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 #include "avcodec.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "put_bits.h"
  38 #include "rangecoder.h"
  39 #include "golomb.h"
  40 #include "mathops.h"
  41 #include "ffv1.h"
  42
  43 static const int8_t quant5_10bit[256] = {
  44      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,
  45      1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  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,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  48      2,  2,  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, -1,
  57     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -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, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0,
  60 };
  61
  62 static const int8_t quant5[256] = {
  63      0,  1,  1,  1,  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,  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, -1, -1, -1,
  79 };
  80
  81 static const int8_t quant9_10bit[256] = {
  82      0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  2,  2,  2,
  83      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,
  84      3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,
  85      3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
  86      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  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, -3, -3, -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, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  97     -2, -2, -2, -2, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -0, -0, -0, -0,
  98 };
  99
 100 static const int8_t quant11[256] = {
 101      0,  1,  2,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  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,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
 104      5,  5,  5,  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, -4, -4,
 115     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
 116     -4, -4, -4, -4, -4, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -1,
 117 };
 118
 119 static const uint8_t ver2_state[256] = {
 120       0,  10,  10,  10,  10,  16,  16,  16, 28,   16,  16,  29,  42,  49,  20,  49,
 121      59,  25,  26,  26,  27,  31,  33,  33, 33,   34,  34,  37,  67,  38,  39,  39,
 122      40,  40,  41,  79,  43,  44,  45,  45, 48,   48,  64,  50,  51,  52,  88,  52,
 123      53,  74,  55,  57,  58,  58,  74,  60, 101,  61,  62,  84,  66,  66,  68,  69,
 124      87,  82,  71,  97,  73,  73,  82,  75, 111,  77,  94,  78,  87,  81,  83,  97,
 125      85,  83,  94,  86,  99,  89,  90,  99, 111,  92,  93,  134, 95,  98,  105, 98,
 126     105, 110, 102, 108, 102, 118, 103, 106, 106, 113, 109, 112, 114, 112, 116, 125,
 127     115, 116, 117, 117, 126, 119, 125, 121, 121, 123, 145, 124, 126, 131, 127, 129,
 128     165, 130, 132, 138, 133, 135, 145, 136, 137, 139, 146, 141, 143, 142, 144, 148,
 129     147, 155, 151, 149, 151, 150, 152, 157, 153, 154, 156, 168, 158, 162, 161, 160,
 130     172, 163, 169, 164, 166, 184, 167, 170, 177, 174, 171, 173, 182, 176, 180, 178,
 131     175, 189, 179, 181, 186, 183, 192, 185, 200, 187, 191, 188, 190, 197, 193, 196,
 132     197, 194, 195, 196, 198, 202, 199, 201, 210, 203, 207, 204, 205, 206, 208, 214,
 133     209, 211, 221, 212, 213, 215, 224, 216, 217, 218, 219, 220, 222, 228, 223, 225,
 134     226, 224, 227, 229, 240, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 238, 239, 237, 242,
 135     241, 243, 242, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 252, 253, 254, 255,
 136 };
 137
 138 static void find_best_state(uint8_t best_state[256][256],
 139                             const uint8_t one_state[256])
 140 {
 141     int i, j, k, m;
 142     double l2tab[256];
 143
 144     for (i = 1; i < 256; i++)
 145         l2tab[i] = log2(i / 256.0);
 146
 147     for (i = 0; i < 256; i++) {
 148         double best_len[256];
 149         double p = i / 256.0;
 150
 151         for (j = 0; j < 256; j++)
 152             best_len[j] = 1 << 30;
 153
 154         for (j = FFMAX(i - 10, 1); j < FFMIN(i + 11, 256); j++) {
 155             double occ[256] = { 0 };
 156             double len      = 0;
 157             occ[j] = 1.0;
 158             for (k = 0; k < 256; k++) {
 159                 double newocc[256] = { 0 };
 160                 for (m = 1; m < 256; m++)
 161                     if (occ[m]) {
 162                         len -=occ[m]*(     p *l2tab[    m]
 163                                       + (1-p)*l2tab[256-m]);
 164                     }
 165                 if (len < best_len[k]) {
 166                     best_len[k]      = len;
 167                     best_state[i][k] = j;
 168                 }
 169                 for (m = 1; m < 256; m++)
 170                     if (occ[m]) {
 171                         newocc[      one_state[      m]] += occ[m] * p;
 172                         newocc[256 - one_state[256 - m]] += occ[m] * (1 - p);
 173                     }
 174                 memcpy(occ, newocc, sizeof(occ));
 175             }
 176         }
 177     }
 178 }
 179
 180 static av_always_inline av_flatten void put_symbol_inline(RangeCoder *c,
 181                                                           uint8_t *state, int v,
 182                                                           int is_signed,
 183                                                           uint64_t rc_stat[256][2],
 184                                                           uint64_t rc_stat2[32][2])
 185 {
 186     int i;
 187
 188 #define put_rac(C, S, B)                        \
 189     do {                                        \
 190         if (rc_stat) {                          \
 191             rc_stat[*(S)][B]++;                 \
 192             rc_stat2[(S) - state][B]++;         \
 193         }                                       \
 194         put_rac(C, S, B);                       \
 195     } while (0)
 196
 197     if (v) {
 198         const int a = FFABS(v);
 199         const int e = av_log2(a);
 200         put_rac(c, state + 0, 0);
 201         if (e <= 9) {
 202             for (i = 0; i < e; i++)
 203                 put_rac(c, state + 1 + i, 1);  // 1..10
 204             put_rac(c, state + 1 + i, 0);
 205
 206             for (i = e - 1; i >= 0; i--)
 207                 put_rac(c, state + 22 + i, (a >> i) & 1);  // 22..31
 208
 209             if (is_signed)
 210                 put_rac(c, state + 11 + e, v < 0);  // 11..21
 211         } else {
 212             for (i = 0; i < e; i++)
 213                 put_rac(c, state + 1 + FFMIN(i, 9), 1);  // 1..10
 214             put_rac(c, state + 1 + 9, 0);
 215
 216             for (i = e - 1; i >= 0; i--)
 217                 put_rac(c, state + 22 + FFMIN(i, 9), (a >> i) & 1);  // 22..31
 218
 219             if (is_signed)
 220                 put_rac(c, state + 11 + 10, v < 0);  // 11..21
 221         }
 222     } else {
 223         put_rac(c, state + 0, 1);
 224     }
 225 #undef put_rac
 226 }
 227
 228 static av_noinline void put_symbol(RangeCoder *c, uint8_t *state,
 229                                    int v, int is_signed)
 230 {
 231     put_symbol_inline(c, state, v, is_signed, NULL, NULL);
 232 }
 233
 234
 235 static inline void put_vlc_symbol(PutBitContext *pb, VlcState *const state,
 236                                   int v, int bits)
 237 {
 238     int i, k, code;
 239     v = fold(v - state->bias, bits);
 240
 241     i = state->count;
 242     k = 0;
 243     while (i < state->error_sum) { // FIXME: optimize
 244         k++;
 245         i += i;
 246     }
 247
 248     av_assert2(k <= 13);
 249
 250 #if 0 // JPEG LS
 251     if (k == 0 && 2 * state->drift <= -state->count)
 252         code = v ^ (-1);
 253     else
 254         code = v;
 255 #else
 256     code = v ^ ((2 * state->drift + state->count) >> 31);
 257 #endif
 258
 259     ff_dlog(NULL, "v:%d/%d bias:%d error:%d drift:%d count:%d k:%d\n", v, code,
 260             state->bias, state->error_sum, state->drift, state->count, k);
 261     set_sr_golomb(pb, code, k, 12, bits);
 262
 263     update_vlc_state(state, v);
 264 }
 265
 266 static av_always_inline int encode_line(FFV1Context *s, int w,
 267                                         int16_t *sample[3],
 268                                         int plane_index, int bits)
 269 {
 270     PlaneContext *const p = &s->plane[plane_index];
 271     RangeCoder *const c   = &s->c;
 272     int x;
 273     int run_index = s->run_index;
 274     int run_count = 0;
 275     int run_mode  = 0;
 276
 277     if (s->ac) {
 278         if (c->bytestream_end - c->bytestream < w * 35) {
 279             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
 280             return AVERROR_INVALIDDATA;
 281         }
 282     } else {
 283         if (s->pb.buf_end - s->pb.buf - (put_bits_count(&s->pb) >> 3) < w * 4) {
 284             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
 285             return AVERROR_INVALIDDATA;
 286         }
 287     }
 288
 289     if (s->slice_coding_mode == 1) {
 290         for (x = 0; x < w; x++) {
 291             int i;
 292             int v = sample[0][x];
 293             for (i = bits-1; i>=0; i--) {
 294                 uint8_t state = 128;
 295                 put_rac(c, &state, (v>>i) & 1);
 296             }
 297         }
 298         return 0;
 299     }
 300
 301     for (x = 0; x < w; x++) {
 302         int diff, context;
 303
 304         context = get_context(p, sample[0] + x, sample[1] + x, sample[2] + x);
 305         diff    = sample[0][x] - predict(sample[0] + x, sample[1] + x);
 306
 307         if (context < 0) {
 308             context = -context;
 309             diff    = -diff;
 310         }
 311
 312         diff = fold(diff, bits);
 313
 314         if (s->ac) {
 315             if (s->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1) {
 316                 put_symbol_inline(c, p->state[context], diff, 1, s->rc_stat,
 317                                   s->rc_stat2[p->quant_table_index][context]);
 318             } else {
 319                 put_symbol_inline(c, p->state[context], diff, 1, NULL, NULL);
 320             }
 321         } else {
 322             if (context == 0)
 323                 run_mode = 1;
 324
 325             if (run_mode) {
 326                 if (diff) {
 327                     while (run_count >= 1 << ff_log2_run[run_index]) {
 328                         run_count -= 1 << ff_log2_run[run_index];
 329                         run_index++;
 330                         put_bits(&s->pb, 1, 1);
 331                     }
 332
 333                     put_bits(&s->pb, 1 + ff_log2_run[run_index], run_count);
 334                     if (run_index)
 335                         run_index--;
 336                     run_count = 0;
 337                     run_mode  = 0;
 338                     if (diff > 0)
 339                         diff--;
 340                 } else {
 341                     run_count++;
 342                 }
 343             }
 344
 345             ff_dlog(s->avctx, "count:%d index:%d, mode:%d, x:%d pos:%d\n",
 346                     run_count, run_index, run_mode, x,
 347                     (int)put_bits_count(&s->pb));
 348
 349             if (run_mode == 0)
 350                 put_vlc_symbol(&s->pb, &p->vlc_state[context], diff, bits);
 351         }
 352     }
 353     if (run_mode) {
 354         while (run_count >= 1 << ff_log2_run[run_index]) {
 355             run_count -= 1 << ff_log2_run[run_index];
 356             run_index++;
 357             put_bits(&s->pb, 1, 1);
 358         }
 359
 360         if (run_count)
 361             put_bits(&s->pb, 1, 1);
 362     }
 363     s->run_index = run_index;
 364
 365     return 0;
 366 }
 367
 368 static int encode_plane(FFV1Context *s, uint8_t *src, int w, int h,
 369                          int stride, int plane_index)
 370 {
 371     int x, y, i, ret;
 372     const int ring_size = s->avctx->context_model ? 3 : 2;
 373     int16_t *sample[3];
 374     s->run_index = 0;
 375
 376     memset(s->sample_buffer, 0, ring_size * (w + 6) * sizeof(*s->sample_buffer));
 377
 378     for (y = 0; y < h; y++) {
 379         for (i = 0; i < ring_size; i++)
 380             sample[i] = s->sample_buffer + (w + 6) * ((h + i - y) % ring_size) + 3;
 381
 382         sample[0][-1]= sample[1][0  ];
 383         sample[1][ w]= sample[1][w-1];
 384 // { START_TIMER
 385         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 386             for (x = 0; x < w; x++)
 387                 sample[0][x] = src[x + stride * y];
 388             if((ret = encode_line(s, w, sample, plane_index, 8)) < 0)
 389                 return ret;
 390         } else {
 391             if (s->packed_at_lsb) {
 392                 for (x = 0; x < w; x++) {
 393                     sample[0][x] = ((uint16_t*)(src + stride*y))[x];
 394                 }
 395             } else {
 396                 for (x = 0; x < w; x++) {
 397                     sample[0][x] = ((uint16_t*)(src + stride*y))[x] >> (16 - s->bits_per_raw_sample);
 398                 }
 399             }
 400             if((ret = encode_line(s, w, sample, plane_index, s->bits_per_raw_sample)) < 0)
 401                 return ret;
 402         }
 403 // STOP_TIMER("encode line") }
 404     }
 405     return 0;
 406 }
 407
 408 static int encode_rgb_frame(FFV1Context *s, const uint8_t *src[3],
 409                              int w, int h, const int stride[3])
 410 {
 411     int x, y, p, i;
 412     const int ring_size = s->avctx->context_model ? 3 : 2;
 413     int16_t *sample[4][3];
 414     int lbd    = s->bits_per_raw_sample <= 8;
 415     int bits   = s->bits_per_raw_sample > 0 ? s->bits_per_raw_sample : 8;
 416     int offset = 1 << bits;
 417
 418     s->run_index = 0;
 419
 420     memset(s->sample_buffer, 0, ring_size * MAX_PLANES *
 421                                 (w + 6) * sizeof(*s->sample_buffer));
 422
 423     for (y = 0; y < h; y++) {
 424         for (i = 0; i < ring_size; i++)
 425             for (p = 0; p < MAX_PLANES; p++)
 426                 sample[p][i]= s->sample_buffer + p*ring_size*(w+6) + ((h+i-y)%ring_size)*(w+6) + 3;
 427
 428         for (x = 0; x < w; x++) {
 429             int b, g, r, av_uninit(a);
 430             if (lbd) {
 431                 unsigned v = *((const uint32_t*)(src[0] + x*4 + stride[0]*y));
 432                 b =  v        & 0xFF;
 433                 g = (v >>  8) & 0xFF;
 434                 r = (v >> 16) & 0xFF;
 435                 a =  v >> 24;
 436             } else {
 437                 b = *((const uint16_t *)(src[0] + x*2 + stride[0]*y));
 438                 g = *((const uint16_t *)(src[1] + x*2 + stride[1]*y));
 439                 r = *((const uint16_t *)(src[2] + x*2 + stride[2]*y));
 440             }
 441
 442             if (s->slice_coding_mode != 1) {
 443                 b -= g;
 444                 r -= g;
 445                 g += (b * s->slice_rct_by_coef + r * s->slice_rct_ry_coef) >> 2;
 446                 b += offset;
 447                 r += offset;
 448             }
 449
 450             sample[0][0][x] = g;
 451             sample[1][0][x] = b;
 452             sample[2][0][x] = r;
 453             sample[3][0][x] = a;
 454         }
 455         for (p = 0; p < 3 + s->transparency; p++) {
 456             int ret;
 457             sample[p][0][-1] = sample[p][1][0  ];
 458             sample[p][1][ w] = sample[p][1][w-1];
 459             if (lbd && s->slice_coding_mode == 0)
 460                 ret = encode_line(s, w, sample[p], (p + 1) / 2, 9);
 461             else
 462                 ret = encode_line(s, w, sample[p], (p + 1) / 2, bits + (s->slice_coding_mode != 1));
 463             if (ret < 0)
 464                 return ret;
 465         }
 466     }
 467     return 0;
 468 }
 469
 470 static void write_quant_table(RangeCoder *c, int16_t *quant_table)
 471 {
 472     int last = 0;
 473     int i;
 474     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 475     memset(state, 128, sizeof(state));
 476
 477     for (i = 1; i < 128; i++)
 478         if (quant_table[i] != quant_table[i - 1]) {
 479             put_symbol(c, state, i - last - 1, 0);
 480             last = i;
 481         }
 482     put_symbol(c, state, i - last - 1, 0);
 483 }
 484
 485 static void write_quant_tables(RangeCoder *c,
 486                                int16_t quant_table[MAX_CONTEXT_INPUTS][256])
 487 {
 488     int i;
 489     for (i = 0; i < 5; i++)
 490         write_quant_table(c, quant_table[i]);
 491 }
 492
 493 static void write_header(FFV1Context *f)
 494 {
 495     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 496     int i, j;
 497     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
 498
 499     memset(state, 128, sizeof(state));
 500
 501     if (f->version < 2) {
 502         put_symbol(c, state, f->version, 0);
 503         put_symbol(c, state, f->ac, 0);
 504         if (f->ac > 1) {
 505             for (i = 1; i < 256; i++)
 506                 put_symbol(c, state,
 507                            f->state_transition[i] - c->one_state[i], 1);
 508         }
 509         put_symbol(c, state, f->colorspace, 0); //YUV cs type
 510         if (f->version > 0)
 511             put_symbol(c, state, f->bits_per_raw_sample, 0);
 512         put_rac(c, state, f->chroma_planes);
 513         put_symbol(c, state, f->chroma_h_shift, 0);
 514         put_symbol(c, state, f->chroma_v_shift, 0);
 515         put_rac(c, state, f->transparency);
 516
 517         write_quant_tables(c, f->quant_table);
 518     } else if (f->version < 3) {
 519         put_symbol(c, state, f->slice_count, 0);
 520         for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
 521             FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
 522             put_symbol(c, state,
 523                        (fs->slice_x      + 1) * f->num_h_slices / f->width, 0);
 524             put_symbol(c, state,
 525                        (fs->slice_y      + 1) * f->num_v_slices / f->height, 0);
 526             put_symbol(c, state,
 527                        (fs->slice_width  + 1) * f->num_h_slices / f->width - 1,
 528                        0);
 529             put_symbol(c, state,
 530                        (fs->slice_height + 1) * f->num_v_slices / f->height - 1,
 531                        0);
 532             for (j = 0; j < f->plane_count; j++) {
 533                 put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
 534                 av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->avctx->context_model);
 535             }
 536         }
 537     }
 538 }
 539
 540 static int write_extradata(FFV1Context *f)
 541 {
 542     RangeCoder *const c = &f->c;
 543     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 544     int i, j, k;
 545     uint8_t state2[32][CONTEXT_SIZE];
 546     unsigned v;
 547
 548     memset(state2, 128, sizeof(state2));
 549     memset(state, 128, sizeof(state));
 550
 551     f->avctx->extradata_size = 10000 + 4 +
 552                                     (11 * 11 * 5 * 5 * 5 + 11 * 11 * 11) * 32;
 553     f->avctx->extradata = av_malloc(f->avctx->extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 554     if (!f->avctx->extradata)
 555         return AVERROR(ENOMEM);
 556     ff_init_range_encoder(c, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
 557     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
 558
 559     put_symbol(c, state, f->version, 0);
 560     if (f->version > 2) {
 561         if (f->version == 3) {
 562             f->micro_version = 4;
 563         } else if (f->version == 4)
 564             f->micro_version = 2;
 565         put_symbol(c, state, f->micro_version, 0);
 566     }
 567
 568     put_symbol(c, state, f->ac, 0);
 569     if (f->ac > 1)
 570         for (i = 1; i < 256; i++)
 571             put_symbol(c, state, f->state_transition[i] - c->one_state[i], 1);
 572
 573     put_symbol(c, state, f->colorspace, 0); // YUV cs type
 574     put_symbol(c, state, f->bits_per_raw_sample, 0);
 575     put_rac(c, state, f->chroma_planes);
 576     put_symbol(c, state, f->chroma_h_shift, 0);
 577     put_symbol(c, state, f->chroma_v_shift, 0);
 578     put_rac(c, state, f->transparency);
 579     put_symbol(c, state, f->num_h_slices - 1, 0);
 580     put_symbol(c, state, f->num_v_slices - 1, 0);
 581
 582     put_symbol(c, state, f->quant_table_count, 0);
 583     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
 584         write_quant_tables(c, f->quant_tables[i]);
 585
 586     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
 587         for (j = 0; j < f->context_count[i] * CONTEXT_SIZE; j++)
 588             if (f->initial_states[i] && f->initial_states[i][0][j] != 128)
 589                 break;
 590         if (j < f->context_count[i] * CONTEXT_SIZE) {
 591             put_rac(c, state, 1);
 592             for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
 593                 for (k = 0; k < CONTEXT_SIZE; k++) {
 594                     int pred = j ? f->initial_states[i][j - 1][k] : 128;
 595                     put_symbol(c, state2[k],
 596                                (int8_t)(f->initial_states[i][j][k] - pred), 1);
 597                 }
 598         } else {
 599             put_rac(c, state, 0);
 600         }
 601     }
 602
 603     if (f->version > 2) {
 604         put_symbol(c, state, f->ec, 0);
 605         put_symbol(c, state, f->intra = (f->avctx->gop_size < 2), 0);
 606     }
 607
 608     f->avctx->extradata_size = ff_rac_terminate(c);
 609     v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
 610     AV_WL32(f->avctx->extradata + f->avctx->extradata_size, v);
 611     f->avctx->extradata_size += 4;
 612
 613     return 0;
 614 }
 615
 616 static int sort_stt(FFV1Context *s, uint8_t stt[256])
 617 {
 618     int i, i2, changed, print = 0;
 619
 620     do {
 621         changed = 0;
 622         for (i = 12; i < 244; i++) {
 623             for (i2 = i + 1; i2 < 245 && i2 < i + 4; i2++) {
 624
 625 #define COST(old, new)                                      \
 626     s->rc_stat[old][0] * -log2((256 - (new)) / 256.0) +     \
 627     s->rc_stat[old][1] * -log2((new)         / 256.0)
 628
 629 #define COST2(old, new)                         \
 630     COST(old, new) + COST(256 - (old), 256 - (new))
 631
 632                 double size0 = COST2(i,  i) + COST2(i2, i2);
 633                 double sizeX = COST2(i, i2) + COST2(i2, i);
 634                 if (size0 - sizeX > size0*(1e-14) && i != 128 && i2 != 128) {
 635                     int j;
 636                     FFSWAP(int, stt[i], stt[i2]);
 637                     FFSWAP(int, s->rc_stat[i][0], s->rc_stat[i2][0]);
 638                     FFSWAP(int, s->rc_stat[i][1], s->rc_stat[i2][1]);
 639                     if (i != 256 - i2) {
 640                         FFSWAP(int, stt[256 - i], stt[256 - i2]);
 641                         FFSWAP(int, s->rc_stat[256 - i][0], s->rc_stat[256 - i2][0]);
 642                         FFSWAP(int, s->rc_stat[256 - i][1], s->rc_stat[256 - i2][1]);
 643                     }
 644                     for (j = 1; j < 256; j++) {
 645                         if (stt[j] == i)
 646                             stt[j] = i2;
 647                         else if (stt[j] == i2)
 648                             stt[j] = i;
 649                         if (i != 256 - i2) {
 650                             if (stt[256 - j] == 256 - i)
 651                                 stt[256 - j] = 256 - i2;
 652                             else if (stt[256 - j] == 256 - i2)
 653                                 stt[256 - j] = 256 - i;
 654                         }
 655                     }
 656                     print = changed = 1;
 657                 }
 658             }
 659         }
 660     } while (changed);
 661     return print;
 662 }
 663
 664 static av_cold int encode_init(AVCodecContext *avctx)
 665 {
 666     FFV1Context *s = avctx->priv_data;
 667     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
 668     int i, j, k, m, ret;
 669
 670     if ((ret = ff_ffv1_common_init(avctx)) < 0)
 671         return ret;
 672
 673     s->version = 0;
 674
 675     if ((avctx->flags & (AV_CODEC_FLAG_PASS1 | AV_CODEC_FLAG_PASS2)) ||
 676         avctx->slices > 1)
 677         s->version = FFMAX(s->version, 2);
 678
 679     // Unspecified level & slices, we choose version 1.2+ to ensure multithreaded decodability
 680     if (avctx->slices == 0 && avctx->level < 0 && avctx->width * avctx->height > 720*576)
 681         s->version = FFMAX(s->version, 2);
 682
 683     if (avctx->level <= 0 && s->version == 2) {
 684         s->version = 3;
 685     }
 686     if (avctx->level >= 0 && avctx->level <= 4)
 687         s->version = FFMAX(s->version, avctx->level);
 688
 689     if (s->ec < 0) {
 690         s->ec = (s->version >= 3);
 691     }
 692
 693     if ((s->version == 2 || s->version>3) && avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL) {
 694         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version 2 needed for requested features but version 2 is experimental and not enabled\n");
 695         return AVERROR_INVALIDDATA;
 696     }
 697
 698     s->ac = avctx->coder_type > 0 ? 2 : 0;
 699
 700     s->plane_count = 3;
 701     switch(avctx->pix_fmt) {
 702     case AV_PIX_FMT_YUV444P9:
 703     case AV_PIX_FMT_YUV422P9:
 704     case AV_PIX_FMT_YUV420P9:
 705     case AV_PIX_FMT_YUVA444P9:
 706     case AV_PIX_FMT_YUVA422P9:
 707     case AV_PIX_FMT_YUVA420P9:
 708         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 709             s->bits_per_raw_sample = 9;
 710     case AV_PIX_FMT_YUV444P10:
 711     case AV_PIX_FMT_YUV420P10:
 712     case AV_PIX_FMT_YUV422P10:
 713     case AV_PIX_FMT_YUVA444P10:
 714     case AV_PIX_FMT_YUVA422P10:
 715     case AV_PIX_FMT_YUVA420P10:
 716         s->packed_at_lsb = 1;
 717         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 718             s->bits_per_raw_sample = 10;
 719     case AV_PIX_FMT_GRAY16:
 720     case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
 721     case AV_PIX_FMT_YUV422P16:
 722     case AV_PIX_FMT_YUV420P16:
 723     case AV_PIX_FMT_YUVA444P16:
 724     case AV_PIX_FMT_YUVA422P16:
 725     case AV_PIX_FMT_YUVA420P16:
 726         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample) {
 727             s->bits_per_raw_sample = 16;
 728         } else if (!s->bits_per_raw_sample) {
 729             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
 730         }
 731         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 732             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample invalid\n");
 733             return AVERROR_INVALIDDATA;
 734         }
 735         if (!s->ac && avctx->coder_type == -1) {
 736             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "bits_per_raw_sample > 8, forcing coder 1\n");
 737             s->ac = 2;
 738         }
 739         if (!s->ac) {
 740             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample of more than 8 needs -coder 1 currently\n");
 741             return AVERROR(ENOSYS);
 742         }
 743         s->version = FFMAX(s->version, 1);
 744     case AV_PIX_FMT_GRAY8:
 745     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 746     case AV_PIX_FMT_YUV440P:
 747     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
 748     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 749     case AV_PIX_FMT_YUV411P:
 750     case AV_PIX_FMT_YUV410P:
 751     case AV_PIX_FMT_YUVA444P:
 752     case AV_PIX_FMT_YUVA422P:
 753     case AV_PIX_FMT_YUVA420P:
 754         s->chroma_planes = desc->nb_components < 3 ? 0 : 1;
 755         s->colorspace = 0;
 756         s->transparency = desc->nb_components == 4;
 757         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 758             s->bits_per_raw_sample = 8;
 759         else if (!s->bits_per_raw_sample)
 760             s->bits_per_raw_sample = 8;
 761         break;
 762     case AV_PIX_FMT_RGB32:
 763         s->colorspace = 1;
 764         s->transparency = 1;
 765         s->chroma_planes = 1;
 766         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 767             s->bits_per_raw_sample = 8;
 768         break;
 769     case AV_PIX_FMT_0RGB32:
 770         s->colorspace = 1;
 771         s->chroma_planes = 1;
 772         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 773             s->bits_per_raw_sample = 8;
 774         break;
 775     case AV_PIX_FMT_GBRP9:
 776         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 777             s->bits_per_raw_sample = 9;
 778     case AV_PIX_FMT_GBRP10:
 779         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 780             s->bits_per_raw_sample = 10;
 781     case AV_PIX_FMT_GBRP12:
 782         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 783             s->bits_per_raw_sample = 12;
 784     case AV_PIX_FMT_GBRP14:
 785         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 786             s->bits_per_raw_sample = 14;
 787         else if (!s->bits_per_raw_sample)
 788             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
 789         s->colorspace = 1;
 790         s->chroma_planes = 1;
 791         s->version = FFMAX(s->version, 1);
 792         if (!s->ac && avctx->coder_type == -1) {
 793             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "bits_per_raw_sample > 8, forcing coder 1\n");
 794             s->ac = 2;
 795         }
 796         if (!s->ac) {
 797             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample of more than 8 needs -coder 1 currently\n");
 798             return AVERROR(ENOSYS);
 799         }
 800         break;
 801     default:
 802         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
 803         return AVERROR(ENOSYS);
 804     }
 805     av_assert0(s->bits_per_raw_sample >= 8);
 806
 807     if (s->transparency) {
 808         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Storing alpha plane, this will require a recent FFV1 decoder to playback!\n");
 809     }
 810     if (avctx->context_model > 1U) {
 811         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid context model %d, valid values are 0 and 1\n", avctx->context_model);
 812         return AVERROR(EINVAL);
 813     }
 814
 815     if (s->ac > 1)
 816         for (i = 1; i < 256; i++)
 817             s->state_transition[i] = ver2_state[i];
 818
 819     for (i = 0; i < 256; i++) {
 820         s->quant_table_count = 2;
 821         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 822             s->quant_tables[0][0][i]=           quant11[i];
 823             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant11[i];
 824             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant11[i];
 825             s->quant_tables[1][0][i]=           quant11[i];
 826             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant11[i];
 827             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5 [i];
 828             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5 [i];
 829             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5 [i];
 830         } else {
 831             s->quant_tables[0][0][i]=           quant9_10bit[i];
 832             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
 833             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant9_10bit[i];
 834             s->quant_tables[1][0][i]=           quant9_10bit[i];
 835             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
 836             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5_10bit[i];
 837             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5_10bit[i];
 838             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5_10bit[i];
 839         }
 840     }
 841     s->context_count[0] = (11 * 11 * 11        + 1) / 2;
 842     s->context_count[1] = (11 * 11 * 5 * 5 * 5 + 1) / 2;
 843     memcpy(s->quant_table, s->quant_tables[avctx->context_model],
 844            sizeof(s->quant_table));
 845
 846     for (i = 0; i < s->plane_count; i++) {
 847         PlaneContext *const p = &s->plane[i];
 848
 849         memcpy(p->quant_table, s->quant_table, sizeof(p->quant_table));
 850         p->quant_table_index = avctx->context_model;
 851         p->context_count     = s->context_count[p->quant_table_index];
 852     }
 853
 854     if ((ret = ff_ffv1_allocate_initial_states(s)) < 0)
 855         return ret;
 856
 857 #if FF_API_CODED_FRAME
 858 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 859     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 860 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 861 #endif
 862
 863     if (!s->transparency)
 864         s->plane_count = 2;
 865     if (!s->chroma_planes && s->version > 3)
 866         s->plane_count--;
 867
 868     avcodec_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &s->chroma_h_shift, &s->chroma_v_shift);
 869     s->picture_number = 0;
 870
 871     if (avctx->flags & (AV_CODEC_FLAG_PASS1 | AV_CODEC_FLAG_PASS2)) {
 872         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
 873             s->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
 874                                         sizeof(*s->rc_stat2[i]));
 875             if (!s->rc_stat2[i])
 876                 return AVERROR(ENOMEM);
 877         }
 878     }
 879     if (avctx->stats_in) {
 880         char *p = avctx->stats_in;
 881         uint8_t (*best_state)[256] = av_malloc_array(256, 256);
 882         int gob_count = 0;
 883         char *next;
 884         if (!best_state)
 885             return AVERROR(ENOMEM);
 886
 887         av_assert0(s->version >= 2);
 888
 889         for (;;) {
 890             for (j = 0; j < 256; j++)
 891                 for (i = 0; i < 2; i++) {
 892                     s->rc_stat[j][i] = strtol(p, &next, 0);
 893                     if (next == p) {
 894                         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 895                                "2Pass file invalid at %d %d [%s]\n", j, i, p);
 896                         av_freep(&best_state);
 897                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 898                     }
 899                     p = next;
 900                 }
 901             for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
 902                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
 903                     for (k = 0; k < 32; k++)
 904                         for (m = 0; m < 2; m++) {
 905                             s->rc_stat2[i][j][k][m] = strtol(p, &next, 0);
 906                             if (next == p) {
 907                                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 908                                        "2Pass file invalid at %d %d %d %d [%s]\n",
 909                                        i, j, k, m, p);
 910                                 av_freep(&best_state);
 911                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 912                             }
 913                             p = next;
 914                         }
 915                 }
 916             gob_count = strtol(p, &next, 0);
 917             if (next == p || gob_count <= 0) {
 918                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "2Pass file invalid\n");
 919                 av_freep(&best_state);
 920                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 921             }
 922             p = next;
 923             while (*p == '\n' || *p == ' ')
 924                 p++;
 925             if (p[0] == 0)
 926                 break;
 927         }
 928         sort_stt(s, s->state_transition);
 929
 930         find_best_state(best_state, s->state_transition);
 931
 932         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
 933             for (k = 0; k < 32; k++) {
 934                 double a=0, b=0;
 935                 int jp = 0;
 936                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
 937                     double p = 128;
 938                     if (s->rc_stat2[i][j][k][0] + s->rc_stat2[i][j][k][1] > 200 && j || a+b > 200) {
 939                         if (a+b)
 940                             p = 256.0 * b / (a + b);
 941                         s->initial_states[i][jp][k] =
 942                             best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip_uint8((a + b) / gob_count)];
 943                         for(jp++; jp<j; jp++)
 944                             s->initial_states[i][jp][k] = s->initial_states[i][jp-1][k];
 945                         a=b=0;
 946                     }
 947                     a += s->rc_stat2[i][j][k][0];
 948                     b += s->rc_stat2[i][j][k][1];
 949                     if (a+b) {
 950                         p = 256.0 * b / (a + b);
 951                     }
 952                     s->initial_states[i][j][k] =
 953                         best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip_uint8((a + b) / gob_count)];
 954                 }
 955             }
 956         }
 957         av_freep(&best_state);
 958     }
 959
 960     if (s->version > 1) {
 961         s->num_v_slices = (avctx->width > 352 || avctx->height > 288 || !avctx->slices) ? 2 : 1;
 962         for (; s->num_v_slices < 9; s->num_v_slices++) {
 963             for (s->num_h_slices = s->num_v_slices; s->num_h_slices < 2*s->num_v_slices; s->num_h_slices++) {
 964                 if (avctx->slices == s->num_h_slices * s->num_v_slices && avctx->slices <= 64 || !avctx->slices)
 965                     goto slices_ok;
 966             }
 967         }
 968         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 969                "Unsupported number %d of slices requested, please specify a "
 970                "supported number with -slices (ex:4,6,9,12,16, ...)\n",
 971                avctx->slices);
 972         return AVERROR(ENOSYS);
 973 slices_ok:
 974         if ((ret = write_extradata(s)) < 0)
 975             return ret;
 976     }
 977
 978     if ((ret = ff_ffv1_init_slice_contexts(s)) < 0)
 979         return ret;
 980     if ((ret = ff_ffv1_init_slices_state(s)) < 0)
 981         return ret;
 982
 983 #define STATS_OUT_SIZE 1024 * 1024 * 6
 984     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1) {
 985         avctx->stats_out = av_mallocz(STATS_OUT_SIZE);
 986         if (!avctx->stats_out)
 987             return AVERROR(ENOMEM);
 988         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
 989             for (j = 0; j < s->slice_count; j++) {
 990                 FFV1Context *sf = s->slice_context[j];
 991                 av_assert0(!sf->rc_stat2[i]);
 992                 sf->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
 993                                              sizeof(*sf->rc_stat2[i]));
 994                 if (!sf->rc_stat2[i])
 995                     return AVERROR(ENOMEM);
 996             }
 997     }
 998
 999     return 0;
1000 }
1001
1002 static void encode_slice_header(FFV1Context *f, FFV1Context *fs)
1003 {
1004     RangeCoder *c = &fs->c;
1005     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
1006     int j;
1007     memset(state, 128, sizeof(state));
1008
1009     put_symbol(c, state, (fs->slice_x     +1)*f->num_h_slices / f->width   , 0);
1010     put_symbol(c, state, (fs->slice_y     +1)*f->num_v_slices / f->height  , 0);
1011     put_symbol(c, state, (fs->slice_width +1)*f->num_h_slices / f->width -1, 0);
1012     put_symbol(c, state, (fs->slice_height+1)*f->num_v_slices / f->height-1, 0);
1013     for (j=0; j<f->plane_count; j++) {
1014         put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
1015         av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->avctx->context_model);
1016     }
1017     if (!f->picture.f->interlaced_frame)
1018         put_symbol(c, state, 3, 0);
1019     else
1020         put_symbol(c, state, 1 + !f->picture.f->top_field_first, 0);
1021     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.num, 0);
1022     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.den, 0);
1023     if (f->version > 3) {
1024         put_rac(c, state, fs->slice_coding_mode == 1);
1025         if (fs->slice_coding_mode == 1)
1026             ff_ffv1_clear_slice_state(f, fs);
1027         put_symbol(c, state, fs->slice_coding_mode, 0);
1028         if (fs->slice_coding_mode != 1) {
1029             put_symbol(c, state, fs->slice_rct_by_coef, 0);
1030             put_symbol(c, state, fs->slice_rct_ry_coef, 0);
1031         }
1032     }
1033 }
1034
1035 static void choose_rct_params(FFV1Context *fs, const uint8_t *src[3], const int stride[3], int w, int h)
1036 {
1037 #define NB_Y_COEFF 15
1038     static const int rct_y_coeff[15][2] = {
1039         {0, 0}, //      4G
1040         {1, 1}, //  R + 2G + B
1041         {2, 2}, // 2R      + 2B
1042         {0, 2}, //      2G + 2B
1043         {2, 0}, // 2R + 2G
1044         {4, 0}, // 4R
1045         {0, 4}, //           4B
1046
1047         {0, 3}, //      1G + 3B
1048         {3, 0}, // 3R + 1G
1049         {3, 1}, // 3R      +  B
1050         {1, 3}, //  R      + 3B
1051         {1, 2}, //  R +  G + 2B
1052         {2, 1}, // 2R +  G +  B
1053         {0, 1}, //      3G +  B
1054         {1, 0}, //  R + 3G
1055     };
1056
1057     int stat[NB_Y_COEFF] = {0};
1058     int x, y, i, p, best;
1059     int16_t *sample[3];
1060     int lbd = fs->bits_per_raw_sample <= 8;
1061
1062     for (y = 0; y < h; y++) {
1063         int lastr=0, lastg=0, lastb=0;
1064         for (p = 0; p < 3; p++)
1065             sample[p] = fs->sample_buffer + p*w;
1066
1067         for (x = 0; x < w; x++) {
1068             int b, g, r;
1069             int ab, ag, ar;
1070             if (lbd) {
1071                 unsigned v = *((const uint32_t*)(src[0] + x*4 + stride[0]*y));
1072                 b =  v        & 0xFF;
1073                 g = (v >>  8) & 0xFF;
1074                 r = (v >> 16) & 0xFF;
1075             } else {
1076                 b = *((const uint16_t*)(src[0] + x*2 + stride[0]*y));
1077                 g = *((const uint16_t*)(src[1] + x*2 + stride[1]*y));
1078                 r = *((const uint16_t*)(src[2] + x*2 + stride[2]*y));
1079             }
1080
1081             ar = r - lastr;
1082             ag = g - lastg;
1083             ab = b - lastb;
1084             if (x && y) {
1085                 int bg = ag - sample[0][x];
1086                 int bb = ab - sample[1][x];
1087                 int br = ar - sample[2][x];
1088
1089                 br -= bg;
1090                 bb -= bg;
1091
1092                 for (i = 0; i<NB_Y_COEFF; i++) {
1093                     stat[i] += FFABS(bg + ((br*rct_y_coeff[i][0] + bb*rct_y_coeff[i][1])>>2));
1094                 }
1095
1096             }
1097             sample[0][x] = ag;
1098             sample[1][x] = ab;
1099             sample[2][x] = ar;
1100
1101             lastr = r;
1102             lastg = g;
1103             lastb = b;
1104         }
1105     }
1106
1107     best = 0;
1108     for (i=1; i<NB_Y_COEFF; i++) {
1109         if (stat[i] < stat[best])
1110             best = i;
1111     }
1112
1113     fs->slice_rct_by_coef = rct_y_coeff[best][1];
1114     fs->slice_rct_ry_coef = rct_y_coeff[best][0];
1115 }
1116
1117 static int encode_slice(AVCodecContext *c, void *arg)
1118 {
1119     FFV1Context *fs  = *(void **)arg;
1120     FFV1Context *f   = fs->avctx->priv_data;
1121     int width        = fs->slice_width;
1122     int height       = fs->slice_height;
1123     int x            = fs->slice_x;
1124     int y            = fs->slice_y;
1125     const AVFrame *const p = f->picture.f;
1126     const int ps     = av_pix_fmt_desc_get(c->pix_fmt)->comp[0].step_minus1 + 1;
1127     int ret;
1128     RangeCoder c_bak = fs->c;
1129     const uint8_t *planes[3] = {p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0],
1130                                 p->data[1] + ps*x + y*p->linesize[1],
1131                                 p->data[2] + ps*x + y*p->linesize[2]};
1132
1133     fs->slice_coding_mode = 0;
1134     if (f->version > 3) {
1135         choose_rct_params(fs, planes, p->linesize, width, height);
1136     } else {
1137         fs->slice_rct_by_coef = 1;
1138         fs->slice_rct_ry_coef = 1;
1139     }
1140
1141 retry:
1142     if (f->key_frame)
1143         ff_ffv1_clear_slice_state(f, fs);
1144     if (f->version > 2) {
1145         encode_slice_header(f, fs);
1146     }
1147     if (!fs->ac) {
1148         if (f->version > 2)
1149             put_rac(&fs->c, (uint8_t[]) { 129 }, 0);
1150         fs->ac_byte_count = f->version > 2 || (!x && !y) ? ff_rac_terminate(&fs->c) : 0;
1151         init_put_bits(&fs->pb,
1152                       fs->c.bytestream_start + fs->ac_byte_count,
1153                       fs->c.bytestream_end - fs->c.bytestream_start - fs->ac_byte_count);
1154     }
1155
1156     if (f->colorspace == 0) {
1157         const int chroma_width  = FF_CEIL_RSHIFT(width,  f->chroma_h_shift);
1158         const int chroma_height = FF_CEIL_RSHIFT(height, f->chroma_v_shift);
1159         const int cx            = x >> f->chroma_h_shift;
1160         const int cy            = y >> f->chroma_v_shift;
1161
1162         ret = encode_plane(fs, p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 0);
1163
1164         if (f->chroma_planes) {
1165             ret |= encode_plane(fs, p->data[1] + ps*cx+cy*p->linesize[1], chroma_width, chroma_height, p->linesize[1], 1);
1166             ret |= encode_plane(fs, p->data[2] + ps*cx+cy*p->linesize[2], chroma_width, chroma_height, p->linesize[2], 1);
1167         }
1168         if (fs->transparency)
1169             ret |= encode_plane(fs, p->data[3] + ps*x + y*p->linesize[3], width, height, p->linesize[3], 2);
1170     } else {
1171         ret = encode_rgb_frame(fs, planes, width, height, p->linesize);
1172     }
1173     emms_c();
1174
1175     if (ret < 0) {
1176         av_assert0(fs->slice_coding_mode == 0);
1177         if (fs->version < 4 || !fs->ac) {
1178             av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Buffer too small\n");
1179             return ret;
1180         }
1181         av_log(c, AV_LOG_DEBUG, "Coding slice as PCM\n");
1182         fs->slice_coding_mode = 1;
1183         fs->c = c_bak;
1184         goto retry;
1185     }
1186
1187     return 0;
1188 }
1189
1190 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1191                         const AVFrame *pict, int *got_packet)
1192 {
1193     FFV1Context *f      = avctx->priv_data;
1194     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
1195     AVFrame *const p    = f->picture.f;
1196     int used_count      = 0;
1197     uint8_t keystate    = 128;
1198     uint8_t *buf_p;
1199     int i, ret;
1200     int64_t maxsize =   AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE
1201                       + avctx->width*avctx->height*35LL*4;
1202
1203     if(!pict) {
1204         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1) {
1205             int j, k, m;
1206             char *p   = avctx->stats_out;
1207             char *end = p + STATS_OUT_SIZE;
1208
1209             memset(f->rc_stat, 0, sizeof(f->rc_stat));
1210             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
1211                 memset(f->rc_stat2[i], 0, f->context_count[i] * sizeof(*f->rc_stat2[i]));
1212
1213             for (j = 0; j < f->slice_count; j++) {
1214                 FFV1Context *fs = f->slice_context[j];
1215                 for (i = 0; i < 256; i++) {
1216                     f->rc_stat[i][0] += fs->rc_stat[i][0];
1217                     f->rc_stat[i][1] += fs->rc_stat[i][1];
1218                 }
1219                 for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1220                     for (k = 0; k < f->context_count[i]; k++)
1221                         for (m = 0; m < 32; m++) {
1222                             f->rc_stat2[i][k][m][0] += fs->rc_stat2[i][k][m][0];
1223                             f->rc_stat2[i][k][m][1] += fs->rc_stat2[i][k][m][1];
1224                         }
1225                 }
1226             }
1227
1228             for (j = 0; j < 256; j++) {
1229                 snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1230                         f->rc_stat[j][0], f->rc_stat[j][1]);
1231                 p += strlen(p);
1232             }
1233             snprintf(p, end - p, "\n");
1234
1235             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1236                 for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
1237                     for (m = 0; m < 32; m++) {
1238                         snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1239                                 f->rc_stat2[i][j][m][0], f->rc_stat2[i][j][m][1]);
1240                         p += strlen(p);
1241                     }
1242             }
1243             snprintf(p, end - p, "%d\n", f->gob_count);
1244         }
1245         return 0;
1246     }
1247
1248     if (f->version > 3)
1249         maxsize = AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE + avctx->width*avctx->height*3LL*4;
1250
1251     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, maxsize, 0)) < 0)
1252         return ret;
1253
1254     ff_init_range_encoder(c, pkt->data, pkt->size);
1255     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
1256
1257     av_frame_unref(p);
1258     if ((ret = av_frame_ref(p, pict)) < 0)
1259         return ret;
1260     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1261
1262     if (avctx->gop_size == 0 || f->picture_number % avctx->gop_size == 0) {
1263         put_rac(c, &keystate, 1);
1264         f->key_frame = 1;
1265         f->gob_count++;
1266         write_header(f);
1267     } else {
1268         put_rac(c, &keystate, 0);
1269         f->key_frame = 0;
1270     }
1271
1272     if (f->ac > 1) {
1273         int i;
1274         for (i = 1; i < 256; i++) {
1275             c->one_state[i]        = f->state_transition[i];
1276             c->zero_state[256 - i] = 256 - c->one_state[i];
1277         }
1278     }
1279
1280     for (i = 1; i < f->slice_count; i++) {
1281         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1282         uint8_t *start  = pkt->data + (pkt->size - used_count) * (int64_t)i / f->slice_count;
1283         int len         = pkt->size / f->slice_count;
1284         ff_init_range_encoder(&fs->c, start, len);
1285     }
1286     avctx->execute(avctx, encode_slice, &f->slice_context[0], NULL,
1287                    f->slice_count, sizeof(void *));
1288
1289     buf_p = pkt->data;
1290     for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
1291         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1292         int bytes;
1293
1294         if (fs->ac) {
1295             uint8_t state = 129;
1296             put_rac(&fs->c, &state, 0);
1297             bytes = ff_rac_terminate(&fs->c);
1298         } else {
1299             flush_put_bits(&fs->pb); // FIXME: nicer padding
1300             bytes = fs->ac_byte_count + (put_bits_count(&fs->pb) + 7) / 8;
1301         }
1302         if (i > 0 || f->version > 2) {
1303             av_assert0(bytes < pkt->size / f->slice_count);
1304             memmove(buf_p, fs->c.bytestream_start, bytes);
1305             av_assert0(bytes < (1 << 24));
1306             AV_WB24(buf_p + bytes, bytes);
1307             bytes += 3;
1308         }
1309         if (f->ec) {
1310             unsigned v;
1311             buf_p[bytes++] = 0;
1312             v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, buf_p, bytes);
1313             AV_WL32(buf_p + bytes, v);
1314             bytes += 4;
1315         }
1316         buf_p += bytes;
1317     }
1318
1319     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1)
1320         avctx->stats_out[0] = '\0';
1321
1322 #if FF_API_CODED_FRAME
1323 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1324     avctx->coded_frame->key_frame = f->key_frame;
1325 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1326 #endif
1327
1328     f->picture_number++;
1329     pkt->size   = buf_p - pkt->data;
1330     pkt->pts    =
1331     pkt->dts    = pict->pts;
1332     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY * f->key_frame;
1333     *got_packet = 1;
1334
1335     return 0;
1336 }
1337
1338 static av_cold int encode_close(AVCodecContext *avctx)
1339 {
1340     ff_ffv1_close(avctx);
1341     return 0;
1342 }
1343
1344 #define OFFSET(x) offsetof(FFV1Context, x)
1345 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1346 static const AVOption options[] = {
1347     { "slicecrc", "Protect slices with CRCs", OFFSET(ec), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
1348     { NULL }
1349 };
1350
1351 static const AVClass ffv1_class = {
1352     .class_name = "ffv1 encoder",
1353     .item_name  = av_default_item_name,
1354     .option     = options,
1355     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1356 };
1357
1358 static const AVCodecDefault ffv1_defaults[] = {
1359     { "coder", "-1" },
1360     { NULL },
1361 };
1362
1363 AVCodec ff_ffv1_encoder = {
1364     .name           = "ffv1",
1365     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FFmpeg video codec #1"),
1366     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1367     .id             = AV_CODEC_ID_FFV1,
1368     .priv_data_size = sizeof(FFV1Context),
1369     .init           = encode_init,
1370     .encode2        = encode_frame,
1371     .close          = encode_close,
1372     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS | AV_CODEC_CAP_DELAY,
1373     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
1374         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUVA420P,  AV_PIX_FMT_YUVA422P,  AV_PIX_FMT_YUV444P,
1375         AV_PIX_FMT_YUVA444P,  AV_PIX_FMT_YUV440P,   AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV411P,
1376         AV_PIX_FMT_YUV410P,   AV_PIX_FMT_0RGB32,    AV_PIX_FMT_RGB32,     AV_PIX_FMT_YUV420P16,
1377         AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16, AV_PIX_FMT_YUV444P9,  AV_PIX_FMT_YUV422P9,
1378         AV_PIX_FMT_YUV420P9,  AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
1379         AV_PIX_FMT_YUVA444P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA420P16,
1380         AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA420P10,
1381         AV_PIX_FMT_YUVA444P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA420P9,
1382         AV_PIX_FMT_GRAY16,    AV_PIX_FMT_GRAY8,     AV_PIX_FMT_GBRP9,     AV_PIX_FMT_GBRP10,
1383         AV_PIX_FMT_GBRP12,    AV_PIX_FMT_GBRP14,
1384         AV_PIX_FMT_NONE
1385
1386     },
1387     .defaults       = ffv1_defaults,
1388     .priv_class     = &ffv1_class,
1389 };