git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ffv1enc.c

   1 /*
   2  * FFV1 encoder
   3  *
   4  * Copyright (c) 2003-2013 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) encoder
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/attributes.h"
  29 #include "libavutil/avassert.h"
  30 #include "libavutil/crc.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32 #include "libavutil/imgutils.h"
  33 #include "libavutil/pixdesc.h"
  34 #include "libavutil/timer.h"
  35
  36 #include "avcodec.h"
  37 #include "internal.h"
  38 #include "put_bits.h"
  39 #include "rangecoder.h"
  40 #include "golomb.h"
  41 #include "mathops.h"
  42 #include "ffv1.h"
  43
  44 static const int8_t quant5_10bit[256] = {
  45      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,
  46      1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,
  47      1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,
  48      1,  1,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  49      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  50      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  51      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  52      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  53     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  54     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  55     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  56     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  57     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -1,
  58     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  59     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  60     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0,
  61 };
  62
  63 static const int8_t quant5[256] = {
  64      0,  1,  1,  1,  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,  2,
  68      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  69      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  70      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  71      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  72     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  73     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  74     -2, -2, -2, -2, -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, -1, -1, -1,
  80 };
  81
  82 static const int8_t quant9_10bit[256] = {
  83      0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  2,  2,  2,
  84      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,
  85      3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,
  86      3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
  87      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
  88      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
  89      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
  90      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
  91     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
  92     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
  93     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
  94     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
  95     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3,
  96     -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3,
  97     -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  98     -2, -2, -2, -2, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -0, -0, -0, -0,
  99 };
 100
 101 static const int8_t quant11[256] = {
 102      0,  1,  2,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  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,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
 105      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
 106      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
 107      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
 108      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
 109      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
 110     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
 111     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
 112     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
 113     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
 114     -5, -5, -5, -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, -4, -4,
 116     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
 117     -4, -4, -4, -4, -4, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -1,
 118 };
 119
 120 static const uint8_t ver2_state[256] = {
 121       0,  10,  10,  10,  10,  16,  16,  16, 28,   16,  16,  29,  42,  49,  20,  49,
 122      59,  25,  26,  26,  27,  31,  33,  33, 33,   34,  34,  37,  67,  38,  39,  39,
 123      40,  40,  41,  79,  43,  44,  45,  45, 48,   48,  64,  50,  51,  52,  88,  52,
 124      53,  74,  55,  57,  58,  58,  74,  60, 101,  61,  62,  84,  66,  66,  68,  69,
 125      87,  82,  71,  97,  73,  73,  82,  75, 111,  77,  94,  78,  87,  81,  83,  97,
 126      85,  83,  94,  86,  99,  89,  90,  99, 111,  92,  93,  134, 95,  98,  105, 98,
 127     105, 110, 102, 108, 102, 118, 103, 106, 106, 113, 109, 112, 114, 112, 116, 125,
 128     115, 116, 117, 117, 126, 119, 125, 121, 121, 123, 145, 124, 126, 131, 127, 129,
 129     165, 130, 132, 138, 133, 135, 145, 136, 137, 139, 146, 141, 143, 142, 144, 148,
 130     147, 155, 151, 149, 151, 150, 152, 157, 153, 154, 156, 168, 158, 162, 161, 160,
 131     172, 163, 169, 164, 166, 184, 167, 170, 177, 174, 171, 173, 182, 176, 180, 178,
 132     175, 189, 179, 181, 186, 183, 192, 185, 200, 187, 191, 188, 190, 197, 193, 196,
 133     197, 194, 195, 196, 198, 202, 199, 201, 210, 203, 207, 204, 205, 206, 208, 214,
 134     209, 211, 221, 212, 213, 215, 224, 216, 217, 218, 219, 220, 222, 228, 223, 225,
 135     226, 224, 227, 229, 240, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 238, 239, 237, 242,
 136     241, 243, 242, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 252, 253, 254, 255,
 137 };
 138
 139 static void find_best_state(uint8_t best_state[256][256],
 140                             const uint8_t one_state[256])
 141 {
 142     int i, j, k, m;
 143     double l2tab[256];
 144
 145     for (i = 1; i < 256; i++)
 146         l2tab[i] = log2(i / 256.0);
 147
 148     for (i = 0; i < 256; i++) {
 149         double best_len[256];
 150         double p = i / 256.0;
 151
 152         for (j = 0; j < 256; j++)
 153             best_len[j] = 1 << 30;
 154
 155         for (j = FFMAX(i - 10, 1); j < FFMIN(i + 11, 256); j++) {
 156             double occ[256] = { 0 };
 157             double len      = 0;
 158             occ[j] = 1.0;
 159
 160             if (!one_state[j])
 161                 continue;
 162
 163             for (k = 0; k < 256; k++) {
 164                 double newocc[256] = { 0 };
 165                 for (m = 1; m < 256; m++)
 166                     if (occ[m]) {
 167                         len -=occ[m]*(     p *l2tab[    m]
 168                                       + (1-p)*l2tab[256-m]);
 169                     }
 170                 if (len < best_len[k]) {
 171                     best_len[k]      = len;
 172                     best_state[i][k] = j;
 173                 }
 174                 for (m = 1; m < 256; m++)
 175                     if (occ[m]) {
 176                         newocc[      one_state[      m]] += occ[m] * p;
 177                         newocc[256 - one_state[256 - m]] += occ[m] * (1 - p);
 178                     }
 179                 memcpy(occ, newocc, sizeof(occ));
 180             }
 181         }
 182     }
 183 }
 184
 185 static av_always_inline av_flatten void put_symbol_inline(RangeCoder *c,
 186                                                           uint8_t *state, int v,
 187                                                           int is_signed,
 188                                                           uint64_t rc_stat[256][2],
 189                                                           uint64_t rc_stat2[32][2])
 190 {
 191     int i;
 192
 193 #define put_rac(C, S, B)                        \
 194     do {                                        \
 195         if (rc_stat) {                          \
 196             rc_stat[*(S)][B]++;                 \
 197             rc_stat2[(S) - state][B]++;         \
 198         }                                       \
 199         put_rac(C, S, B);                       \
 200     } while (0)
 201
 202     if (v) {
 203         const int a = FFABS(v);
 204         const int e = av_log2(a);
 205         put_rac(c, state + 0, 0);
 206         if (e <= 9) {
 207             for (i = 0; i < e; i++)
 208                 put_rac(c, state + 1 + i, 1);  // 1..10
 209             put_rac(c, state + 1 + i, 0);
 210
 211             for (i = e - 1; i >= 0; i--)
 212                 put_rac(c, state + 22 + i, (a >> i) & 1);  // 22..31
 213
 214             if (is_signed)
 215                 put_rac(c, state + 11 + e, v < 0);  // 11..21
 216         } else {
 217             for (i = 0; i < e; i++)
 218                 put_rac(c, state + 1 + FFMIN(i, 9), 1);  // 1..10
 219             put_rac(c, state + 1 + 9, 0);
 220
 221             for (i = e - 1; i >= 0; i--)
 222                 put_rac(c, state + 22 + FFMIN(i, 9), (a >> i) & 1);  // 22..31
 223
 224             if (is_signed)
 225                 put_rac(c, state + 11 + 10, v < 0);  // 11..21
 226         }
 227     } else {
 228         put_rac(c, state + 0, 1);
 229     }
 230 #undef put_rac
 231 }
 232
 233 static av_noinline void put_symbol(RangeCoder *c, uint8_t *state,
 234                                    int v, int is_signed)
 235 {
 236     put_symbol_inline(c, state, v, is_signed, NULL, NULL);
 237 }
 238
 239
 240 static inline void put_vlc_symbol(PutBitContext *pb, VlcState *const state,
 241                                   int v, int bits)
 242 {
 243     int i, k, code;
 244     v = fold(v - state->bias, bits);
 245
 246     i = state->count;
 247     k = 0;
 248     while (i < state->error_sum) { // FIXME: optimize
 249         k++;
 250         i += i;
 251     }
 252
 253     av_assert2(k <= 13);
 254
 255     code = v ^ ((2 * state->drift + state->count) >> 31);
 256
 257     ff_dlog(NULL, "v:%d/%d bias:%d error:%d drift:%d count:%d k:%d\n", v, code,
 258             state->bias, state->error_sum, state->drift, state->count, k);
 259     set_sr_golomb(pb, code, k, 12, bits);
 260
 261     update_vlc_state(state, v);
 262 }
 263
 264 #define TYPE int16_t
 265 #define RENAME(name) name
 266 #include "ffv1enc_template.c"
 267 #undef TYPE
 268 #undef RENAME
 269
 270 #define TYPE int32_t
 271 #define RENAME(name) name ## 32
 272 #include "ffv1enc_template.c"
 273
 274 static int encode_plane(FFV1Context *s, uint8_t *src, int w, int h,
 275                          int stride, int plane_index, int pixel_stride)
 276 {
 277     int x, y, i, ret;
 278     const int ring_size = s->context_model ? 3 : 2;
 279     int16_t *sample[3];
 280     s->run_index = 0;
 281
 282     memset(s->sample_buffer, 0, ring_size * (w + 6) * sizeof(*s->sample_buffer));
 283
 284     for (y = 0; y < h; y++) {
 285         for (i = 0; i < ring_size; i++)
 286             sample[i] = s->sample_buffer + (w + 6) * ((h + i - y) % ring_size) + 3;
 287
 288         sample[0][-1]= sample[1][0  ];
 289         sample[1][ w]= sample[1][w-1];
 290 // { START_TIMER
 291         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 292             for (x = 0; x < w; x++)
 293                 sample[0][x] = src[x * pixel_stride + stride * y];
 294             if((ret = encode_line(s, w, sample, plane_index, 8)) < 0)
 295                 return ret;
 296         } else {
 297             if (s->packed_at_lsb) {
 298                 for (x = 0; x < w; x++) {
 299                     sample[0][x] = ((uint16_t*)(src + stride*y))[x];
 300                 }
 301             } else {
 302                 for (x = 0; x < w; x++) {
 303                     sample[0][x] = ((uint16_t*)(src + stride*y))[x] >> (16 - s->bits_per_raw_sample);
 304                 }
 305             }
 306             if((ret = encode_line(s, w, sample, plane_index, s->bits_per_raw_sample)) < 0)
 307                 return ret;
 308         }
 309 // STOP_TIMER("encode line") }
 310     }
 311     return 0;
 312 }
 313
 314 static void write_quant_table(RangeCoder *c, int16_t *quant_table)
 315 {
 316     int last = 0;
 317     int i;
 318     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 319     memset(state, 128, sizeof(state));
 320
 321     for (i = 1; i < 128; i++)
 322         if (quant_table[i] != quant_table[i - 1]) {
 323             put_symbol(c, state, i - last - 1, 0);
 324             last = i;
 325         }
 326     put_symbol(c, state, i - last - 1, 0);
 327 }
 328
 329 static void write_quant_tables(RangeCoder *c,
 330                                int16_t quant_table[MAX_CONTEXT_INPUTS][256])
 331 {
 332     int i;
 333     for (i = 0; i < 5; i++)
 334         write_quant_table(c, quant_table[i]);
 335 }
 336
 337 static void write_header(FFV1Context *f)
 338 {
 339     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 340     int i, j;
 341     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
 342
 343     memset(state, 128, sizeof(state));
 344
 345     if (f->version < 2) {
 346         put_symbol(c, state, f->version, 0);
 347         put_symbol(c, state, f->ac, 0);
 348         if (f->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB) {
 349             for (i = 1; i < 256; i++)
 350                 put_symbol(c, state,
 351                            f->state_transition[i] - c->one_state[i], 1);
 352         }
 353         put_symbol(c, state, f->colorspace, 0); //YUV cs type
 354         if (f->version > 0)
 355             put_symbol(c, state, f->bits_per_raw_sample, 0);
 356         put_rac(c, state, f->chroma_planes);
 357         put_symbol(c, state, f->chroma_h_shift, 0);
 358         put_symbol(c, state, f->chroma_v_shift, 0);
 359         put_rac(c, state, f->transparency);
 360
 361         write_quant_tables(c, f->quant_table);
 362     } else if (f->version < 3) {
 363         put_symbol(c, state, f->slice_count, 0);
 364         for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
 365             FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
 366             put_symbol(c, state,
 367                        (fs->slice_x      + 1) * f->num_h_slices / f->width, 0);
 368             put_symbol(c, state,
 369                        (fs->slice_y      + 1) * f->num_v_slices / f->height, 0);
 370             put_symbol(c, state,
 371                        (fs->slice_width  + 1) * f->num_h_slices / f->width - 1,
 372                        0);
 373             put_symbol(c, state,
 374                        (fs->slice_height + 1) * f->num_v_slices / f->height - 1,
 375                        0);
 376             for (j = 0; j < f->plane_count; j++) {
 377                 put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
 378                 av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->context_model);
 379             }
 380         }
 381     }
 382 }
 383
 384 static int write_extradata(FFV1Context *f)
 385 {
 386     RangeCoder *const c = &f->c;
 387     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 388     int i, j, k;
 389     uint8_t state2[32][CONTEXT_SIZE];
 390     unsigned v;
 391
 392     memset(state2, 128, sizeof(state2));
 393     memset(state, 128, sizeof(state));
 394
 395     f->avctx->extradata_size = 10000 + 4 +
 396                                     (11 * 11 * 5 * 5 * 5 + 11 * 11 * 11) * 32;
 397     f->avctx->extradata = av_malloc(f->avctx->extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 398     if (!f->avctx->extradata)
 399         return AVERROR(ENOMEM);
 400     ff_init_range_encoder(c, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
 401     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
 402
 403     put_symbol(c, state, f->version, 0);
 404     if (f->version > 2) {
 405         if (f->version == 3) {
 406             f->micro_version = 4;
 407         } else if (f->version == 4)
 408             f->micro_version = 2;
 409         put_symbol(c, state, f->micro_version, 0);
 410     }
 411
 412     put_symbol(c, state, f->ac, 0);
 413     if (f->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB)
 414         for (i = 1; i < 256; i++)
 415             put_symbol(c, state, f->state_transition[i] - c->one_state[i], 1);
 416
 417     put_symbol(c, state, f->colorspace, 0); // YUV cs type
 418     put_symbol(c, state, f->bits_per_raw_sample, 0);
 419     put_rac(c, state, f->chroma_planes);
 420     put_symbol(c, state, f->chroma_h_shift, 0);
 421     put_symbol(c, state, f->chroma_v_shift, 0);
 422     put_rac(c, state, f->transparency);
 423     put_symbol(c, state, f->num_h_slices - 1, 0);
 424     put_symbol(c, state, f->num_v_slices - 1, 0);
 425
 426     put_symbol(c, state, f->quant_table_count, 0);
 427     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
 428         write_quant_tables(c, f->quant_tables[i]);
 429
 430     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
 431         for (j = 0; j < f->context_count[i] * CONTEXT_SIZE; j++)
 432             if (f->initial_states[i] && f->initial_states[i][0][j] != 128)
 433                 break;
 434         if (j < f->context_count[i] * CONTEXT_SIZE) {
 435             put_rac(c, state, 1);
 436             for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
 437                 for (k = 0; k < CONTEXT_SIZE; k++) {
 438                     int pred = j ? f->initial_states[i][j - 1][k] : 128;
 439                     put_symbol(c, state2[k],
 440                                (int8_t)(f->initial_states[i][j][k] - pred), 1);
 441                 }
 442         } else {
 443             put_rac(c, state, 0);
 444         }
 445     }
 446
 447     if (f->version > 2) {
 448         put_symbol(c, state, f->ec, 0);
 449         put_symbol(c, state, f->intra = (f->avctx->gop_size < 2), 0);
 450     }
 451
 452     f->avctx->extradata_size = ff_rac_terminate(c);
 453     v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
 454     AV_WL32(f->avctx->extradata + f->avctx->extradata_size, v);
 455     f->avctx->extradata_size += 4;
 456
 457     return 0;
 458 }
 459
 460 static int sort_stt(FFV1Context *s, uint8_t stt[256])
 461 {
 462     int i, i2, changed, print = 0;
 463
 464     do {
 465         changed = 0;
 466         for (i = 12; i < 244; i++) {
 467             for (i2 = i + 1; i2 < 245 && i2 < i + 4; i2++) {
 468
 469 #define COST(old, new)                                      \
 470     s->rc_stat[old][0] * -log2((256 - (new)) / 256.0) +     \
 471     s->rc_stat[old][1] * -log2((new)         / 256.0)
 472
 473 #define COST2(old, new)                         \
 474     COST(old, new) + COST(256 - (old), 256 - (new))
 475
 476                 double size0 = COST2(i,  i) + COST2(i2, i2);
 477                 double sizeX = COST2(i, i2) + COST2(i2, i);
 478                 if (size0 - sizeX > size0*(1e-14) && i != 128 && i2 != 128) {
 479                     int j;
 480                     FFSWAP(int, stt[i], stt[i2]);
 481                     FFSWAP(int, s->rc_stat[i][0], s->rc_stat[i2][0]);
 482                     FFSWAP(int, s->rc_stat[i][1], s->rc_stat[i2][1]);
 483                     if (i != 256 - i2) {
 484                         FFSWAP(int, stt[256 - i], stt[256 - i2]);
 485                         FFSWAP(int, s->rc_stat[256 - i][0], s->rc_stat[256 - i2][0]);
 486                         FFSWAP(int, s->rc_stat[256 - i][1], s->rc_stat[256 - i2][1]);
 487                     }
 488                     for (j = 1; j < 256; j++) {
 489                         if (stt[j] == i)
 490                             stt[j] = i2;
 491                         else if (stt[j] == i2)
 492                             stt[j] = i;
 493                         if (i != 256 - i2) {
 494                             if (stt[256 - j] == 256 - i)
 495                                 stt[256 - j] = 256 - i2;
 496                             else if (stt[256 - j] == 256 - i2)
 497                                 stt[256 - j] = 256 - i;
 498                         }
 499                     }
 500                     print = changed = 1;
 501                 }
 502             }
 503         }
 504     } while (changed);
 505     return print;
 506 }
 507
 508 static av_cold int encode_init(AVCodecContext *avctx)
 509 {
 510     FFV1Context *s = avctx->priv_data;
 511     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
 512     int i, j, k, m, ret;
 513
 514     if ((ret = ff_ffv1_common_init(avctx)) < 0)
 515         return ret;
 516
 517     s->version = 0;
 518
 519     if ((avctx->flags & (AV_CODEC_FLAG_PASS1 | AV_CODEC_FLAG_PASS2)) ||
 520         avctx->slices > 1)
 521         s->version = FFMAX(s->version, 2);
 522
 523     // Unspecified level & slices, we choose version 1.2+ to ensure multithreaded decodability
 524     if (avctx->slices == 0 && avctx->level < 0 && avctx->width * avctx->height > 720*576)
 525         s->version = FFMAX(s->version, 2);
 526
 527     if (avctx->level <= 0 && s->version == 2) {
 528         s->version = 3;
 529     }
 530     if (avctx->level >= 0 && avctx->level <= 4) {
 531         if (avctx->level < s->version) {
 532             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version %d needed for requested features but %d requested\n", s->version, avctx->level);
 533             return AVERROR(EINVAL);
 534         }
 535         s->version = avctx->level;
 536     }
 537
 538     if (s->ec < 0) {
 539         s->ec = (s->version >= 3);
 540     }
 541
 542     if ((s->version == 2 || s->version>3) && avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL) {
 543         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version 2 needed for requested features but version 2 is experimental and not enabled\n");
 544         return AVERROR_INVALIDDATA;
 545     }
 546
 547 #if FF_API_CODER_TYPE
 548 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 549     if (avctx->coder_type != -1)
 550         s->ac = avctx->coder_type > 0 ? AC_RANGE_CUSTOM_TAB : AC_GOLOMB_RICE;
 551     else
 552 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 553 #endif
 554     if (s->ac == 1) // Compatbility with common command line usage
 555         s->ac = AC_RANGE_CUSTOM_TAB;
 556     else if (s->ac == AC_RANGE_DEFAULT_TAB_FORCE)
 557         s->ac = AC_RANGE_DEFAULT_TAB;
 558
 559     s->plane_count = 3;
 560     switch(avctx->pix_fmt) {
 561     case AV_PIX_FMT_YUV444P9:
 562     case AV_PIX_FMT_YUV422P9:
 563     case AV_PIX_FMT_YUV420P9:
 564     case AV_PIX_FMT_YUVA444P9:
 565     case AV_PIX_FMT_YUVA422P9:
 566     case AV_PIX_FMT_YUVA420P9:
 567         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 568             s->bits_per_raw_sample = 9;
 569     case AV_PIX_FMT_GRAY10:
 570     case AV_PIX_FMT_YUV444P10:
 571     case AV_PIX_FMT_YUV420P10:
 572     case AV_PIX_FMT_YUV422P10:
 573     case AV_PIX_FMT_YUVA444P10:
 574     case AV_PIX_FMT_YUVA422P10:
 575     case AV_PIX_FMT_YUVA420P10:
 576         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 577             s->bits_per_raw_sample = 10;
 578     case AV_PIX_FMT_GRAY12:
 579     case AV_PIX_FMT_YUV444P12:
 580     case AV_PIX_FMT_YUV420P12:
 581     case AV_PIX_FMT_YUV422P12:
 582         s->packed_at_lsb = 1;
 583         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 584             s->bits_per_raw_sample = 12;
 585     case AV_PIX_FMT_GRAY16:
 586     case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
 587     case AV_PIX_FMT_YUV422P16:
 588     case AV_PIX_FMT_YUV420P16:
 589     case AV_PIX_FMT_YUVA444P16:
 590     case AV_PIX_FMT_YUVA422P16:
 591     case AV_PIX_FMT_YUVA420P16:
 592         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample) {
 593             s->bits_per_raw_sample = 16;
 594         } else if (!s->bits_per_raw_sample) {
 595             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
 596         }
 597         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 598             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample invalid\n");
 599             return AVERROR_INVALIDDATA;
 600         }
 601         s->version = FFMAX(s->version, 1);
 602     case AV_PIX_FMT_GRAY8:
 603     case AV_PIX_FMT_YA8:
 604     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 605     case AV_PIX_FMT_YUV440P:
 606     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
 607     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 608     case AV_PIX_FMT_YUV411P:
 609     case AV_PIX_FMT_YUV410P:
 610     case AV_PIX_FMT_YUVA444P:
 611     case AV_PIX_FMT_YUVA422P:
 612     case AV_PIX_FMT_YUVA420P:
 613         s->chroma_planes = desc->nb_components < 3 ? 0 : 1;
 614         s->colorspace = 0;
 615         s->transparency = desc->nb_components == 4 || desc->nb_components == 2;
 616         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 617             s->bits_per_raw_sample = 8;
 618         else if (!s->bits_per_raw_sample)
 619             s->bits_per_raw_sample = 8;
 620         break;
 621     case AV_PIX_FMT_RGB32:
 622         s->colorspace = 1;
 623         s->transparency = 1;
 624         s->chroma_planes = 1;
 625         s->bits_per_raw_sample = 8;
 626         break;
 627     case AV_PIX_FMT_RGB48:
 628         s->colorspace = 1;
 629         s->chroma_planes = 1;
 630         s->bits_per_raw_sample = 16;
 631         s->use32bit = 1;
 632         s->version = FFMAX(s->version, 1);
 633         if (avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL) {
 634             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "16bit RGB is experimental and under development, only use it for experiments\n");
 635             return AVERROR_INVALIDDATA;
 636         }
 637         break;
 638     case AV_PIX_FMT_0RGB32:
 639         s->colorspace = 1;
 640         s->chroma_planes = 1;
 641         s->bits_per_raw_sample = 8;
 642         break;
 643     case AV_PIX_FMT_GBRP9:
 644         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 645             s->bits_per_raw_sample = 9;
 646     case AV_PIX_FMT_GBRP10:
 647         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 648             s->bits_per_raw_sample = 10;
 649     case AV_PIX_FMT_GBRP12:
 650         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 651             s->bits_per_raw_sample = 12;
 652     case AV_PIX_FMT_GBRP14:
 653         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 654             s->bits_per_raw_sample = 14;
 655     case AV_PIX_FMT_GBRP16:
 656         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 657             s->bits_per_raw_sample = 16;
 658         else if (!s->bits_per_raw_sample)
 659             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
 660         s->colorspace = 1;
 661         s->chroma_planes = 1;
 662         if (s->bits_per_raw_sample >= 16) {
 663             s->use32bit = 1;
 664             if (avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL) {
 665                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "16bit RGB is experimental and under development, only use it for experiments\n");
 666                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 667             }
 668         }
 669         s->version = FFMAX(s->version, 1);
 670         break;
 671     default:
 672         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
 673         return AVERROR(ENOSYS);
 674     }
 675     av_assert0(s->bits_per_raw_sample >= 8);
 676
 677     if (s->bits_per_raw_sample > 8) {
 678         if (s->ac == AC_GOLOMB_RICE) {
 679             av_log(avctx, AV_LOG_INFO,
 680                     "bits_per_raw_sample > 8, forcing range coder\n");
 681             s->ac = AC_RANGE_CUSTOM_TAB;
 682         }
 683     }
 684     if (s->transparency) {
 685         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Storing alpha plane, this will require a recent FFV1 decoder to playback!\n");
 686     }
 687 #if FF_API_PRIVATE_OPT
 688 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 689     if (avctx->context_model)
 690         s->context_model = avctx->context_model;
 691     if (avctx->context_model > 1U) {
 692         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid context model %d, valid values are 0 and 1\n", avctx->context_model);
 693         return AVERROR(EINVAL);
 694     }
 695 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 696 #endif
 697
 698     if (s->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB) {
 699         for (i = 1; i < 256; i++)
 700             s->state_transition[i] = ver2_state[i];
 701     } else {
 702         RangeCoder c;
 703         ff_build_rac_states(&c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
 704         for (i = 1; i < 256; i++)
 705             s->state_transition[i] = c.one_state[i];
 706     }
 707
 708     for (i = 0; i < 256; i++) {
 709         s->quant_table_count = 2;
 710         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 711             s->quant_tables[0][0][i]=           quant11[i];
 712             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant11[i];
 713             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant11[i];
 714             s->quant_tables[1][0][i]=           quant11[i];
 715             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant11[i];
 716             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5 [i];
 717             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5 [i];
 718             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5 [i];
 719         } else {
 720             s->quant_tables[0][0][i]=           quant9_10bit[i];
 721             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
 722             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant9_10bit[i];
 723             s->quant_tables[1][0][i]=           quant9_10bit[i];
 724             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
 725             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5_10bit[i];
 726             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5_10bit[i];
 727             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5_10bit[i];
 728         }
 729     }
 730     s->context_count[0] = (11 * 11 * 11        + 1) / 2;
 731     s->context_count[1] = (11 * 11 * 5 * 5 * 5 + 1) / 2;
 732     memcpy(s->quant_table, s->quant_tables[s->context_model],
 733            sizeof(s->quant_table));
 734
 735     for (i = 0; i < s->plane_count; i++) {
 736         PlaneContext *const p = &s->plane[i];
 737
 738         memcpy(p->quant_table, s->quant_table, sizeof(p->quant_table));
 739         p->quant_table_index = s->context_model;
 740         p->context_count     = s->context_count[p->quant_table_index];
 741     }
 742
 743     if ((ret = ff_ffv1_allocate_initial_states(s)) < 0)
 744         return ret;
 745
 746 #if FF_API_CODED_FRAME
 747 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 748     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 749 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 750 #endif
 751
 752     if (!s->transparency)
 753         s->plane_count = 2;
 754     if (!s->chroma_planes && s->version > 3)
 755         s->plane_count--;
 756
 757     ret = av_pix_fmt_get_chroma_sub_sample (avctx->pix_fmt, &s->chroma_h_shift, &s->chroma_v_shift);
 758     if (ret)
 759         return ret;
 760
 761     s->picture_number = 0;
 762
 763     if (avctx->flags & (AV_CODEC_FLAG_PASS1 | AV_CODEC_FLAG_PASS2)) {
 764         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
 765             s->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
 766                                         sizeof(*s->rc_stat2[i]));
 767             if (!s->rc_stat2[i])
 768                 return AVERROR(ENOMEM);
 769         }
 770     }
 771     if (avctx->stats_in) {
 772         char *p = avctx->stats_in;
 773         uint8_t (*best_state)[256] = av_malloc_array(256, 256);
 774         int gob_count = 0;
 775         char *next;
 776         if (!best_state)
 777             return AVERROR(ENOMEM);
 778
 779         av_assert0(s->version >= 2);
 780
 781         for (;;) {
 782             for (j = 0; j < 256; j++)
 783                 for (i = 0; i < 2; i++) {
 784                     s->rc_stat[j][i] = strtol(p, &next, 0);
 785                     if (next == p) {
 786                         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 787                                "2Pass file invalid at %d %d [%s]\n", j, i, p);
 788                         av_freep(&best_state);
 789                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 790                     }
 791                     p = next;
 792                 }
 793             for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
 794                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
 795                     for (k = 0; k < 32; k++)
 796                         for (m = 0; m < 2; m++) {
 797                             s->rc_stat2[i][j][k][m] = strtol(p, &next, 0);
 798                             if (next == p) {
 799                                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 800                                        "2Pass file invalid at %d %d %d %d [%s]\n",
 801                                        i, j, k, m, p);
 802                                 av_freep(&best_state);
 803                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 804                             }
 805                             p = next;
 806                         }
 807                 }
 808             gob_count = strtol(p, &next, 0);
 809             if (next == p || gob_count <= 0) {
 810                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "2Pass file invalid\n");
 811                 av_freep(&best_state);
 812                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 813             }
 814             p = next;
 815             while (*p == '\n' || *p == ' ')
 816                 p++;
 817             if (p[0] == 0)
 818                 break;
 819         }
 820         if (s->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB)
 821             sort_stt(s, s->state_transition);
 822
 823         find_best_state(best_state, s->state_transition);
 824
 825         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
 826             for (k = 0; k < 32; k++) {
 827                 double a=0, b=0;
 828                 int jp = 0;
 829                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
 830                     double p = 128;
 831                     if (s->rc_stat2[i][j][k][0] + s->rc_stat2[i][j][k][1] > 200 && j || a+b > 200) {
 832                         if (a+b)
 833                             p = 256.0 * b / (a + b);
 834                         s->initial_states[i][jp][k] =
 835                             best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip_uint8((a + b) / gob_count)];
 836                         for(jp++; jp<j; jp++)
 837                             s->initial_states[i][jp][k] = s->initial_states[i][jp-1][k];
 838                         a=b=0;
 839                     }
 840                     a += s->rc_stat2[i][j][k][0];
 841                     b += s->rc_stat2[i][j][k][1];
 842                     if (a+b) {
 843                         p = 256.0 * b / (a + b);
 844                     }
 845                     s->initial_states[i][j][k] =
 846                         best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip_uint8((a + b) / gob_count)];
 847                 }
 848             }
 849         }
 850         av_freep(&best_state);
 851     }
 852
 853     if (s->version > 1) {
 854         int plane_count = 1 + 2*s->chroma_planes + s->transparency;
 855         int max_h_slices = AV_CEIL_RSHIFT(avctx->width , s->chroma_h_shift);
 856         int max_v_slices = AV_CEIL_RSHIFT(avctx->height, s->chroma_v_shift);
 857         s->num_v_slices = (avctx->width > 352 || avctx->height > 288 || !avctx->slices) ? 2 : 1;
 858
 859         s->num_v_slices = FFMIN(s->num_v_slices, max_v_slices);
 860
 861         for (; s->num_v_slices < 32; s->num_v_slices++) {
 862             for (s->num_h_slices = s->num_v_slices; s->num_h_slices < 2*s->num_v_slices; s->num_h_slices++) {
 863                 int maxw = (avctx->width  + s->num_h_slices - 1) / s->num_h_slices;
 864                 int maxh = (avctx->height + s->num_v_slices - 1) / s->num_v_slices;
 865                 if (s->num_h_slices > max_h_slices || s->num_v_slices > max_v_slices)
 866                     continue;
 867                 if (maxw * maxh * (int64_t)(s->bits_per_raw_sample+1) * plane_count > 8<<24)
 868                     continue;
 869                 if (avctx->slices == s->num_h_slices * s->num_v_slices && avctx->slices <= MAX_SLICES || !avctx->slices)
 870                     goto slices_ok;
 871             }
 872         }
 873         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 874                "Unsupported number %d of slices requested, please specify a "
 875                "supported number with -slices (ex:4,6,9,12,16, ...)\n",
 876                avctx->slices);
 877         return AVERROR(ENOSYS);
 878 slices_ok:
 879         if ((ret = write_extradata(s)) < 0)
 880             return ret;
 881     }
 882
 883     if ((ret = ff_ffv1_init_slice_contexts(s)) < 0)
 884         return ret;
 885     s->slice_count = s->max_slice_count;
 886     if ((ret = ff_ffv1_init_slices_state(s)) < 0)
 887         return ret;
 888
 889 #define STATS_OUT_SIZE 1024 * 1024 * 6
 890     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1) {
 891         avctx->stats_out = av_mallocz(STATS_OUT_SIZE);
 892         if (!avctx->stats_out)
 893             return AVERROR(ENOMEM);
 894         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
 895             for (j = 0; j < s->max_slice_count; j++) {
 896                 FFV1Context *sf = s->slice_context[j];
 897                 av_assert0(!sf->rc_stat2[i]);
 898                 sf->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
 899                                              sizeof(*sf->rc_stat2[i]));
 900                 if (!sf->rc_stat2[i])
 901                     return AVERROR(ENOMEM);
 902             }
 903     }
 904
 905     return 0;
 906 }
 907
 908 static void encode_slice_header(FFV1Context *f, FFV1Context *fs)
 909 {
 910     RangeCoder *c = &fs->c;
 911     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 912     int j;
 913     memset(state, 128, sizeof(state));
 914
 915     put_symbol(c, state, (fs->slice_x     +1)*f->num_h_slices / f->width   , 0);
 916     put_symbol(c, state, (fs->slice_y     +1)*f->num_v_slices / f->height  , 0);
 917     put_symbol(c, state, (fs->slice_width +1)*f->num_h_slices / f->width -1, 0);
 918     put_symbol(c, state, (fs->slice_height+1)*f->num_v_slices / f->height-1, 0);
 919     for (j=0; j<f->plane_count; j++) {
 920         put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
 921         av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->context_model);
 922     }
 923     if (!f->picture.f->interlaced_frame)
 924         put_symbol(c, state, 3, 0);
 925     else
 926         put_symbol(c, state, 1 + !f->picture.f->top_field_first, 0);
 927     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.num, 0);
 928     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.den, 0);
 929     if (f->version > 3) {
 930         put_rac(c, state, fs->slice_coding_mode == 1);
 931         if (fs->slice_coding_mode == 1)
 932             ff_ffv1_clear_slice_state(f, fs);
 933         put_symbol(c, state, fs->slice_coding_mode, 0);
 934         if (fs->slice_coding_mode != 1) {
 935             put_symbol(c, state, fs->slice_rct_by_coef, 0);
 936             put_symbol(c, state, fs->slice_rct_ry_coef, 0);
 937         }
 938     }
 939 }
 940
 941 static void choose_rct_params(FFV1Context *fs, const uint8_t *src[3], const int stride[3], int w, int h)
 942 {
 943 #define NB_Y_COEFF 15
 944     static const int rct_y_coeff[15][2] = {
 945         {0, 0}, //      4G
 946         {1, 1}, //  R + 2G + B
 947         {2, 2}, // 2R      + 2B
 948         {0, 2}, //      2G + 2B
 949         {2, 0}, // 2R + 2G
 950         {4, 0}, // 4R
 951         {0, 4}, //           4B
 952
 953         {0, 3}, //      1G + 3B
 954         {3, 0}, // 3R + 1G
 955         {3, 1}, // 3R      +  B
 956         {1, 3}, //  R      + 3B
 957         {1, 2}, //  R +  G + 2B
 958         {2, 1}, // 2R +  G +  B
 959         {0, 1}, //      3G +  B
 960         {1, 0}, //  R + 3G
 961     };
 962
 963     int stat[NB_Y_COEFF] = {0};
 964     int x, y, i, p, best;
 965     int16_t *sample[3];
 966     int lbd = fs->bits_per_raw_sample <= 8;
 967
 968     for (y = 0; y < h; y++) {
 969         int lastr=0, lastg=0, lastb=0;
 970         for (p = 0; p < 3; p++)
 971             sample[p] = fs->sample_buffer + p*w;
 972
 973         for (x = 0; x < w; x++) {
 974             int b, g, r;
 975             int ab, ag, ar;
 976             if (lbd) {
 977                 unsigned v = *((const uint32_t*)(src[0] + x*4 + stride[0]*y));
 978                 b =  v        & 0xFF;
 979                 g = (v >>  8) & 0xFF;
 980                 r = (v >> 16) & 0xFF;
 981             } else {
 982                 b = *((const uint16_t*)(src[0] + x*2 + stride[0]*y));
 983                 g = *((const uint16_t*)(src[1] + x*2 + stride[1]*y));
 984                 r = *((const uint16_t*)(src[2] + x*2 + stride[2]*y));
 985             }
 986
 987             ar = r - lastr;
 988             ag = g - lastg;
 989             ab = b - lastb;
 990             if (x && y) {
 991                 int bg = ag - sample[0][x];
 992                 int bb = ab - sample[1][x];
 993                 int br = ar - sample[2][x];
 994
 995                 br -= bg;
 996                 bb -= bg;
 997
 998                 for (i = 0; i<NB_Y_COEFF; i++) {
 999                     stat[i] += FFABS(bg + ((br*rct_y_coeff[i][0] + bb*rct_y_coeff[i][1])>>2));
1000                 }
1001
1002             }
1003             sample[0][x] = ag;
1004             sample[1][x] = ab;
1005             sample[2][x] = ar;
1006
1007             lastr = r;
1008             lastg = g;
1009             lastb = b;
1010         }
1011     }
1012
1013     best = 0;
1014     for (i=1; i<NB_Y_COEFF; i++) {
1015         if (stat[i] < stat[best])
1016             best = i;
1017     }
1018
1019     fs->slice_rct_by_coef = rct_y_coeff[best][1];
1020     fs->slice_rct_ry_coef = rct_y_coeff[best][0];
1021 }
1022
1023 static int encode_slice(AVCodecContext *c, void *arg)
1024 {
1025     FFV1Context *fs  = *(void **)arg;
1026     FFV1Context *f   = fs->avctx->priv_data;
1027     int width        = fs->slice_width;
1028     int height       = fs->slice_height;
1029     int x            = fs->slice_x;
1030     int y            = fs->slice_y;
1031     const AVFrame *const p = f->picture.f;
1032     const int ps     = av_pix_fmt_desc_get(c->pix_fmt)->comp[0].step;
1033     int ret;
1034     RangeCoder c_bak = fs->c;
1035     const uint8_t *planes[3] = {p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0],
1036                                 p->data[1] ? p->data[1] + ps*x + y*p->linesize[1] : NULL,
1037                                 p->data[2] ? p->data[2] + ps*x + y*p->linesize[2] : NULL};
1038
1039     fs->slice_coding_mode = 0;
1040     if (f->version > 3) {
1041         choose_rct_params(fs, planes, p->linesize, width, height);
1042     } else {
1043         fs->slice_rct_by_coef = 1;
1044         fs->slice_rct_ry_coef = 1;
1045     }
1046
1047 retry:
1048     if (f->key_frame)
1049         ff_ffv1_clear_slice_state(f, fs);
1050     if (f->version > 2) {
1051         encode_slice_header(f, fs);
1052     }
1053     if (fs->ac == AC_GOLOMB_RICE) {
1054         if (f->version > 2)
1055             put_rac(&fs->c, (uint8_t[]) { 129 }, 0);
1056         fs->ac_byte_count = f->version > 2 || (!x && !y) ? ff_rac_terminate(&fs->c) : 0;
1057         init_put_bits(&fs->pb,
1058                       fs->c.bytestream_start + fs->ac_byte_count,
1059                       fs->c.bytestream_end - fs->c.bytestream_start - fs->ac_byte_count);
1060     }
1061
1062     if (f->colorspace == 0 && c->pix_fmt != AV_PIX_FMT_YA8) {
1063         const int chroma_width  = AV_CEIL_RSHIFT(width,  f->chroma_h_shift);
1064         const int chroma_height = AV_CEIL_RSHIFT(height, f->chroma_v_shift);
1065         const int cx            = x >> f->chroma_h_shift;
1066         const int cy            = y >> f->chroma_v_shift;
1067
1068         ret = encode_plane(fs, p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 0, 1);
1069
1070         if (f->chroma_planes) {
1071             ret |= encode_plane(fs, p->data[1] + ps*cx+cy*p->linesize[1], chroma_width, chroma_height, p->linesize[1], 1, 1);
1072             ret |= encode_plane(fs, p->data[2] + ps*cx+cy*p->linesize[2], chroma_width, chroma_height, p->linesize[2], 1, 1);
1073         }
1074         if (fs->transparency)
1075             ret |= encode_plane(fs, p->data[3] + ps*x + y*p->linesize[3], width, height, p->linesize[3], 2, 1);
1076     } else if (c->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YA8) {
1077         ret  = encode_plane(fs, p->data[0] +     ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 0, 2);
1078         ret |= encode_plane(fs, p->data[0] + 1 + ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 1, 2);
1079     } else if (f->use32bit) {
1080         ret = encode_rgb_frame32(fs, planes, width, height, p->linesize);
1081     } else {
1082         ret = encode_rgb_frame(fs, planes, width, height, p->linesize);
1083     }
1084     emms_c();
1085
1086     if (ret < 0) {
1087         av_assert0(fs->slice_coding_mode == 0);
1088         if (fs->version < 4 || !fs->ac) {
1089             av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Buffer too small\n");
1090             return ret;
1091         }
1092         av_log(c, AV_LOG_DEBUG, "Coding slice as PCM\n");
1093         fs->slice_coding_mode = 1;
1094         fs->c = c_bak;
1095         goto retry;
1096     }
1097
1098     return 0;
1099 }
1100
1101 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1102                         const AVFrame *pict, int *got_packet)
1103 {
1104     FFV1Context *f      = avctx->priv_data;
1105     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
1106     AVFrame *const p    = f->picture.f;
1107     uint8_t keystate    = 128;
1108     uint8_t *buf_p;
1109     int i, ret;
1110     int64_t maxsize =   AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE
1111                       + avctx->width*avctx->height*37LL*4;
1112
1113     if(!pict) {
1114         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1) {
1115             int j, k, m;
1116             char *p   = avctx->stats_out;
1117             char *end = p + STATS_OUT_SIZE;
1118
1119             memset(f->rc_stat, 0, sizeof(f->rc_stat));
1120             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
1121                 memset(f->rc_stat2[i], 0, f->context_count[i] * sizeof(*f->rc_stat2[i]));
1122
1123             av_assert0(f->slice_count == f->max_slice_count);
1124             for (j = 0; j < f->slice_count; j++) {
1125                 FFV1Context *fs = f->slice_context[j];
1126                 for (i = 0; i < 256; i++) {
1127                     f->rc_stat[i][0] += fs->rc_stat[i][0];
1128                     f->rc_stat[i][1] += fs->rc_stat[i][1];
1129                 }
1130                 for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1131                     for (k = 0; k < f->context_count[i]; k++)
1132                         for (m = 0; m < 32; m++) {
1133                             f->rc_stat2[i][k][m][0] += fs->rc_stat2[i][k][m][0];
1134                             f->rc_stat2[i][k][m][1] += fs->rc_stat2[i][k][m][1];
1135                         }
1136                 }
1137             }
1138
1139             for (j = 0; j < 256; j++) {
1140                 snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1141                         f->rc_stat[j][0], f->rc_stat[j][1]);
1142                 p += strlen(p);
1143             }
1144             snprintf(p, end - p, "\n");
1145
1146             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1147                 for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
1148                     for (m = 0; m < 32; m++) {
1149                         snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1150                                 f->rc_stat2[i][j][m][0], f->rc_stat2[i][j][m][1]);
1151                         p += strlen(p);
1152                     }
1153             }
1154             snprintf(p, end - p, "%d\n", f->gob_count);
1155         }
1156         return 0;
1157     }
1158
1159     if (f->version > 3)
1160         maxsize = AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE + avctx->width*avctx->height*3LL*4;
1161
1162     if (maxsize > INT_MAX - AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE - 32) {
1163         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Cannot allocate worst case packet size, the encoding could fail\n");
1164         maxsize = INT_MAX - AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE - 32;
1165     }
1166
1167     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, maxsize, 0)) < 0)
1168         return ret;
1169
1170     ff_init_range_encoder(c, pkt->data, pkt->size);
1171     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
1172
1173     av_frame_unref(p);
1174     if ((ret = av_frame_ref(p, pict)) < 0)
1175         return ret;
1176 #if FF_API_CODED_FRAME
1177 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1178     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1179 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1180 #endif
1181
1182     if (avctx->gop_size == 0 || f->picture_number % avctx->gop_size == 0) {
1183         put_rac(c, &keystate, 1);
1184         f->key_frame = 1;
1185         f->gob_count++;
1186         write_header(f);
1187     } else {
1188         put_rac(c, &keystate, 0);
1189         f->key_frame = 0;
1190     }
1191
1192     if (f->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB) {
1193         int i;
1194         for (i = 1; i < 256; i++) {
1195             c->one_state[i]        = f->state_transition[i];
1196             c->zero_state[256 - i] = 256 - c->one_state[i];
1197         }
1198     }
1199
1200     for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
1201         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1202         uint8_t *start  = pkt->data + pkt->size * (int64_t)i / f->slice_count;
1203         int len         = pkt->size / f->slice_count;
1204         if (i) {
1205             ff_init_range_encoder(&fs->c, start, len);
1206         } else {
1207             av_assert0(fs->c.bytestream_end >= fs->c.bytestream_start + len);
1208             av_assert0(fs->c.bytestream < fs->c.bytestream_start + len);
1209             fs->c.bytestream_end = fs->c.bytestream_start + len;
1210         }
1211     }
1212     avctx->execute(avctx, encode_slice, &f->slice_context[0], NULL,
1213                    f->slice_count, sizeof(void *));
1214
1215     buf_p = pkt->data;
1216     for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
1217         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1218         int bytes;
1219
1220         if (fs->ac != AC_GOLOMB_RICE) {
1221             uint8_t state = 129;
1222             put_rac(&fs->c, &state, 0);
1223             bytes = ff_rac_terminate(&fs->c);
1224         } else {
1225             flush_put_bits(&fs->pb); // FIXME: nicer padding
1226             bytes = fs->ac_byte_count + (put_bits_count(&fs->pb) + 7) / 8;
1227         }
1228         if (i > 0 || f->version > 2) {
1229             av_assert0(bytes < pkt->size / f->slice_count);
1230             memmove(buf_p, fs->c.bytestream_start, bytes);
1231             av_assert0(bytes < (1 << 24));
1232             AV_WB24(buf_p + bytes, bytes);
1233             bytes += 3;
1234         }
1235         if (f->ec) {
1236             unsigned v;
1237             buf_p[bytes++] = 0;
1238             v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, buf_p, bytes);
1239             AV_WL32(buf_p + bytes, v);
1240             bytes += 4;
1241         }
1242         buf_p += bytes;
1243     }
1244
1245     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1)
1246         avctx->stats_out[0] = '\0';
1247
1248 #if FF_API_CODED_FRAME
1249 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1250     avctx->coded_frame->key_frame = f->key_frame;
1251 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1252 #endif
1253
1254     f->picture_number++;
1255     pkt->size   = buf_p - pkt->data;
1256     pkt->pts    =
1257     pkt->dts    = pict->pts;
1258     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY * f->key_frame;
1259     *got_packet = 1;
1260
1261     return 0;
1262 }
1263
1264 static av_cold int encode_close(AVCodecContext *avctx)
1265 {
1266     ff_ffv1_close(avctx);
1267     return 0;
1268 }
1269
1270 #define OFFSET(x) offsetof(FFV1Context, x)
1271 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1272 static const AVOption options[] = {
1273     { "slicecrc", "Protect slices with CRCs", OFFSET(ec), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
1274     { "coder", "Coder type", OFFSET(ac), AV_OPT_TYPE_INT,
1275             { .i64 = 0 }, -2, 2, VE, "coder" },
1276         { "rice", "Golomb rice", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
1277             { .i64 = AC_GOLOMB_RICE }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "coder" },
1278         { "range_def", "Range with default table", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
1279             { .i64 = AC_RANGE_DEFAULT_TAB_FORCE }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "coder" },
1280         { "range_tab", "Range with custom table", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
1281             { .i64 = AC_RANGE_CUSTOM_TAB }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "coder" },
1282         { "ac", "Range with custom table (the ac option exists for compatibility and is deprecated)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
1283             { .i64 = 1 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "coder" },
1284     { "context", "Context model", OFFSET(context_model), AV_OPT_TYPE_INT,
1285             { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
1286
1287     { NULL }
1288 };
1289
1290 static const AVClass ffv1_class = {
1291     .class_name = "ffv1 encoder",
1292     .item_name  = av_default_item_name,
1293     .option     = options,
1294     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1295 };
1296
1297 #if FF_API_CODER_TYPE
1298 static const AVCodecDefault ffv1_defaults[] = {
1299     { "coder", "-1" },
1300     { NULL },
1301 };
1302 #endif
1303
1304 AVCodec ff_ffv1_encoder = {
1305     .name           = "ffv1",
1306     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FFmpeg video codec #1"),
1307     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1308     .id             = AV_CODEC_ID_FFV1,
1309     .priv_data_size = sizeof(FFV1Context),
1310     .init           = encode_init,
1311     .encode2        = encode_frame,
1312     .close          = encode_close,
1313     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS | AV_CODEC_CAP_DELAY,
1314     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
1315         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUVA420P,  AV_PIX_FMT_YUVA422P,  AV_PIX_FMT_YUV444P,
1316         AV_PIX_FMT_YUVA444P,  AV_PIX_FMT_YUV440P,   AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV411P,
1317         AV_PIX_FMT_YUV410P,   AV_PIX_FMT_0RGB32,    AV_PIX_FMT_RGB32,     AV_PIX_FMT_YUV420P16,
1318         AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16, AV_PIX_FMT_YUV444P9,  AV_PIX_FMT_YUV422P9,
1319         AV_PIX_FMT_YUV420P9,  AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
1320         AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12,
1321         AV_PIX_FMT_YUVA444P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA420P16,
1322         AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA420P10,
1323         AV_PIX_FMT_YUVA444P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA420P9,
1324         AV_PIX_FMT_GRAY16,    AV_PIX_FMT_GRAY8,     AV_PIX_FMT_GBRP9,     AV_PIX_FMT_GBRP10,
1325         AV_PIX_FMT_GBRP12,    AV_PIX_FMT_GBRP14,
1326         AV_PIX_FMT_YA8,
1327         AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12,
1328         AV_PIX_FMT_GBRP16, AV_PIX_FMT_RGB48,
1329         AV_PIX_FMT_NONE
1330
1331     },
1332 #if FF_API_CODER_TYPE
1333     .defaults       = ffv1_defaults,
1334 #endif
1335     .priv_class     = &ffv1_class,
1336 };