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     av_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 & 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             av_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 + FF_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 = ffv1_common_init(avctx)) < 0)
 671         return ret;
 672
 673     s->version = 0;
 674
 675     if ((avctx->flags & (CODEC_FLAG_PASS1|CODEC_FLAG_PASS2)) || avctx->slices>1)
 676         s->version = FFMAX(s->version, 2);
 677
 678     // Unspecified level & slices, we choose version 1.2+ to ensure multithreaded decodability
 679     if (avctx->slices == 0 && avctx->level < 0 && avctx->width * avctx->height > 720*576)
 680         s->version = FFMAX(s->version, 2);
 681
 682     if (avctx->level <= 0 && s->version == 2) {
 683         s->version = 3;
 684     }
 685     if (avctx->level >= 0 && avctx->level <= 4)
 686         s->version = FFMAX(s->version, avctx->level);
 687
 688     if (s->ec < 0) {
 689         s->ec = (s->version >= 3);
 690     }
 691
 692     if ((s->version == 2 || s->version>3) && avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL) {
 693         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version 2 needed for requested features but version 2 is experimental and not enabled\n");
 694         return AVERROR_INVALIDDATA;
 695     }
 696
 697     s->ac = avctx->coder_type > 0 ? 2 : 0;
 698
 699     s->plane_count = 3;
 700     switch(avctx->pix_fmt) {
 701     case AV_PIX_FMT_YUV444P9:
 702     case AV_PIX_FMT_YUV422P9:
 703     case AV_PIX_FMT_YUV420P9:
 704     case AV_PIX_FMT_YUVA444P9:
 705     case AV_PIX_FMT_YUVA422P9:
 706     case AV_PIX_FMT_YUVA420P9:
 707         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 708             s->bits_per_raw_sample = 9;
 709     case AV_PIX_FMT_YUV444P10:
 710     case AV_PIX_FMT_YUV420P10:
 711     case AV_PIX_FMT_YUV422P10:
 712     case AV_PIX_FMT_YUVA444P10:
 713     case AV_PIX_FMT_YUVA422P10:
 714     case AV_PIX_FMT_YUVA420P10:
 715         s->packed_at_lsb = 1;
 716         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 717             s->bits_per_raw_sample = 10;
 718     case AV_PIX_FMT_GRAY16:
 719     case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
 720     case AV_PIX_FMT_YUV422P16:
 721     case AV_PIX_FMT_YUV420P16:
 722     case AV_PIX_FMT_YUVA444P16:
 723     case AV_PIX_FMT_YUVA422P16:
 724     case AV_PIX_FMT_YUVA420P16:
 725         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample) {
 726             s->bits_per_raw_sample = 16;
 727         } else if (!s->bits_per_raw_sample) {
 728             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
 729         }
 730         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 731             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample invalid\n");
 732             return AVERROR_INVALIDDATA;
 733         }
 734         if (!s->ac && avctx->coder_type == -1) {
 735             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "bits_per_raw_sample > 8, forcing coder 1\n");
 736             s->ac = 2;
 737         }
 738         if (!s->ac) {
 739             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample of more than 8 needs -coder 1 currently\n");
 740             return AVERROR(ENOSYS);
 741         }
 742         s->version = FFMAX(s->version, 1);
 743     case AV_PIX_FMT_GRAY8:
 744     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 745     case AV_PIX_FMT_YUV440P:
 746     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
 747     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 748     case AV_PIX_FMT_YUV411P:
 749     case AV_PIX_FMT_YUV410P:
 750     case AV_PIX_FMT_YUVA444P:
 751     case AV_PIX_FMT_YUVA422P:
 752     case AV_PIX_FMT_YUVA420P:
 753         s->chroma_planes = desc->nb_components < 3 ? 0 : 1;
 754         s->colorspace = 0;
 755         s->transparency = desc->nb_components == 4;
 756         break;
 757     case AV_PIX_FMT_RGB32:
 758         s->colorspace = 1;
 759         s->transparency = 1;
 760         s->chroma_planes = 1;
 761         break;
 762     case AV_PIX_FMT_0RGB32:
 763         s->colorspace = 1;
 764         s->chroma_planes = 1;
 765         break;
 766     case AV_PIX_FMT_GBRP9:
 767         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 768             s->bits_per_raw_sample = 9;
 769     case AV_PIX_FMT_GBRP10:
 770         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 771             s->bits_per_raw_sample = 10;
 772     case AV_PIX_FMT_GBRP12:
 773         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 774             s->bits_per_raw_sample = 12;
 775     case AV_PIX_FMT_GBRP14:
 776         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 777             s->bits_per_raw_sample = 14;
 778         else if (!s->bits_per_raw_sample)
 779             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
 780         s->colorspace = 1;
 781         s->chroma_planes = 1;
 782         s->version = FFMAX(s->version, 1);
 783         if (!s->ac) {
 784             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample of more than 8 needs -coder 1 currently\n");
 785             return AVERROR(ENOSYS);
 786         }
 787         break;
 788     default:
 789         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
 790         return AVERROR(ENOSYS);
 791     }
 792     if (s->transparency) {
 793         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Storing alpha plane, this will require a recent FFV1 decoder to playback!\n");
 794     }
 795     if (avctx->context_model > 1U) {
 796         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid context model %d, valid values are 0 and 1\n", avctx->context_model);
 797         return AVERROR(EINVAL);
 798     }
 799
 800     if (s->ac > 1)
 801         for (i = 1; i < 256; i++)
 802             s->state_transition[i] = ver2_state[i];
 803
 804     for (i = 0; i < 256; i++) {
 805         s->quant_table_count = 2;
 806         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 807             s->quant_tables[0][0][i]=           quant11[i];
 808             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant11[i];
 809             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant11[i];
 810             s->quant_tables[1][0][i]=           quant11[i];
 811             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant11[i];
 812             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5 [i];
 813             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5 [i];
 814             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5 [i];
 815         } else {
 816             s->quant_tables[0][0][i]=           quant9_10bit[i];
 817             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
 818             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant9_10bit[i];
 819             s->quant_tables[1][0][i]=           quant9_10bit[i];
 820             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
 821             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5_10bit[i];
 822             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5_10bit[i];
 823             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5_10bit[i];
 824         }
 825     }
 826     s->context_count[0] = (11 * 11 * 11        + 1) / 2;
 827     s->context_count[1] = (11 * 11 * 5 * 5 * 5 + 1) / 2;
 828     memcpy(s->quant_table, s->quant_tables[avctx->context_model],
 829            sizeof(s->quant_table));
 830
 831     for (i = 0; i < s->plane_count; i++) {
 832         PlaneContext *const p = &s->plane[i];
 833
 834         memcpy(p->quant_table, s->quant_table, sizeof(p->quant_table));
 835         p->quant_table_index = avctx->context_model;
 836         p->context_count     = s->context_count[p->quant_table_index];
 837     }
 838
 839     if ((ret = ffv1_allocate_initial_states(s)) < 0)
 840         return ret;
 841
 842     avctx->coded_frame = av_frame_alloc();
 843     if (!avctx->coded_frame)
 844         return AVERROR(ENOMEM);
 845
 846     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 847
 848     if (!s->transparency)
 849         s->plane_count = 2;
 850     if (!s->chroma_planes && s->version > 3)
 851         s->plane_count--;
 852
 853     avcodec_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &s->chroma_h_shift, &s->chroma_v_shift);
 854     s->picture_number = 0;
 855
 856     if (avctx->flags & (CODEC_FLAG_PASS1 | CODEC_FLAG_PASS2)) {
 857         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
 858             s->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
 859                                         sizeof(*s->rc_stat2[i]));
 860             if (!s->rc_stat2[i])
 861                 return AVERROR(ENOMEM);
 862         }
 863     }
 864     if (avctx->stats_in) {
 865         char *p = avctx->stats_in;
 866         uint8_t (*best_state)[256] = av_malloc_array(256, 256);
 867         int gob_count = 0;
 868         char *next;
 869         if (!best_state)
 870             return AVERROR(ENOMEM);
 871
 872         av_assert0(s->version >= 2);
 873
 874         for (;;) {
 875             for (j = 0; j < 256; j++)
 876                 for (i = 0; i < 2; i++) {
 877                     s->rc_stat[j][i] = strtol(p, &next, 0);
 878                     if (next == p) {
 879                         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 880                                "2Pass file invalid at %d %d [%s]\n", j, i, p);
 881                         av_freep(&best_state);
 882                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 883                     }
 884                     p = next;
 885                 }
 886             for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
 887                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
 888                     for (k = 0; k < 32; k++)
 889                         for (m = 0; m < 2; m++) {
 890                             s->rc_stat2[i][j][k][m] = strtol(p, &next, 0);
 891                             if (next == p) {
 892                                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 893                                        "2Pass file invalid at %d %d %d %d [%s]\n",
 894                                        i, j, k, m, p);
 895                                 av_freep(&best_state);
 896                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 897                             }
 898                             p = next;
 899                         }
 900                 }
 901             gob_count = strtol(p, &next, 0);
 902             if (next == p || gob_count <= 0) {
 903                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "2Pass file invalid\n");
 904                 av_freep(&best_state);
 905                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 906             }
 907             p = next;
 908             while (*p == '\n' || *p == ' ')
 909                 p++;
 910             if (p[0] == 0)
 911                 break;
 912         }
 913         sort_stt(s, s->state_transition);
 914
 915         find_best_state(best_state, s->state_transition);
 916
 917         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
 918             for (k = 0; k < 32; k++) {
 919                 double a=0, b=0;
 920                 int jp = 0;
 921                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
 922                     double p = 128;
 923                     if (s->rc_stat2[i][j][k][0] + s->rc_stat2[i][j][k][1] > 200 && j || a+b > 200) {
 924                         if (a+b)
 925                             p = 256.0 * b / (a + b);
 926                         s->initial_states[i][jp][k] =
 927                             best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip((a + b) / gob_count, 0, 255)];
 928                         for(jp++; jp<j; jp++)
 929                             s->initial_states[i][jp][k] = s->initial_states[i][jp-1][k];
 930                         a=b=0;
 931                     }
 932                     a += s->rc_stat2[i][j][k][0];
 933                     b += s->rc_stat2[i][j][k][1];
 934                     if (a+b) {
 935                         p = 256.0 * b / (a + b);
 936                     }
 937                     s->initial_states[i][j][k] =
 938                         best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip((a + b) / gob_count, 0, 255)];
 939                 }
 940             }
 941         }
 942         av_freep(&best_state);
 943     }
 944
 945     if (s->version > 1) {
 946         s->num_v_slices = (avctx->width > 352 || avctx->height > 288 || !avctx->slices) ? 2 : 1;
 947         for (; s->num_v_slices < 9; s->num_v_slices++) {
 948             for (s->num_h_slices = s->num_v_slices; s->num_h_slices < 2*s->num_v_slices; s->num_h_slices++) {
 949                 if (avctx->slices == s->num_h_slices * s->num_v_slices && avctx->slices <= 64 || !avctx->slices)
 950                     goto slices_ok;
 951             }
 952         }
 953         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 954                "Unsupported number %d of slices requested, please specify a "
 955                "supported number with -slices (ex:4,6,9,12,16, ...)\n",
 956                avctx->slices);
 957         return AVERROR(ENOSYS);
 958 slices_ok:
 959         if ((ret = write_extradata(s)) < 0)
 960             return ret;
 961     }
 962
 963     if ((ret = ffv1_init_slice_contexts(s)) < 0)
 964         return ret;
 965     if ((ret = ffv1_init_slices_state(s)) < 0)
 966         return ret;
 967
 968 #define STATS_OUT_SIZE 1024 * 1024 * 6
 969     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1) {
 970         avctx->stats_out = av_mallocz(STATS_OUT_SIZE);
 971         if (!avctx->stats_out)
 972             return AVERROR(ENOMEM);
 973         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
 974             for (j = 0; j < s->slice_count; j++) {
 975                 FFV1Context *sf = s->slice_context[j];
 976                 av_assert0(!sf->rc_stat2[i]);
 977                 sf->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
 978                                              sizeof(*sf->rc_stat2[i]));
 979                 if (!sf->rc_stat2[i])
 980                     return AVERROR(ENOMEM);
 981             }
 982     }
 983
 984     return 0;
 985 }
 986
 987 static void encode_slice_header(FFV1Context *f, FFV1Context *fs)
 988 {
 989     RangeCoder *c = &fs->c;
 990     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 991     int j;
 992     memset(state, 128, sizeof(state));
 993
 994     put_symbol(c, state, (fs->slice_x     +1)*f->num_h_slices / f->width   , 0);
 995     put_symbol(c, state, (fs->slice_y     +1)*f->num_v_slices / f->height  , 0);
 996     put_symbol(c, state, (fs->slice_width +1)*f->num_h_slices / f->width -1, 0);
 997     put_symbol(c, state, (fs->slice_height+1)*f->num_v_slices / f->height-1, 0);
 998     for (j=0; j<f->plane_count; j++) {
 999         put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
1000         av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->avctx->context_model);
1001     }
1002     if (!f->picture.f->interlaced_frame)
1003         put_symbol(c, state, 3, 0);
1004     else
1005         put_symbol(c, state, 1 + !f->picture.f->top_field_first, 0);
1006     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.num, 0);
1007     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.den, 0);
1008     if (f->version > 3) {
1009         put_rac(c, state, fs->slice_coding_mode == 1);
1010         if (fs->slice_coding_mode == 1)
1011             ffv1_clear_slice_state(f, fs);
1012         put_symbol(c, state, fs->slice_coding_mode, 0);
1013         if (fs->slice_coding_mode != 1) {
1014             put_symbol(c, state, fs->slice_rct_by_coef, 0);
1015             put_symbol(c, state, fs->slice_rct_ry_coef, 0);
1016         }
1017     }
1018 }
1019
1020 static void choose_rct_params(FFV1Context *fs, const uint8_t *src[3], const int stride[3], int w, int h)
1021 {
1022 #define NB_Y_COEFF 15
1023     static const int rct_y_coeff[15][2] = {
1024         {0, 0}, //      4G
1025         {1, 1}, //  R + 2G + B
1026         {2, 2}, // 2R      + 2B
1027         {0, 2}, //      2G + 2B
1028         {2, 0}, // 2R + 2G
1029         {4, 0}, // 4R
1030         {0, 4}, //           4B
1031
1032         {0, 3}, //      1G + 3B
1033         {3, 0}, // 3R + 1G
1034         {3, 1}, // 3R      +  B
1035         {1, 3}, //  R      + 3B
1036         {1, 2}, //  R +  G + 2B
1037         {2, 1}, // 2R +  G +  B
1038         {0, 1}, //      3G +  B
1039         {1, 0}, //  R + 3G
1040     };
1041
1042     int stat[NB_Y_COEFF] = {0};
1043     int x, y, i, p, best;
1044     int16_t *sample[3];
1045     int lbd = fs->bits_per_raw_sample <= 8;
1046
1047     for (y = 0; y < h; y++) {
1048         int lastr=0, lastg=0, lastb=0;
1049         for (p = 0; p < 3; p++)
1050             sample[p] = fs->sample_buffer + p*w;
1051
1052         for (x = 0; x < w; x++) {
1053             int b, g, r;
1054             int ab, ag, ar;
1055             if (lbd) {
1056                 unsigned v = *((const uint32_t*)(src[0] + x*4 + stride[0]*y));
1057                 b =  v        & 0xFF;
1058                 g = (v >>  8) & 0xFF;
1059                 r = (v >> 16) & 0xFF;
1060             } else {
1061                 b = *((const uint16_t*)(src[0] + x*2 + stride[0]*y));
1062                 g = *((const uint16_t*)(src[1] + x*2 + stride[1]*y));
1063                 r = *((const uint16_t*)(src[2] + x*2 + stride[2]*y));
1064             }
1065
1066             ar = r - lastr;
1067             ag = g - lastg;
1068             ab = b - lastb;
1069             if (x && y) {
1070                 int bg = ag - sample[0][x];
1071                 int bb = ab - sample[1][x];
1072                 int br = ar - sample[2][x];
1073
1074                 br -= bg;
1075                 bb -= bg;
1076
1077                 for (i = 0; i<NB_Y_COEFF; i++) {
1078                     stat[i] += FFABS(bg + ((br*rct_y_coeff[i][0] + bb*rct_y_coeff[i][1])>>2));
1079                 }
1080
1081             }
1082             sample[0][x] = ag;
1083             sample[1][x] = ab;
1084             sample[2][x] = ar;
1085
1086             lastr = r;
1087             lastg = g;
1088             lastb = b;
1089         }
1090     }
1091
1092     best = 0;
1093     for (i=1; i<NB_Y_COEFF; i++) {
1094         if (stat[i] < stat[best])
1095             best = i;
1096     }
1097
1098     fs->slice_rct_by_coef = rct_y_coeff[best][1];
1099     fs->slice_rct_ry_coef = rct_y_coeff[best][0];
1100 }
1101
1102 static int encode_slice(AVCodecContext *c, void *arg)
1103 {
1104     FFV1Context *fs  = *(void **)arg;
1105     FFV1Context *f   = fs->avctx->priv_data;
1106     int width        = fs->slice_width;
1107     int height       = fs->slice_height;
1108     int x            = fs->slice_x;
1109     int y            = fs->slice_y;
1110     const AVFrame *const p = f->picture.f;
1111     const int ps     = av_pix_fmt_desc_get(c->pix_fmt)->comp[0].step_minus1 + 1;
1112     int ret;
1113     RangeCoder c_bak = fs->c;
1114     const uint8_t *planes[3] = {p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0],
1115                                 p->data[1] + ps*x + y*p->linesize[1],
1116                                 p->data[2] + ps*x + y*p->linesize[2]};
1117
1118     fs->slice_coding_mode = 0;
1119     if (f->version > 3) {
1120         choose_rct_params(fs, planes, p->linesize, width, height);
1121     } else {
1122         fs->slice_rct_by_coef = 1;
1123         fs->slice_rct_ry_coef = 1;
1124     }
1125
1126 retry:
1127     if (c->coded_frame->key_frame)
1128         ffv1_clear_slice_state(f, fs);
1129     if (f->version > 2) {
1130         encode_slice_header(f, fs);
1131     }
1132     if (!fs->ac) {
1133         if (f->version > 2)
1134             put_rac(&fs->c, (uint8_t[]) { 129 }, 0);
1135         fs->ac_byte_count = f->version > 2 || (!x && !y) ? ff_rac_terminate(&fs->c) : 0;
1136         init_put_bits(&fs->pb,
1137                       fs->c.bytestream_start + fs->ac_byte_count,
1138                       fs->c.bytestream_end - fs->c.bytestream_start - fs->ac_byte_count);
1139     }
1140
1141     if (f->colorspace == 0) {
1142         const int chroma_width  = FF_CEIL_RSHIFT(width,  f->chroma_h_shift);
1143         const int chroma_height = FF_CEIL_RSHIFT(height, f->chroma_v_shift);
1144         const int cx            = x >> f->chroma_h_shift;
1145         const int cy            = y >> f->chroma_v_shift;
1146
1147         ret = encode_plane(fs, p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 0);
1148
1149         if (f->chroma_planes) {
1150             ret |= encode_plane(fs, p->data[1] + ps*cx+cy*p->linesize[1], chroma_width, chroma_height, p->linesize[1], 1);
1151             ret |= encode_plane(fs, p->data[2] + ps*cx+cy*p->linesize[2], chroma_width, chroma_height, p->linesize[2], 1);
1152         }
1153         if (fs->transparency)
1154             ret |= encode_plane(fs, p->data[3] + ps*x + y*p->linesize[3], width, height, p->linesize[3], 2);
1155     } else {
1156         ret = encode_rgb_frame(fs, planes, width, height, p->linesize);
1157     }
1158     emms_c();
1159
1160     if (ret < 0) {
1161         av_assert0(fs->slice_coding_mode == 0);
1162         if (fs->version < 4 || !fs->ac) {
1163             av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Buffer too small\n");
1164             return ret;
1165         }
1166         av_log(c, AV_LOG_DEBUG, "Coding slice as PCM\n");
1167         fs->slice_coding_mode = 1;
1168         fs->c = c_bak;
1169         goto retry;
1170     }
1171
1172     return 0;
1173 }
1174
1175 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1176                         const AVFrame *pict, int *got_packet)
1177 {
1178     FFV1Context *f      = avctx->priv_data;
1179     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
1180     AVFrame *const p    = f->picture.f;
1181     int used_count      = 0;
1182     uint8_t keystate    = 128;
1183     uint8_t *buf_p;
1184     int i, ret;
1185     int64_t maxsize =   FF_MIN_BUFFER_SIZE
1186                       + avctx->width*avctx->height*35LL*4;
1187
1188     if(!pict) {
1189         if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1) {
1190             int j, k, m;
1191             char *p   = avctx->stats_out;
1192             char *end = p + STATS_OUT_SIZE;
1193
1194             memset(f->rc_stat, 0, sizeof(f->rc_stat));
1195             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
1196                 memset(f->rc_stat2[i], 0, f->context_count[i] * sizeof(*f->rc_stat2[i]));
1197
1198             for (j = 0; j < f->slice_count; j++) {
1199                 FFV1Context *fs = f->slice_context[j];
1200                 for (i = 0; i < 256; i++) {
1201                     f->rc_stat[i][0] += fs->rc_stat[i][0];
1202                     f->rc_stat[i][1] += fs->rc_stat[i][1];
1203                 }
1204                 for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1205                     for (k = 0; k < f->context_count[i]; k++)
1206                         for (m = 0; m < 32; m++) {
1207                             f->rc_stat2[i][k][m][0] += fs->rc_stat2[i][k][m][0];
1208                             f->rc_stat2[i][k][m][1] += fs->rc_stat2[i][k][m][1];
1209                         }
1210                 }
1211             }
1212
1213             for (j = 0; j < 256; j++) {
1214                 snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1215                         f->rc_stat[j][0], f->rc_stat[j][1]);
1216                 p += strlen(p);
1217             }
1218             snprintf(p, end - p, "\n");
1219
1220             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1221                 for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
1222                     for (m = 0; m < 32; m++) {
1223                         snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1224                                 f->rc_stat2[i][j][m][0], f->rc_stat2[i][j][m][1]);
1225                         p += strlen(p);
1226                     }
1227             }
1228             snprintf(p, end - p, "%d\n", f->gob_count);
1229         }
1230         return 0;
1231     }
1232
1233     if (f->version > 3)
1234         maxsize = FF_MIN_BUFFER_SIZE + avctx->width*avctx->height*3LL*4;
1235
1236     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, maxsize)) < 0)
1237         return ret;
1238
1239     ff_init_range_encoder(c, pkt->data, pkt->size);
1240     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
1241
1242     av_frame_unref(p);
1243     if ((ret = av_frame_ref(p, pict)) < 0)
1244         return ret;
1245     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1246
1247     if (avctx->gop_size == 0 || f->picture_number % avctx->gop_size == 0) {
1248         put_rac(c, &keystate, 1);
1249         avctx->coded_frame->key_frame = 1;
1250         f->gob_count++;
1251         write_header(f);
1252     } else {
1253         put_rac(c, &keystate, 0);
1254         avctx->coded_frame->key_frame = 0;
1255     }
1256
1257     if (f->ac > 1) {
1258         int i;
1259         for (i = 1; i < 256; i++) {
1260             c->one_state[i]        = f->state_transition[i];
1261             c->zero_state[256 - i] = 256 - c->one_state[i];
1262         }
1263     }
1264
1265     for (i = 1; i < f->slice_count; i++) {
1266         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1267         uint8_t *start  = pkt->data + (pkt->size - used_count) * (int64_t)i / f->slice_count;
1268         int len         = pkt->size / f->slice_count;
1269         ff_init_range_encoder(&fs->c, start, len);
1270     }
1271     avctx->execute(avctx, encode_slice, &f->slice_context[0], NULL,
1272                    f->slice_count, sizeof(void *));
1273
1274     buf_p = pkt->data;
1275     for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
1276         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1277         int bytes;
1278
1279         if (fs->ac) {
1280             uint8_t state = 129;
1281             put_rac(&fs->c, &state, 0);
1282             bytes = ff_rac_terminate(&fs->c);
1283         } else {
1284             flush_put_bits(&fs->pb); // FIXME: nicer padding
1285             bytes = fs->ac_byte_count + (put_bits_count(&fs->pb) + 7) / 8;
1286         }
1287         if (i > 0 || f->version > 2) {
1288             av_assert0(bytes < pkt->size / f->slice_count);
1289             memmove(buf_p, fs->c.bytestream_start, bytes);
1290             av_assert0(bytes < (1 << 24));
1291             AV_WB24(buf_p + bytes, bytes);
1292             bytes += 3;
1293         }
1294         if (f->ec) {
1295             unsigned v;
1296             buf_p[bytes++] = 0;
1297             v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, buf_p, bytes);
1298             AV_WL32(buf_p + bytes, v);
1299             bytes += 4;
1300         }
1301         buf_p += bytes;
1302     }
1303
1304     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1)
1305         avctx->stats_out[0] = '\0';
1306
1307     f->picture_number++;
1308     pkt->size   = buf_p - pkt->data;
1309     pkt->pts    =
1310     pkt->dts    = pict->pts;
1311     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY * avctx->coded_frame->key_frame;
1312     *got_packet = 1;
1313
1314     return 0;
1315 }
1316
1317 static av_cold int encode_close(AVCodecContext *avctx)
1318 {
1319     av_frame_free(&avctx->coded_frame);
1320     ffv1_close(avctx);
1321     return 0;
1322 }
1323
1324 #define OFFSET(x) offsetof(FFV1Context, x)
1325 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1326 static const AVOption options[] = {
1327     { "slicecrc", "Protect slices with CRCs", OFFSET(ec), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
1328     { NULL }
1329 };
1330
1331 static const AVClass ffv1_class = {
1332     .class_name = "ffv1 encoder",
1333     .item_name  = av_default_item_name,
1334     .option     = options,
1335     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1336 };
1337
1338 static const AVCodecDefault ffv1_defaults[] = {
1339     { "coder", "-1" },
1340     { NULL },
1341 };
1342
1343 AVCodec ff_ffv1_encoder = {
1344     .name           = "ffv1",
1345     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FFmpeg video codec #1"),
1346     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1347     .id             = AV_CODEC_ID_FFV1,
1348     .priv_data_size = sizeof(FFV1Context),
1349     .init           = encode_init,
1350     .encode2        = encode_frame,
1351     .close          = encode_close,
1352     .capabilities   = CODEC_CAP_SLICE_THREADS | CODEC_CAP_DELAY,
1353     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
1354         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUVA420P,  AV_PIX_FMT_YUVA422P,  AV_PIX_FMT_YUV444P,
1355         AV_PIX_FMT_YUVA444P,  AV_PIX_FMT_YUV440P,   AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV411P,
1356         AV_PIX_FMT_YUV410P,   AV_PIX_FMT_0RGB32,    AV_PIX_FMT_RGB32,     AV_PIX_FMT_YUV420P16,
1357         AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16, AV_PIX_FMT_YUV444P9,  AV_PIX_FMT_YUV422P9,
1358         AV_PIX_FMT_YUV420P9,  AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
1359         AV_PIX_FMT_YUVA444P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA420P16,
1360         AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA420P10,
1361         AV_PIX_FMT_YUVA444P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA420P9,
1362         AV_PIX_FMT_GRAY16,    AV_PIX_FMT_GRAY8,     AV_PIX_FMT_GBRP9,     AV_PIX_FMT_GBRP10,
1363         AV_PIX_FMT_GBRP12,    AV_PIX_FMT_GBRP14,
1364         AV_PIX_FMT_NONE
1365
1366     },
1367     .defaults       = ffv1_defaults,
1368     .priv_class     = &ffv1_class,
1369 };