx->bits_per_raw_sample==9) {
1813             f->packed_at_lsb=1;
1814             switch(16*f->chroma_h_shift + f->chroma_v_shift){
1815             case 0x00: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV444P9; break;
1816             case 0x10: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV422P9; break;
1817             case 0x11: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV420P9; break;
1818             default:
1819                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
1820                 return -1;
1821             }
1822         }else if(f->avctx->bits_per_raw_sample==10) {
1823             f->packed_at_lsb=1;
1824             switch(16*f->chroma_h_shift + f->chroma_v_shift){
1825             case 0x00: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV444P10; break;
1826             case 0x10: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV422P10; break;
1827             case 0x11: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV420P10; break;
1828             default:
1829                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
1830                 return -1;
1831             }
1832         }else {
1833             switch(16*f->chroma_h_shift + f->chroma_v_shift){
1834             case 0x00: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV444P16; break;
1835             case 0x10: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV422P16; break;
1836             case 0x11: f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV420P16; break;
1837             default:
1838                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
1839                 return -1;
1840             }
1841         }
1842     }else if(f->colorspace==1){
1843         if(f->chroma_h_shift || f->chroma_v_shift){
1844             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "chroma subsampling not supported in this colorspace\n");
1845             return -1;
1846         }
1847         if(f->transparency) f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_RGB32;
1848         else                f->avctx->pix_fmt= PIX_FMT_0RGB32;
1849     }else{
1850         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "colorspace not supported\n");
1851         return -1;
1852     }
1853
1854 //printf("%d %d %d\n", f->chroma_h_shift, f->chroma_v_shift,f->avctx->pix_fmt);
1855     if(f->version < 2){
1856         context_count= read_quant_tables(c, f->quant_table);
1857         if(context_count < 0){
1858                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "read_quant_table error\n");
1859                 return -1;
1860         }
1861     }else if(f->version < 3){
1862         f->slice_count= get_symbol(c, state, 0);
1863     }else{
1864         const uint8_t *p= c->bytestream_end;
1865         for(f->slice_count = 0; f->slice_count < MAX_SLICES && 3 < p - c->bytestream_start; f->slice_count++){
1866             int trailer = 3 + 5*!!f->ec;
1867             int size = AV_RB24(p-trailer);
1868             if(size + trailer > p - c->bytestream_start)
1869                 break;
1870             p -= size + trailer;
1871         }
1872     }
1873     if(f->slice_count > (unsigned)MAX_SLICES || f->slice_count <= 0){
1874         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "slice count %d is invalid\n", f->slice_count);
1875         return -1;
1876     }
1877
1878     for(j=0; j<f->slice_count; j++){
1879         FFV1Context *fs= f->slice_context[j];
1880         fs->ac= f->ac;
1881         fs->packed_at_lsb= f->packed_at_lsb;
1882
1883         if(f->version == 2){
1884             fs->slice_x     = get_symbol(c, state, 0)   *f->width ;
1885             fs->slice_y     = get_symbol(c, state, 0)   *f->height;
1886             fs->slice_width =(get_symbol(c, state, 0)+1)*f->width  + fs->slice_x;
1887             fs->slice_height=(get_symbol(c, state, 0)+1)*f->height + fs->slice_y;
1888
1889             fs->slice_x /= f->num_h_slices;
1890             fs->slice_y /= f->num_v_slices;
1891             fs->slice_width  = fs->slice_width /f->num_h_slices - fs->slice_x;
1892             fs->slice_height = fs->slice_height/f->num_v_slices - fs->slice_y;
1893             if((unsigned)fs->slice_width > f->width || (unsigned)fs->slice_height > f->height)
1894                 return -1;
1895             if(    (unsigned)fs->slice_x + (uint64_t)fs->slice_width  > f->width
1896                 || (unsigned)fs->slice_y + (uint64_t)fs->slice_height > f->height)
1897                 return -1;
1898         }
1899
1900         for(i=0; i<f->plane_count; i++){
1901             PlaneContext * const p= &fs->plane[i];
1902
1903             if(f->version == 2){
1904                 int idx=get_symbol(c, state, 0);
1905                 if(idx > (unsigned)f->quant_table_count){
1906                     av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "quant_table_index out of range\n");
1907                     return -1;
1908                 }
1909                 p->quant_table_index= idx;
1910                 memcpy(p->quant_table, f->quant_tables[idx], sizeof(p->quant_table));
1911                 context_count= f->context_count[idx];
1912             }else{
1913                 memcpy(p->quant_table, f->quant_table, sizeof(p->quant_table));
1914             }
1915
1916             if(f->version <= 2){
1917                 if(p->context_count < context_count){
1918                     av_freep(&p->state);
1919                     av_freep(&p->vlc_state);
1920                 }
1921                 p->context_count= context_count;
1922             }
1923         }
1924     }
1925     return 0;
1926 }
1927
1928 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
1929 {
1930     FFV1Context *f = avctx->priv_data;
1931
1932     common_init(avctx);
1933
1934     if(avctx->extradata && read_extra_header(f) < 0)
1935         return -1;
1936
1937     if(init_slice_contexts(f) < 0)
1938         return -1;
1939
1940     return 0;
1941 }
1942
1943 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size, AVPacket *avpkt){
1944     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1945     int buf_size = avpkt->size;
1946     FFV1Context *f = avctx->priv_data;
1947     RangeCoder * const c= &f->slice_context[0]->c;
1948     AVFrame * const p= &f->picture;
1949     int bytes_read, i;
1950     uint8_t keystate= 128;
1951     const uint8_t *buf_p;
1952
1953     AVFrame *picture = data;
1954
1955     /* release previously stored data */
1956     if (p->data[0])
1957         avctx->release_buffer(avctx, p);
1958
1959     ff_init_range_decoder(c, buf, buf_size);
1960     ff_build_rac_states(c, 0.05*(1LL<<32), 256-8);
1961
1962
1963     p->pict_type= AV_PICTURE_TYPE_I; //FIXME I vs. P
1964     if(get_rac(c, &keystate)){
1965         p->key_frame= 1;
1966         f->key_frame_ok = 0;
1967         if(read_header(f) < 0)
1968             return -1;
1969         f->key_frame_ok = 1;
1970     }else{
1971         if (!f->key_frame_ok) {
1972             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cant decode non keyframe without valid keyframe\n");
1973             return AVERROR_INVALIDDATA;
1974         }
1975         p->key_frame= 0;
1976     }
1977
1978     p->reference= 0;
1979     if(avctx->get_buffer(avctx, p) < 0){
1980         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1981         return -1;
1982     }
1983
1984     if(avctx->debug&FF_DEBUG_PICT_INFO)
1985         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "keyframe:%d coder:%d\n", p->key_frame, f->ac);
1986
1987     buf_p= buf + buf_size;
1988     for(i=f->slice_count-1; i>=0; i--){
1989         FFV1Context *fs= f->slice_context[i];
1990         int trailer = 3 + 5*!!f->ec;
1991         int v;
1992
1993         if(i || f->version>2) v = AV_RB24(buf_p-trailer)+trailer;
1994         else                  v = buf_p - c->bytestream_start;
1995         if(buf_p - c->bytestream_start < v){
1996             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Slice pointer chain broken\n");
1997             return -1;
1998         }
1999         buf_p -= v;
2000
2001         if(f->ec){
2002             unsigned crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, buf_p, v);
2003             if(crc){
2004                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC mismatch %X!\n", crc);
2005             }
2006         }
2007
2008         if(i){
2009             ff_init_range_decoder(&fs->c, buf_p, v);
2010         }
2011     }
2012
2013     avctx->execute(avctx, decode_slice, &f->slice_context[0], NULL, f->slice_count, sizeof(void*));
2014     f->picture_number++;
2015
2016     *picture= *p;
2017     *data_size = sizeof(AVFrame);
2018
2019     return buf_size;
2020 }
2021
2022 AVCodec ff_ffv1_decoder = {
2023     .name           = "ffv1",
2024     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
2025     .id             = CODEC_ID_FFV1,
2026     .priv_data_size = sizeof(FFV1Context),
2027     .init           = decode_init,
2028     .close          = common_end,
2029     .decode         = decode_frame,
2030     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 /*| CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND*/ |
2031                       CODEC_CAP_SLICE_THREADS,
2032     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FFmpeg video codec #1"),
2033 };
2034
2035 #if CONFIG_FFV1_ENCODER
2036
2037 #define OFFSET(x) offsetof(FFV1Context, x)
2038 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
2039 static const AVOption options[] = {
2040     { "slicecrc",        "Protect slices with CRCs",               OFFSET(ec),              AV_OPT_TYPE_INT, {-1}, -1, 1, VE},
2041 {NULL}
2042 };
2043
2044 static const AVClass class = {
2045     .class_name = "ffv1 encoder",
2046     .item_name  = av_default_item_name,
2047     .option     = options,
2048     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
2049 };
2050
2051 AVCodec ff_ffv1_encoder = {
2052     .name           = "ffv1",
2053     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
2054     .id             = CODEC_ID_FFV1,
2055     .priv_data_size = sizeof(FFV1Context),
2056     .init           = encode_init,
2057     .encode2        = encode_frame,
2058     .close          = common_end,
2059     .capabilities   = CODEC_CAP_SLICE_THREADS,
2060     .pix_fmts= (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_YUVA420P, PIX_FMT_YUV444P, PIX_FMT_YUVA444P, PIX_FMT_YUV440P, PIX_FMT_YUV422P, PIX_FMT_YUV411P, PIX_FMT_YUV410P, PIX_FMT_0RGB32, PIX_FMT_RGB32, PIX_FMT_YUV420P16, PIX_FMT_YUV422P16, PIX_FMT_YUV444P16, PIX_FMT_YUV444P9, PIX_FMT_YUV422P9, PIX_FMT_YUV420P9, PIX_FMT_YUV420P10, PIX_FMT_YUV422P10, PIX_FMT_YUV444P10, PIX_FMT_GRAY16, PIX_FMT_GRAY8, PIX_FMT_NONE},
2061     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FFmpeg video codec #1"),
2062     .priv_class     = &class,
2063 };
2064 #endif