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 & 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 + 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         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 757             s->bits_per_raw_sample = 8;
 758         else if (!s->bits_per_raw_sample)
 759             s->bits_per_raw_sample = 8;
 760         break;
 761     case AV_PIX_FMT_RGB32:
 762         s->colorspace = 1;
 763         s->transparency = 1;
 764         s->chroma_planes = 1;
 765         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 766             s->bits_per_raw_sample = 8;
 767         break;
 768     case AV_PIX_FMT_0RGB32:
 769         s->colorspace = 1;
 770         s->chroma_planes = 1;
 771         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 772             s->bits_per_raw_sample = 8;
 773         break;
 774     case AV_PIX_FMT_GBRP9:
 775         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 776             s->bits_per_raw_sample = 9;
 777     case AV_PIX_FMT_GBRP10:
 778         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 779             s->bits_per_raw_sample = 10;
 780     case AV_PIX_FMT_GBRP12:
 781         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 782             s->bits_per_raw_sample = 12;
 783     case AV_PIX_FMT_GBRP14:
 784         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 785             s->bits_per_raw_sample = 14;
 786         else if (!s->bits_per_raw_sample)
 787             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
 788         s->colorspace = 1;
 789         s->chroma_planes = 1;
 790         s->version = FFMAX(s->version, 1);
 791         if (!s->ac && avctx->coder_type == -1) {
 792             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "bits_per_raw_sample > 8, forcing coder 1\n");
 793             s->ac = 2;
 794         }
 795         if (!s->ac) {
 796             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample of more than 8 needs -coder 1 currently\n");
 797             return AVERROR(ENOSYS);
 798         }
 799         break;
 800     default:
 801         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
 802         return AVERROR(ENOSYS);
 803     }
 804     av_assert0(s->bits_per_raw_sample >= 8);
 805
 806     if (s->transparency) {
 807         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Storing alpha plane, this will require a recent FFV1 decoder to playback!\n");
 808     }
 809     if (avctx->context_model > 1U) {
 810         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid context model %d, valid values are 0 and 1\n", avctx->context_model);
 811         return AVERROR(EINVAL);
 812     }
 813
 814     if (s->ac > 1)
 815         for (i = 1; i < 256; i++)
 816             s->state_transition[i] = ver2_state[i];
 817
 818     for (i = 0; i < 256; i++) {
 819         s->quant_table_count = 2;
 820         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 821             s->quant_tables[0][0][i]=           quant11[i];
 822             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant11[i];
 823             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant11[i];
 824             s->quant_tables[1][0][i]=           quant11[i];
 825             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant11[i];
 826             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5 [i];
 827             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5 [i];
 828             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5 [i];
 829         } else {
 830             s->quant_tables[0][0][i]=           quant9_10bit[i];
 831             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
 832             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant9_10bit[i];
 833             s->quant_tables[1][0][i]=           quant9_10bit[i];
 834             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
 835             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5_10bit[i];
 836             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5_10bit[i];
 837             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5_10bit[i];
 838         }
 839     }
 840     s->context_count[0] = (11 * 11 * 11        + 1) / 2;
 841     s->context_count[1] = (11 * 11 * 5 * 5 * 5 + 1) / 2;
 842     memcpy(s->quant_table, s->quant_tables[avctx->context_model],
 843            sizeof(s->quant_table));
 844
 845     for (i = 0; i < s->plane_count; i++) {
 846         PlaneContext *const p = &s->plane[i];
 847
 848         memcpy(p->quant_table, s->quant_table, sizeof(p->quant_table));
 849         p->quant_table_index = avctx->context_model;
 850         p->context_count     = s->context_count[p->quant_table_index];
 851     }
 852
 853     if ((ret = ffv1_allocate_initial_states(s)) < 0)
 854         return ret;
 855
 856 #if FF_API_CODED_FRAME
 857 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 858     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 859 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 860 #endif
 861
 862     if (!s->transparency)
 863         s->plane_count = 2;
 864     if (!s->chroma_planes && s->version > 3)
 865         s->plane_count--;
 866
 867     avcodec_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &s->chroma_h_shift, &s->chroma_v_shift);
 868     s->picture_number = 0;
 869
 870     if (avctx->flags & (CODEC_FLAG_PASS1 | CODEC_FLAG_PASS2)) {
 871         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
 872             s->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
 873                                         sizeof(*s->rc_stat2[i]));
 874             if (!s->rc_stat2[i])
 875                 return AVERROR(ENOMEM);
 876         }
 877     }
 878     if (avctx->stats_in) {
 879         char *p = avctx->stats_in;
 880         uint8_t (*best_state)[256] = av_malloc_array(256, 256);
 881         int gob_count = 0;
 882         char *next;
 883         if (!best_state)
 884             return AVERROR(ENOMEM);
 885
 886         av_assert0(s->version >= 2);
 887
 888         for (;;) {
 889             for (j = 0; j < 256; j++)
 890                 for (i = 0; i < 2; i++) {
 891                     s->rc_stat[j][i] = strtol(p, &next, 0);
 892                     if (next == p) {
 893                         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 894                                "2Pass file invalid at %d %d [%s]\n", j, i, p);
 895                         av_freep(&best_state);
 896                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 897                     }
 898                     p = next;
 899                 }
 900             for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
 901                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
 902                     for (k = 0; k < 32; k++)
 903                         for (m = 0; m < 2; m++) {
 904                             s->rc_stat2[i][j][k][m] = strtol(p, &next, 0);
 905                             if (next == p) {
 906                                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 907                                        "2Pass file invalid at %d %d %d %d [%s]\n",
 908                                        i, j, k, m, p);
 909                                 av_freep(&best_state);
 910                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 911                             }
 912                             p = next;
 913                         }
 914                 }
 915             gob_count = strtol(p, &next, 0);
 916             if (next == p || gob_count <= 0) {
 917                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "2Pass file invalid\n");
 918                 av_freep(&best_state);
 919                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 920             }
 921             p = next;
 922             while (*p == '\n' || *p == ' ')
 923                 p++;
 924             if (p[0] == 0)
 925                 break;
 926         }
 927         sort_stt(s, s->state_transition);
 928
 929         find_best_state(best_state, s->state_transition);
 930
 931         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
 932             for (k = 0; k < 32; k++) {
 933                 double a=0, b=0;
 934                 int jp = 0;
 935                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
 936                     double p = 128;
 937                     if (s->rc_stat2[i][j][k][0] + s->rc_stat2[i][j][k][1] > 200 && j || a+b > 200) {
 938                         if (a+b)
 939                             p = 256.0 * b / (a + b);
 940                         s->initial_states[i][jp][k] =
 941                             best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip_uint8((a + b) / gob_count)];
 942                         for(jp++; jp<j; jp++)
 943                             s->initial_states[i][jp][k] = s->initial_states[i][jp-1][k];
 944                         a=b=0;
 945                     }
 946                     a += s->rc_stat2[i][j][k][0];
 947                     b += s->rc_stat2[i][j][k][1];
 948                     if (a+b) {
 949                         p = 256.0 * b / (a + b);
 950                     }
 951                     s->initial_states[i][j][k] =
 952                         best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip_uint8((a + b) / gob_count)];
 953                 }
 954             }
 955         }
 956         av_freep(&best_state);
 957     }
 958
 959     if (s->version > 1) {
 960         s->num_v_slices = (avctx->width > 352 || avctx->height > 288 || !avctx->slices) ? 2 : 1;
 961         for (; s->num_v_slices < 9; s->num_v_slices++) {
 962             for (s->num_h_slices = s->num_v_slices; s->num_h_slices < 2*s->num_v_slices; s->num_h_slices++) {
 963                 if (avctx->slices == s->num_h_slices * s->num_v_slices && avctx->slices <= 64 || !avctx->slices)
 964                     goto slices_ok;
 965             }
 966         }
 967         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 968                "Unsupported number %d of slices requested, please specify a "
 969                "supported number with -slices (ex:4,6,9,12,16, ...)\n",
 970                avctx->slices);
 971         return AVERROR(ENOSYS);
 972 slices_ok:
 973         if ((ret = write_extradata(s)) < 0)
 974             return ret;
 975     }
 976
 977     if ((ret = ffv1_init_slice_contexts(s)) < 0)
 978         return ret;
 979     if ((ret = ffv1_init_slices_state(s)) < 0)
 980         return ret;
 981
 982 #define STATS_OUT_SIZE 1024 * 1024 * 6
 983     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1) {
 984         avctx->stats_out = av_mallocz(STATS_OUT_SIZE);
 985         if (!avctx->stats_out)
 986             return AVERROR(ENOMEM);
 987         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
 988             for (j = 0; j < s->slice_count; j++) {
 989                 FFV1Context *sf = s->slice_context[j];
 990                 av_assert0(!sf->rc_stat2[i]);
 991                 sf->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
 992                                              sizeof(*sf->rc_stat2[i]));
 993                 if (!sf->rc_stat2[i])
 994                     return AVERROR(ENOMEM);
 995             }
 996     }
 997
 998     return 0;
 999 }
1000
1001 static void encode_slice_header(FFV1Context *f, FFV1Context *fs)
1002 {
1003     RangeCoder *c = &fs->c;
1004     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
1005     int j;
1006     memset(state, 128, sizeof(state));
1007
1008     put_symbol(c, state, (fs->slice_x     +1)*f->num_h_slices / f->width   , 0);
1009     put_symbol(c, state, (fs->slice_y     +1)*f->num_v_slices / f->height  , 0);
1010     put_symbol(c, state, (fs->slice_width +1)*f->num_h_slices / f->width -1, 0);
1011     put_symbol(c, state, (fs->slice_height+1)*f->num_v_slices / f->height-1, 0);
1012     for (j=0; j<f->plane_count; j++) {
1013         put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
1014         av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->avctx->context_model);
1015     }
1016     if (!f->picture.f->interlaced_frame)
1017         put_symbol(c, state, 3, 0);
1018     else
1019         put_symbol(c, state, 1 + !f->picture.f->top_field_first, 0);
1020     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.num, 0);
1021     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.den, 0);
1022     if (f->version > 3) {
1023         put_rac(c, state, fs->slice_coding_mode == 1);
1024         if (fs->slice_coding_mode == 1)
1025             ffv1_clear_slice_state(f, fs);
1026         put_symbol(c, state, fs->slice_coding_mode, 0);
1027         if (fs->slice_coding_mode != 1) {
1028             put_symbol(c, state, fs->slice_rct_by_coef, 0);
1029             put_symbol(c, state, fs->slice_rct_ry_coef, 0);
1030         }
1031     }
1032 }
1033
1034 static void choose_rct_params(FFV1Context *fs, const uint8_t *src[3], const int stride[3], int w, int h)
1035 {
1036 #define NB_Y_COEFF 15
1037     static const int rct_y_coeff[15][2] = {
1038         {0, 0}, //      4G
1039         {1, 1}, //  R + 2G + B
1040         {2, 2}, // 2R      + 2B
1041         {0, 2}, //      2G + 2B
1042         {2, 0}, // 2R + 2G
1043         {4, 0}, // 4R
1044         {0, 4}, //           4B
1045
1046         {0, 3}, //      1G + 3B
1047         {3, 0}, // 3R + 1G
1048         {3, 1}, // 3R      +  B
1049         {1, 3}, //  R      + 3B
1050         {1, 2}, //  R +  G + 2B
1051         {2, 1}, // 2R +  G +  B
1052         {0, 1}, //      3G +  B
1053         {1, 0}, //  R + 3G
1054     };
1055
1056     int stat[NB_Y_COEFF] = {0};
1057     int x, y, i, p, best;
1058     int16_t *sample[3];
1059     int lbd = fs->bits_per_raw_sample <= 8;
1060
1061     for (y = 0; y < h; y++) {
1062         int lastr=0, lastg=0, lastb=0;
1063         for (p = 0; p < 3; p++)
1064             sample[p] = fs->sample_buffer + p*w;
1065
1066         for (x = 0; x < w; x++) {
1067             int b, g, r;
1068             int ab, ag, ar;
1069             if (lbd) {
1070                 unsigned v = *((const uint32_t*)(src[0] + x*4 + stride[0]*y));
1071                 b =  v        & 0xFF;
1072                 g = (v >>  8) & 0xFF;
1073                 r = (v >> 16) & 0xFF;
1074             } else {
1075                 b = *((const uint16_t*)(src[0] + x*2 + stride[0]*y));
1076                 g = *((const uint16_t*)(src[1] + x*2 + stride[1]*y));
1077                 r = *((const uint16_t*)(src[2] + x*2 + stride[2]*y));
1078             }
1079
1080             ar = r - lastr;
1081             ag = g - lastg;
1082             ab = b - lastb;
1083             if (x && y) {
1084                 int bg = ag - sample[0][x];
1085                 int bb = ab - sample[1][x];
1086                 int br = ar - sample[2][x];
1087
1088                 br -= bg;
1089                 bb -= bg;
1090
1091                 for (i = 0; i<NB_Y_COEFF; i++) {
1092                     stat[i] += FFABS(bg + ((br*rct_y_coeff[i][0] + bb*rct_y_coeff[i][1])>>2));
1093                 }
1094
1095             }
1096             sample[0][x] = ag;
1097             sample[1][x] = ab;
1098             sample[2][x] = ar;
1099
1100             lastr = r;
1101             lastg = g;
1102             lastb = b;
1103         }
1104     }
1105
1106     best = 0;
1107     for (i=1; i<NB_Y_COEFF; i++) {
1108         if (stat[i] < stat[best])
1109             best = i;
1110     }
1111
1112     fs->slice_rct_by_coef = rct_y_coeff[best][1];
1113     fs->slice_rct_ry_coef = rct_y_coeff[best][0];
1114 }
1115
1116 static int encode_slice(AVCodecContext *c, void *arg)
1117 {
1118     FFV1Context *fs  = *(void **)arg;
1119     FFV1Context *f   = fs->avctx->priv_data;
1120     int width        = fs->slice_width;
1121     int height       = fs->slice_height;
1122     int x            = fs->slice_x;
1123     int y            = fs->slice_y;
1124     const AVFrame *const p = f->picture.f;
1125     const int ps     = av_pix_fmt_desc_get(c->pix_fmt)->comp[0].step_minus1 + 1;
1126     int ret;
1127     RangeCoder c_bak = fs->c;
1128     const uint8_t *planes[3] = {p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0],
1129                                 p->data[1] + ps*x + y*p->linesize[1],
1130                                 p->data[2] + ps*x + y*p->linesize[2]};
1131
1132     fs->slice_coding_mode = 0;
1133     if (f->version > 3) {
1134         choose_rct_params(fs, planes, p->linesize, width, height);
1135     } else {
1136         fs->slice_rct_by_coef = 1;
1137         fs->slice_rct_ry_coef = 1;
1138     }
1139
1140 retry:
1141     if (f->key_frame)
1142         ffv1_clear_slice_state(f, fs);
1143     if (f->version > 2) {
1144         encode_slice_header(f, fs);
1145     }
1146     if (!fs->ac) {
1147         if (f->version > 2)
1148             put_rac(&fs->c, (uint8_t[]) { 129 }, 0);
1149         fs->ac_byte_count = f->version > 2 || (!x && !y) ? ff_rac_terminate(&fs->c) : 0;
1150         init_put_bits(&fs->pb,
1151                       fs->c.bytestream_start + fs->ac_byte_count,
1152                       fs->c.bytestream_end - fs->c.bytestream_start - fs->ac_byte_count);
1153     }
1154
1155     if (f->colorspace == 0) {
1156         const int chroma_width  = FF_CEIL_RSHIFT(width,  f->chroma_h_shift);
1157         const int chroma_height = FF_CEIL_RSHIFT(height, f->chroma_v_shift);
1158         const int cx            = x >> f->chroma_h_shift;
1159         const int cy            = y >> f->chroma_v_shift;
1160
1161         ret = encode_plane(fs, p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 0);
1162
1163         if (f->chroma_planes) {
1164             ret |= encode_plane(fs, p->data[1] + ps*cx+cy*p->linesize[1], chroma_width, chroma_height, p->linesize[1], 1);
1165             ret |= encode_plane(fs, p->data[2] + ps*cx+cy*p->linesize[2], chroma_width, chroma_height, p->linesize[2], 1);
1166         }
1167         if (fs->transparency)
1168             ret |= encode_plane(fs, p->data[3] + ps*x + y*p->linesize[3], width, height, p->linesize[3], 2);
1169     } else {
1170         ret = encode_rgb_frame(fs, planes, width, height, p->linesize);
1171     }
1172     emms_c();
1173
1174     if (ret < 0) {
1175         av_assert0(fs->slice_coding_mode == 0);
1176         if (fs->version < 4 || !fs->ac) {
1177             av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Buffer too small\n");
1178             return ret;
1179         }
1180         av_log(c, AV_LOG_DEBUG, "Coding slice as PCM\n");
1181         fs->slice_coding_mode = 1;
1182         fs->c = c_bak;
1183         goto retry;
1184     }
1185
1186     return 0;
1187 }
1188
1189 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1190                         const AVFrame *pict, int *got_packet)
1191 {
1192     FFV1Context *f      = avctx->priv_data;
1193     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
1194     AVFrame *const p    = f->picture.f;
1195     int used_count      = 0;
1196     uint8_t keystate    = 128;
1197     uint8_t *buf_p;
1198     int i, ret;
1199     int64_t maxsize =   FF_MIN_BUFFER_SIZE
1200                       + avctx->width*avctx->height*35LL*4;
1201
1202     if(!pict) {
1203         if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1) {
1204             int j, k, m;
1205             char *p   = avctx->stats_out;
1206             char *end = p + STATS_OUT_SIZE;
1207
1208             memset(f->rc_stat, 0, sizeof(f->rc_stat));
1209             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
1210                 memset(f->rc_stat2[i], 0, f->context_count[i] * sizeof(*f->rc_stat2[i]));
1211
1212             for (j = 0; j < f->slice_count; j++) {
1213                 FFV1Context *fs = f->slice_context[j];
1214                 for (i = 0; i < 256; i++) {
1215                     f->rc_stat[i][0] += fs->rc_stat[i][0];
1216                     f->rc_stat[i][1] += fs->rc_stat[i][1];
1217                 }
1218                 for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1219                     for (k = 0; k < f->context_count[i]; k++)
1220                         for (m = 0; m < 32; m++) {
1221                             f->rc_stat2[i][k][m][0] += fs->rc_stat2[i][k][m][0];
1222                             f->rc_stat2[i][k][m][1] += fs->rc_stat2[i][k][m][1];
1223                         }
1224                 }
1225             }
1226
1227             for (j = 0; j < 256; j++) {
1228                 snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1229                         f->rc_stat[j][0], f->rc_stat[j][1]);
1230                 p += strlen(p);
1231             }
1232             snprintf(p, end - p, "\n");
1233
1234             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1235                 for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
1236                     for (m = 0; m < 32; m++) {
1237                         snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1238                                 f->rc_stat2[i][j][m][0], f->rc_stat2[i][j][m][1]);
1239                         p += strlen(p);
1240                     }
1241             }
1242             snprintf(p, end - p, "%d\n", f->gob_count);
1243         }
1244         return 0;
1245     }
1246
1247     if (f->version > 3)
1248         maxsize = FF_MIN_BUFFER_SIZE + avctx->width*avctx->height*3LL*4;
1249
1250     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, maxsize)) < 0)
1251         return ret;
1252
1253     ff_init_range_encoder(c, pkt->data, pkt->size);
1254     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
1255
1256     av_frame_unref(p);
1257     if ((ret = av_frame_ref(p, pict)) < 0)
1258         return ret;
1259     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1260
1261     if (avctx->gop_size == 0 || f->picture_number % avctx->gop_size == 0) {
1262         put_rac(c, &keystate, 1);
1263         f->key_frame = 1;
1264         f->gob_count++;
1265         write_header(f);
1266     } else {
1267         put_rac(c, &keystate, 0);
1268         f->key_frame = 0;
1269     }
1270
1271     if (f->ac > 1) {
1272         int i;
1273         for (i = 1; i < 256; i++) {
1274             c->one_state[i]        = f->state_transition[i];
1275             c->zero_state[256 - i] = 256 - c->one_state[i];
1276         }
1277     }
1278
1279     for (i = 1; i < f->slice_count; i++) {
1280         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1281         uint8_t *start  = pkt->data + (pkt->size - used_count) * (int64_t)i / f->slice_count;
1282         int len         = pkt->size / f->slice_count;
1283         ff_init_range_encoder(&fs->c, start, len);
1284     }
1285     avctx->execute(avctx, encode_slice, &f->slice_context[0], NULL,
1286                    f->slice_count, sizeof(void *));
1287
1288     buf_p = pkt->data;
1289     for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
1290         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1291         int bytes;
1292
1293         if (fs->ac) {
1294             uint8_t state = 129;
1295             put_rac(&fs->c, &state, 0);
1296             bytes = ff_rac_terminate(&fs->c);
1297         } else {
1298             flush_put_bits(&fs->pb); // FIXME: nicer padding
1299             bytes = fs->ac_byte_count + (put_bits_count(&fs->pb) + 7) / 8;
1300         }
1301         if (i > 0 || f->version > 2) {
1302             av_assert0(bytes < pkt->size / f->slice_count);
1303             memmove(buf_p, fs->c.bytestream_start, bytes);
1304             av_assert0(bytes < (1 << 24));
1305             AV_WB24(buf_p + bytes, bytes);
1306             bytes += 3;
1307         }
1308         if (f->ec) {
1309             unsigned v;
1310             buf_p[bytes++] = 0;
1311             v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, buf_p, bytes);
1312             AV_WL32(buf_p + bytes, v);
1313             bytes += 4;
1314         }
1315         buf_p += bytes;
1316     }
1317
1318     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1)
1319         avctx->stats_out[0] = '\0';
1320
1321 #if FF_API_CODED_FRAME
1322 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1323     avctx->coded_frame->key_frame = f->key_frame;
1324 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1325 #endif
1326
1327     f->picture_number++;
1328     pkt->size   = buf_p - pkt->data;
1329     pkt->pts    =
1330     pkt->dts    = pict->pts;
1331     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY * f->key_frame;
1332     *got_packet = 1;
1333
1334     return 0;
1335 }
1336
1337 static av_cold int encode_close(AVCodecContext *avctx)
1338 {
1339     ffv1_close(avctx);
1340     return 0;
1341 }
1342
1343 #define OFFSET(x) offsetof(FFV1Context, x)
1344 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1345 static const AVOption options[] = {
1346     { "slicecrc", "Protect slices with CRCs", OFFSET(ec), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
1347     { NULL }
1348 };
1349
1350 static const AVClass ffv1_class = {
1351     .class_name = "ffv1 encoder",
1352     .item_name  = av_default_item_name,
1353     .option     = options,
1354     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1355 };
1356
1357 static const AVCodecDefault ffv1_defaults[] = {
1358     { "coder", "-1" },
1359     { NULL },
1360 };
1361
1362 AVCodec ff_ffv1_encoder = {
1363     .name           = "ffv1",
1364     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FFmpeg video codec #1"),
1365     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1366     .id             = AV_CODEC_ID_FFV1,
1367     .priv_data_size = sizeof(FFV1Context),
1368     .init           = encode_init,
1369     .encode2        = encode_frame,
1370     .close          = encode_close,
1371     .capabilities   = CODEC_CAP_SLICE_THREADS | CODEC_CAP_DELAY,
1372     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
1373         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUVA420P,  AV_PIX_FMT_YUVA422P,  AV_PIX_FMT_YUV444P,
1374         AV_PIX_FMT_YUVA444P,  AV_PIX_FMT_YUV440P,   AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV411P,
1375         AV_PIX_FMT_YUV410P,   AV_PIX_FMT_0RGB32,    AV_PIX_FMT_RGB32,     AV_PIX_FMT_YUV420P16,
1376         AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16, AV_PIX_FMT_YUV444P9,  AV_PIX_FMT_YUV422P9,
1377         AV_PIX_FMT_YUV420P9,  AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
1378         AV_PIX_FMT_YUVA444P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA420P16,
1379         AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA420P10,
1380         AV_PIX_FMT_YUVA444P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA420P9,
1381         AV_PIX_FMT_GRAY16,    AV_PIX_FMT_GRAY8,     AV_PIX_FMT_GBRP9,     AV_PIX_FMT_GBRP10,
1382         AV_PIX_FMT_GBRP12,    AV_PIX_FMT_GBRP14,
1383         AV_PIX_FMT_NONE
1384
1385     },
1386     .defaults       = ffv1_defaults,
1387     .priv_class     = &ffv1_class,
1388 };