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 = 0; 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, uint8_t *src[3], int w, int h, int stride[3])
 409 {
 410     int x, y, p, i;
 411     const int ring_size = s->avctx->context_model ? 3 : 2;
 412     int16_t *sample[4][3];
 413     int lbd    = s->bits_per_raw_sample <= 8;
 414     int bits   = s->bits_per_raw_sample > 0 ? s->bits_per_raw_sample : 8;
 415     int offset = 1 << bits;
 416
 417     s->run_index = 0;
 418
 419     memset(s->sample_buffer, 0, ring_size * MAX_PLANES *
 420                                 (w + 6) * sizeof(*s->sample_buffer));
 421
 422     for (y = 0; y < h; y++) {
 423         for (i = 0; i < ring_size; i++)
 424             for (p = 0; p < MAX_PLANES; p++)
 425                 sample[p][i]= s->sample_buffer + p*ring_size*(w+6) + ((h+i-y)%ring_size)*(w+6) + 3;
 426
 427         for (x = 0; x < w; x++) {
 428             int b, g, r, av_uninit(a);
 429             if (lbd) {
 430                 unsigned v = *((uint32_t*)(src[0] + x*4 + stride[0]*y));
 431                 b =  v        & 0xFF;
 432                 g = (v >>  8) & 0xFF;
 433                 r = (v >> 16) & 0xFF;
 434                 a =  v >> 24;
 435             } else {
 436                 b = *((uint16_t*)(src[0] + x*2 + stride[0]*y));
 437                 g = *((uint16_t*)(src[1] + x*2 + stride[1]*y));
 438                 r = *((uint16_t*)(src[2] + x*2 + stride[2]*y));
 439             }
 440
 441             if (s->slice_coding_mode != 1) {
 442                 b -= g;
 443                 r -= g;
 444                 g += (b + r) >> 2;
 445                 b += offset;
 446                 r += offset;
 447             }
 448
 449             sample[0][0][x] = g;
 450             sample[1][0][x] = b;
 451             sample[2][0][x] = r;
 452             sample[3][0][x] = a;
 453         }
 454         for (p = 0; p < 3 + s->transparency; p++) {
 455             int ret;
 456             sample[p][0][-1] = sample[p][1][0  ];
 457             sample[p][1][ w] = sample[p][1][w-1];
 458             if (lbd && s->slice_coding_mode == 0)
 459                 ret = encode_line(s, w, sample[p], (p + 1) / 2, 9);
 460             else
 461                 ret = encode_line(s, w, sample[p], (p + 1) / 2, bits + (s->slice_coding_mode != 1));
 462             if (ret < 0)
 463                 return ret;
 464         }
 465     }
 466     return 0;
 467 }
 468
 469 static void write_quant_table(RangeCoder *c, int16_t *quant_table)
 470 {
 471     int last = 0;
 472     int i;
 473     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 474     memset(state, 128, sizeof(state));
 475
 476     for (i = 1; i < 128; i++)
 477         if (quant_table[i] != quant_table[i - 1]) {
 478             put_symbol(c, state, i - last - 1, 0);
 479             last = i;
 480         }
 481     put_symbol(c, state, i - last - 1, 0);
 482 }
 483
 484 static void write_quant_tables(RangeCoder *c,
 485                                int16_t quant_table[MAX_CONTEXT_INPUTS][256])
 486 {
 487     int i;
 488     for (i = 0; i < 5; i++)
 489         write_quant_table(c, quant_table[i]);
 490 }
 491
 492 static void write_header(FFV1Context *f)
 493 {
 494     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 495     int i, j;
 496     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
 497
 498     memset(state, 128, sizeof(state));
 499
 500     if (f->version < 2) {
 501         put_symbol(c, state, f->version, 0);
 502         put_symbol(c, state, f->ac, 0);
 503         if (f->ac > 1) {
 504             for (i = 1; i < 256; i++)
 505                 put_symbol(c, state,
 506                            f->state_transition[i] - c->one_state[i], 1);
 507         }
 508         put_symbol(c, state, f->colorspace, 0); //YUV cs type
 509         if (f->version > 0)
 510             put_symbol(c, state, f->bits_per_raw_sample, 0);
 511         put_rac(c, state, f->chroma_planes);
 512         put_symbol(c, state, f->chroma_h_shift, 0);
 513         put_symbol(c, state, f->chroma_v_shift, 0);
 514         put_rac(c, state, f->transparency);
 515
 516         write_quant_tables(c, f->quant_table);
 517     } else if (f->version < 3) {
 518         put_symbol(c, state, f->slice_count, 0);
 519         for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
 520             FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
 521             put_symbol(c, state,
 522                        (fs->slice_x      + 1) * f->num_h_slices / f->width, 0);
 523             put_symbol(c, state,
 524                        (fs->slice_y      + 1) * f->num_v_slices / f->height, 0);
 525             put_symbol(c, state,
 526                        (fs->slice_width  + 1) * f->num_h_slices / f->width - 1,
 527                        0);
 528             put_symbol(c, state,
 529                        (fs->slice_height + 1) * f->num_v_slices / f->height - 1,
 530                        0);
 531             for (j = 0; j < f->plane_count; j++) {
 532                 put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
 533                 av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->avctx->context_model);
 534             }
 535         }
 536     }
 537 }
 538
 539 static int write_extradata(FFV1Context *f)
 540 {
 541     RangeCoder *const c = &f->c;
 542     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 543     int i, j, k;
 544     uint8_t state2[32][CONTEXT_SIZE];
 545     unsigned v;
 546
 547     memset(state2, 128, sizeof(state2));
 548     memset(state, 128, sizeof(state));
 549
 550     f->avctx->extradata_size = 10000 + 4 +
 551                                     (11 * 11 * 5 * 5 * 5 + 11 * 11 * 11) * 32;
 552     f->avctx->extradata = av_malloc(f->avctx->extradata_size);
 553     if (!f->avctx->extradata)
 554         return AVERROR(ENOMEM);
 555     ff_init_range_encoder(c, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
 556     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
 557
 558     put_symbol(c, state, f->version, 0);
 559     if (f->version > 2) {
 560         if (f->version == 3)
 561             f->micro_version = 4;
 562         put_symbol(c, state, f->micro_version, 0);
 563     }
 564
 565     put_symbol(c, state, f->ac, 0);
 566     if (f->ac > 1)
 567         for (i = 1; i < 256; i++)
 568             put_symbol(c, state, f->state_transition[i] - c->one_state[i], 1);
 569
 570     put_symbol(c, state, f->colorspace, 0); // YUV cs type
 571     put_symbol(c, state, f->bits_per_raw_sample, 0);
 572     put_rac(c, state, f->chroma_planes);
 573     put_symbol(c, state, f->chroma_h_shift, 0);
 574     put_symbol(c, state, f->chroma_v_shift, 0);
 575     put_rac(c, state, f->transparency);
 576     put_symbol(c, state, f->num_h_slices - 1, 0);
 577     put_symbol(c, state, f->num_v_slices - 1, 0);
 578
 579     put_symbol(c, state, f->quant_table_count, 0);
 580     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
 581         write_quant_tables(c, f->quant_tables[i]);
 582
 583     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
 584         for (j = 0; j < f->context_count[i] * CONTEXT_SIZE; j++)
 585             if (f->initial_states[i] && f->initial_states[i][0][j] != 128)
 586                 break;
 587         if (j < f->context_count[i] * CONTEXT_SIZE) {
 588             put_rac(c, state, 1);
 589             for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
 590                 for (k = 0; k < CONTEXT_SIZE; k++) {
 591                     int pred = j ? f->initial_states[i][j - 1][k] : 128;
 592                     put_symbol(c, state2[k],
 593                                (int8_t)(f->initial_states[i][j][k] - pred), 1);
 594                 }
 595         } else {
 596             put_rac(c, state, 0);
 597         }
 598     }
 599
 600     if (f->version > 2) {
 601         put_symbol(c, state, f->ec, 0);
 602         put_symbol(c, state, f->intra = (f->avctx->gop_size < 2), 0);
 603     }
 604
 605     f->avctx->extradata_size = ff_rac_terminate(c);
 606     v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
 607     AV_WL32(f->avctx->extradata + f->avctx->extradata_size, v);
 608     f->avctx->extradata_size += 4;
 609
 610     return 0;
 611 }
 612
 613 static int sort_stt(FFV1Context *s, uint8_t stt[256])
 614 {
 615     int i, i2, changed, print = 0;
 616
 617     do {
 618         changed = 0;
 619         for (i = 12; i < 244; i++) {
 620             for (i2 = i + 1; i2 < 245 && i2 < i + 4; i2++) {
 621
 622 #define COST(old, new)                                      \
 623     s->rc_stat[old][0] * -log2((256 - (new)) / 256.0) +     \
 624     s->rc_stat[old][1] * -log2((new)         / 256.0)
 625
 626 #define COST2(old, new)                         \
 627     COST(old, new) + COST(256 - (old), 256 - (new))
 628
 629                 double size0 = COST2(i,  i) + COST2(i2, i2);
 630                 double sizeX = COST2(i, i2) + COST2(i2, i);
 631                 if (size0 - sizeX > size0*(1e-14) && i != 128 && i2 != 128) {
 632                     int j;
 633                     FFSWAP(int, stt[i], stt[i2]);
 634                     FFSWAP(int, s->rc_stat[i][0], s->rc_stat[i2][0]);
 635                     FFSWAP(int, s->rc_stat[i][1], s->rc_stat[i2][1]);
 636                     if (i != 256 - i2) {
 637                         FFSWAP(int, stt[256 - i], stt[256 - i2]);
 638                         FFSWAP(int, s->rc_stat[256 - i][0], s->rc_stat[256 - i2][0]);
 639                         FFSWAP(int, s->rc_stat[256 - i][1], s->rc_stat[256 - i2][1]);
 640                     }
 641                     for (j = 1; j < 256; j++) {
 642                         if (stt[j] == i)
 643                             stt[j] = i2;
 644                         else if (stt[j] == i2)
 645                             stt[j] = i;
 646                         if (i != 256 - i2) {
 647                             if (stt[256 - j] == 256 - i)
 648                                 stt[256 - j] = 256 - i2;
 649                             else if (stt[256 - j] == 256 - i2)
 650                                 stt[256 - j] = 256 - i;
 651                         }
 652                     }
 653                     print = changed = 1;
 654                 }
 655             }
 656         }
 657     } while (changed);
 658     return print;
 659 }
 660
 661 static av_cold int encode_init(AVCodecContext *avctx)
 662 {
 663     FFV1Context *s = avctx->priv_data;
 664     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
 665     int i, j, k, m, ret;
 666
 667     if ((ret = ffv1_common_init(avctx)) < 0)
 668         return ret;
 669
 670     s->version = 0;
 671
 672     if ((avctx->flags & (CODEC_FLAG_PASS1|CODEC_FLAG_PASS2)) || avctx->slices>1)
 673         s->version = FFMAX(s->version, 2);
 674
 675     if (avctx->level == 3 || (avctx->level <= 0 && s->version == 2)) {
 676         s->version = 3;
 677     }
 678
 679     if (s->ec < 0) {
 680         s->ec = (s->version >= 3);
 681     }
 682
 683     if ((s->version == 2 || s->version>3) && avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL) {
 684         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version 2 needed for requested features but version 2 is experimental and not enabled\n");
 685         return AVERROR_INVALIDDATA;
 686     }
 687
 688     s->ac = avctx->coder_type > 0 ? 2 : 0;
 689
 690     s->plane_count = 3;
 691     switch(avctx->pix_fmt) {
 692     case AV_PIX_FMT_YUV444P9:
 693     case AV_PIX_FMT_YUV422P9:
 694     case AV_PIX_FMT_YUV420P9:
 695     case AV_PIX_FMT_YUVA444P9:
 696     case AV_PIX_FMT_YUVA422P9:
 697     case AV_PIX_FMT_YUVA420P9:
 698         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 699             s->bits_per_raw_sample = 9;
 700     case AV_PIX_FMT_YUV444P10:
 701     case AV_PIX_FMT_YUV420P10:
 702     case AV_PIX_FMT_YUV422P10:
 703     case AV_PIX_FMT_YUVA444P10:
 704     case AV_PIX_FMT_YUVA422P10:
 705     case AV_PIX_FMT_YUVA420P10:
 706         s->packed_at_lsb = 1;
 707         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 708             s->bits_per_raw_sample = 10;
 709     case AV_PIX_FMT_GRAY16:
 710     case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
 711     case AV_PIX_FMT_YUV422P16:
 712     case AV_PIX_FMT_YUV420P16:
 713     case AV_PIX_FMT_YUVA444P16:
 714     case AV_PIX_FMT_YUVA422P16:
 715     case AV_PIX_FMT_YUVA420P16:
 716         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample) {
 717             s->bits_per_raw_sample = 16;
 718         } else if (!s->bits_per_raw_sample) {
 719             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
 720         }
 721         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 722             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample invalid\n");
 723             return AVERROR_INVALIDDATA;
 724         }
 725         if (!s->ac && avctx->coder_type == -1) {
 726             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "bits_per_raw_sample > 8, forcing coder 1\n");
 727             s->ac = 2;
 728         }
 729         if (!s->ac) {
 730             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample of more than 8 needs -coder 1 currently\n");
 731             return AVERROR(ENOSYS);
 732         }
 733         s->version = FFMAX(s->version, 1);
 734     case AV_PIX_FMT_GRAY8:
 735     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 736     case AV_PIX_FMT_YUV440P:
 737     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
 738     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 739     case AV_PIX_FMT_YUV411P:
 740     case AV_PIX_FMT_YUV410P:
 741     case AV_PIX_FMT_YUVA444P:
 742     case AV_PIX_FMT_YUVA422P:
 743     case AV_PIX_FMT_YUVA420P:
 744         s->chroma_planes = desc->nb_components < 3 ? 0 : 1;
 745         s->colorspace = 0;
 746         s->transparency = desc->nb_components == 4;
 747         break;
 748     case AV_PIX_FMT_RGB32:
 749         s->colorspace = 1;
 750         s->transparency = 1;
 751         s->chroma_planes = 1;
 752         break;
 753     case AV_PIX_FMT_0RGB32:
 754         s->colorspace = 1;
 755         s->chroma_planes = 1;
 756         break;
 757     case AV_PIX_FMT_GBRP9:
 758         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 759             s->bits_per_raw_sample = 9;
 760     case AV_PIX_FMT_GBRP10:
 761         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 762             s->bits_per_raw_sample = 10;
 763     case AV_PIX_FMT_GBRP12:
 764         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 765             s->bits_per_raw_sample = 12;
 766     case AV_PIX_FMT_GBRP14:
 767         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 768             s->bits_per_raw_sample = 14;
 769         else if (!s->bits_per_raw_sample)
 770             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
 771         s->colorspace = 1;
 772         s->chroma_planes = 1;
 773         s->version = FFMAX(s->version, 1);
 774         break;
 775     default:
 776         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
 777         return AVERROR(ENOSYS);
 778     }
 779     if (s->transparency) {
 780         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Storing alpha plane, this will require a recent FFV1 decoder to playback!\n");
 781     }
 782     if (avctx->context_model > 1U) {
 783         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid context model %d, valid values are 0 and 1\n", avctx->context_model);
 784         return AVERROR(EINVAL);
 785     }
 786
 787     if (s->ac > 1)
 788         for (i = 1; i < 256; i++)
 789             s->state_transition[i] = ver2_state[i];
 790
 791     for (i = 0; i < 256; i++) {
 792         s->quant_table_count = 2;
 793         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 794             s->quant_tables[0][0][i]=           quant11[i];
 795             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant11[i];
 796             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant11[i];
 797             s->quant_tables[1][0][i]=           quant11[i];
 798             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant11[i];
 799             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5 [i];
 800             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5 [i];
 801             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5 [i];
 802         } else {
 803             s->quant_tables[0][0][i]=           quant9_10bit[i];
 804             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
 805             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant9_10bit[i];
 806             s->quant_tables[1][0][i]=           quant9_10bit[i];
 807             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
 808             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5_10bit[i];
 809             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5_10bit[i];
 810             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5_10bit[i];
 811         }
 812     }
 813     s->context_count[0] = (11 * 11 * 11        + 1) / 2;
 814     s->context_count[1] = (11 * 11 * 5 * 5 * 5 + 1) / 2;
 815     memcpy(s->quant_table, s->quant_tables[avctx->context_model],
 816            sizeof(s->quant_table));
 817
 818     for (i = 0; i < s->plane_count; i++) {
 819         PlaneContext *const p = &s->plane[i];
 820
 821         memcpy(p->quant_table, s->quant_table, sizeof(p->quant_table));
 822         p->quant_table_index = avctx->context_model;
 823         p->context_count     = s->context_count[p->quant_table_index];
 824     }
 825
 826     if ((ret = ffv1_allocate_initial_states(s)) < 0)
 827         return ret;
 828
 829     if (!s->transparency)
 830         s->plane_count = 2;
 831     if (!s->chroma_planes && s->version > 3)
 832         s->plane_count--;
 833
 834     avcodec_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &s->chroma_h_shift, &s->chroma_v_shift);
 835     s->picture_number = 0;
 836
 837     if (avctx->flags & (CODEC_FLAG_PASS1 | CODEC_FLAG_PASS2)) {
 838         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
 839             s->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
 840                                         sizeof(*s->rc_stat2[i]));
 841             if (!s->rc_stat2[i])
 842                 return AVERROR(ENOMEM);
 843         }
 844     }
 845     if (avctx->stats_in) {
 846         char *p = avctx->stats_in;
 847         uint8_t best_state[256][256];
 848         int gob_count = 0;
 849         char *next;
 850
 851         av_assert0(s->version >= 2);
 852
 853         for (;;) {
 854             for (j = 0; j < 256; j++)
 855                 for (i = 0; i < 2; i++) {
 856                     s->rc_stat[j][i] = strtol(p, &next, 0);
 857                     if (next == p) {
 858                         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 859                                "2Pass file invalid at %d %d [%s]\n", j, i, p);
 860                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 861                     }
 862                     p = next;
 863                 }
 864             for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
 865                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
 866                     for (k = 0; k < 32; k++)
 867                         for (m = 0; m < 2; m++) {
 868                             s->rc_stat2[i][j][k][m] = strtol(p, &next, 0);
 869                             if (next == p) {
 870                                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 871                                        "2Pass file invalid at %d %d %d %d [%s]\n",
 872                                        i, j, k, m, p);
 873                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 874                             }
 875                             p = next;
 876                         }
 877                 }
 878             gob_count = strtol(p, &next, 0);
 879             if (next == p || gob_count <= 0) {
 880                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "2Pass file invalid\n");
 881                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 882             }
 883             p = next;
 884             while (*p == '\n' || *p == ' ')
 885                 p++;
 886             if (p[0] == 0)
 887                 break;
 888         }
 889         sort_stt(s, s->state_transition);
 890
 891         find_best_state(best_state, s->state_transition);
 892
 893         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
 894             for (k = 0; k < 32; k++) {
 895                 double a=0, b=0;
 896                 int jp = 0;
 897                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
 898                     double p = 128;
 899                     if (s->rc_stat2[i][j][k][0] + s->rc_stat2[i][j][k][1] > 200 && j || a+b > 200) {
 900                         if (a+b)
 901                             p = 256.0 * b / (a + b);
 902                         s->initial_states[i][jp][k] =
 903                             best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip((a + b) / gob_count, 0, 255)];
 904                         for(jp++; jp<j; jp++)
 905                             s->initial_states[i][jp][k] = s->initial_states[i][jp-1][k];
 906                         a=b=0;
 907                     }
 908                     a += s->rc_stat2[i][j][k][0];
 909                     b += s->rc_stat2[i][j][k][1];
 910                     if (a+b) {
 911                         p = 256.0 * b / (a + b);
 912                     }
 913                     s->initial_states[i][j][k] =
 914                         best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip((a + b) / gob_count, 0, 255)];
 915                 }
 916             }
 917         }
 918     }
 919
 920     if (s->version > 1) {
 921         s->num_v_slices = (avctx->width > 352 || avctx->height > 288 || !avctx->slices) ? 2 : 1;
 922         for (; s->num_v_slices < 9; s->num_v_slices++) {
 923             for (s->num_h_slices = s->num_v_slices; s->num_h_slices < 2*s->num_v_slices; s->num_h_slices++) {
 924                 if (avctx->slices == s->num_h_slices * s->num_v_slices && avctx->slices <= 64 || !avctx->slices)
 925                     goto slices_ok;
 926             }
 927         }
 928         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 929                "Unsupported number %d of slices requested, please specify a "
 930                "supported number with -slices (ex:4,6,9,12,16, ...)\n",
 931                avctx->slices);
 932         return AVERROR(ENOSYS);
 933 slices_ok:
 934         if ((ret = write_extradata(s)) < 0)
 935             return ret;
 936     }
 937
 938     if ((ret = ffv1_init_slice_contexts(s)) < 0)
 939         return ret;
 940     if ((ret = ffv1_init_slices_state(s)) < 0)
 941         return ret;
 942
 943 #define STATS_OUT_SIZE 1024 * 1024 * 6
 944     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1) {
 945         avctx->stats_out = av_mallocz(STATS_OUT_SIZE);
 946         if (!avctx->stats_out)
 947             return AVERROR(ENOMEM);
 948         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
 949             for (j = 0; j < s->slice_count; j++) {
 950                 FFV1Context *sf = s->slice_context[j];
 951                 av_assert0(!sf->rc_stat2[i]);
 952                 sf->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
 953                                              sizeof(*sf->rc_stat2[i]));
 954                 if (!sf->rc_stat2[i])
 955                     return AVERROR(ENOMEM);
 956             }
 957     }
 958
 959     return 0;
 960 }
 961
 962 static void encode_slice_header(FFV1Context *f, FFV1Context *fs)
 963 {
 964     RangeCoder *c = &fs->c;
 965     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 966     int j;
 967     memset(state, 128, sizeof(state));
 968
 969     put_symbol(c, state, (fs->slice_x     +1)*f->num_h_slices / f->width   , 0);
 970     put_symbol(c, state, (fs->slice_y     +1)*f->num_v_slices / f->height  , 0);
 971     put_symbol(c, state, (fs->slice_width +1)*f->num_h_slices / f->width -1, 0);
 972     put_symbol(c, state, (fs->slice_height+1)*f->num_v_slices / f->height-1, 0);
 973     for (j=0; j<f->plane_count; j++) {
 974         put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
 975         av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->avctx->context_model);
 976     }
 977     if (!f->picture.f->interlaced_frame)
 978         put_symbol(c, state, 3, 0);
 979     else
 980         put_symbol(c, state, 1 + !f->picture.f->top_field_first, 0);
 981     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.num, 0);
 982     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.den, 0);
 983     if (f->version > 3) {
 984         put_rac(c, state, fs->slice_coding_mode == 1);
 985         if (fs->slice_coding_mode == 1)
 986             ffv1_clear_slice_state(f, fs);
 987         put_symbol(c, state, fs->slice_coding_mode, 0);
 988     }
 989 }
 990
 991 static int encode_slice(AVCodecContext *c, void *arg)
 992 {
 993     FFV1Context *fs  = *(void **)arg;
 994     FFV1Context *f   = fs->avctx->priv_data;
 995     int width        = fs->slice_width;
 996     int height       = fs->slice_height;
 997     int x            = fs->slice_x;
 998     int y            = fs->slice_y;
 999     AVFrame *const p = f->picture.f;
1000     const int ps     = av_pix_fmt_desc_get(c->pix_fmt)->comp[0].step_minus1 + 1;
1001     int ret;
1002     RangeCoder c_bak = fs->c;
1003
1004     fs->slice_coding_mode = 0;
1005
1006 retry:
1007     if (p->key_frame)
1008         ffv1_clear_slice_state(f, fs);
1009     if (f->version > 2) {
1010         encode_slice_header(f, fs);
1011     }
1012     if (!fs->ac) {
1013         if (f->version > 2)
1014             put_rac(&fs->c, (uint8_t[]) { 129 }, 0);
1015         fs->ac_byte_count = f->version > 2 || (!x && !y) ? ff_rac_terminate(&fs->c) : 0;
1016         init_put_bits(&fs->pb,
1017                       fs->c.bytestream_start + fs->ac_byte_count,
1018                       fs->c.bytestream_end - fs->c.bytestream_start - fs->ac_byte_count);
1019     }
1020
1021     if (f->colorspace == 0) {
1022         const int chroma_width  = FF_CEIL_RSHIFT(width,  f->chroma_h_shift);
1023         const int chroma_height = FF_CEIL_RSHIFT(height, f->chroma_v_shift);
1024         const int cx            = x >> f->chroma_h_shift;
1025         const int cy            = y >> f->chroma_v_shift;
1026
1027         ret = encode_plane(fs, p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 0);
1028
1029         if (f->chroma_planes) {
1030             ret |= encode_plane(fs, p->data[1] + ps*cx+cy*p->linesize[1], chroma_width, chroma_height, p->linesize[1], 1);
1031             ret |= encode_plane(fs, p->data[2] + ps*cx+cy*p->linesize[2], chroma_width, chroma_height, p->linesize[2], 1);
1032         }
1033         if (fs->transparency)
1034             ret |= encode_plane(fs, p->data[3] + ps*x + y*p->linesize[3], width, height, p->linesize[3], 2);
1035     } else {
1036         uint8_t *planes[3] = {p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0],
1037                               p->data[1] + ps*x + y*p->linesize[1],
1038                               p->data[2] + ps*x + y*p->linesize[2]};
1039         ret = encode_rgb_frame(fs, planes, width, height, p->linesize);
1040     }
1041     emms_c();
1042
1043     if (ret < 0) {
1044         av_assert0(fs->slice_coding_mode == 0);
1045         if (fs->version < 4 || !fs->ac) {
1046             av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Buffer too small\n");
1047             return ret;
1048         }
1049         av_log(c, AV_LOG_DEBUG, "Coding slice as PCM\n");
1050         fs->slice_coding_mode = 1;
1051         fs->c = c_bak;
1052         goto retry;
1053     }
1054
1055     return 0;
1056 }
1057
1058 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1059                         const AVFrame *pict, int *got_packet)
1060 {
1061     FFV1Context *f      = avctx->priv_data;
1062     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
1063     AVFrame *const p    = f->picture.f;
1064     int used_count      = 0;
1065     uint8_t keystate    = 128;
1066     uint8_t *buf_p;
1067     int i, ret;
1068     int64_t maxsize =   FF_MIN_BUFFER_SIZE
1069                       + avctx->width*avctx->height*35LL*4;
1070
1071     if (f->version > 3)
1072         maxsize = FF_MIN_BUFFER_SIZE + avctx->width*avctx->height*3*4;
1073
1074     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, maxsize)) < 0)
1075         return ret;
1076
1077     ff_init_range_encoder(c, pkt->data, pkt->size);
1078     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
1079
1080     av_frame_unref(p);
1081     if ((ret = av_frame_ref(p, pict)) < 0)
1082         return ret;
1083     p->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1084
1085     if (avctx->gop_size == 0 || f->picture_number % avctx->gop_size == 0) {
1086         put_rac(c, &keystate, 1);
1087         p->key_frame = 1;
1088         f->gob_count++;
1089         write_header(f);
1090     } else {
1091         put_rac(c, &keystate, 0);
1092         p->key_frame = 0;
1093     }
1094
1095     if (f->ac > 1) {
1096         int i;
1097         for (i = 1; i < 256; i++) {
1098             c->one_state[i]        = f->state_transition[i];
1099             c->zero_state[256 - i] = 256 - c->one_state[i];
1100         }
1101     }
1102
1103     for (i = 1; i < f->slice_count; i++) {
1104         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1105         uint8_t *start  = pkt->data + (pkt->size - used_count) * (int64_t)i / f->slice_count;
1106         int len         = pkt->size / f->slice_count;
1107         ff_init_range_encoder(&fs->c, start, len);
1108     }
1109     avctx->execute(avctx, encode_slice, &f->slice_context[0], NULL,
1110                    f->slice_count, sizeof(void *));
1111
1112     buf_p = pkt->data;
1113     for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
1114         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1115         int bytes;
1116
1117         if (fs->ac) {
1118             uint8_t state = 129;
1119             put_rac(&fs->c, &state, 0);
1120             bytes = ff_rac_terminate(&fs->c);
1121         } else {
1122             flush_put_bits(&fs->pb); // FIXME: nicer padding
1123             bytes = fs->ac_byte_count + (put_bits_count(&fs->pb) + 7) / 8;
1124         }
1125         if (i > 0 || f->version > 2) {
1126             av_assert0(bytes < pkt->size / f->slice_count);
1127             memmove(buf_p, fs->c.bytestream_start, bytes);
1128             av_assert0(bytes < (1 << 24));
1129             AV_WB24(buf_p + bytes, bytes);
1130             bytes += 3;
1131         }
1132         if (f->ec) {
1133             unsigned v;
1134             buf_p[bytes++] = 0;
1135             v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, buf_p, bytes);
1136             AV_WL32(buf_p + bytes, v);
1137             bytes += 4;
1138         }
1139         buf_p += bytes;
1140     }
1141
1142     if ((avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1) && (f->picture_number & 31) == 0) {
1143         int j, k, m;
1144         char *p   = avctx->stats_out;
1145         char *end = p + STATS_OUT_SIZE;
1146
1147         memset(f->rc_stat, 0, sizeof(f->rc_stat));
1148         for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
1149             memset(f->rc_stat2[i], 0, f->context_count[i] * sizeof(*f->rc_stat2[i]));
1150
1151         for (j = 0; j < f->slice_count; j++) {
1152             FFV1Context *fs = f->slice_context[j];
1153             for (i = 0; i < 256; i++) {
1154                 f->rc_stat[i][0] += fs->rc_stat[i][0];
1155                 f->rc_stat[i][1] += fs->rc_stat[i][1];
1156             }
1157             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1158                 for (k = 0; k < f->context_count[i]; k++)
1159                     for (m = 0; m < 32; m++) {
1160                         f->rc_stat2[i][k][m][0] += fs->rc_stat2[i][k][m][0];
1161                         f->rc_stat2[i][k][m][1] += fs->rc_stat2[i][k][m][1];
1162                     }
1163             }
1164         }
1165
1166         for (j = 0; j < 256; j++) {
1167             snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1168                      f->rc_stat[j][0], f->rc_stat[j][1]);
1169             p += strlen(p);
1170         }
1171         snprintf(p, end - p, "\n");
1172
1173         for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1174             for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
1175                 for (m = 0; m < 32; m++) {
1176                     snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1177                              f->rc_stat2[i][j][m][0], f->rc_stat2[i][j][m][1]);
1178                     p += strlen(p);
1179                 }
1180         }
1181         snprintf(p, end - p, "%d\n", f->gob_count);
1182     } else if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1)
1183         avctx->stats_out[0] = '\0';
1184
1185     f->picture_number++;
1186     pkt->size   = buf_p - pkt->data;
1187     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY * p->key_frame;
1188     *got_packet = 1;
1189
1190     return 0;
1191 }
1192
1193 #define OFFSET(x) offsetof(FFV1Context, x)
1194 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1195 static const AVOption options[] = {
1196     { "slicecrc", "Protect slices with CRCs", OFFSET(ec), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
1197     { NULL }
1198 };
1199
1200 static const AVClass ffv1_class = {
1201     .class_name = "ffv1 encoder",
1202     .item_name  = av_default_item_name,
1203     .option     = options,
1204     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1205 };
1206
1207 static const AVCodecDefault ffv1_defaults[] = {
1208     { "coder", "-1" },
1209     { NULL },
1210 };
1211
1212 AVCodec ff_ffv1_encoder = {
1213     .name           = "ffv1",
1214     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1215     .id             = AV_CODEC_ID_FFV1,
1216     .priv_data_size = sizeof(FFV1Context),
1217     .init           = encode_init,
1218     .encode2        = encode_frame,
1219     .close          = ffv1_close,
1220     .capabilities   = CODEC_CAP_SLICE_THREADS,
1221     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
1222         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUVA420P,  AV_PIX_FMT_YUVA422P,  AV_PIX_FMT_YUV444P,
1223         AV_PIX_FMT_YUVA444P,  AV_PIX_FMT_YUV440P,   AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV411P,
1224         AV_PIX_FMT_YUV410P,   AV_PIX_FMT_0RGB32,    AV_PIX_FMT_RGB32,     AV_PIX_FMT_YUV420P16,
1225         AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16, AV_PIX_FMT_YUV444P9,  AV_PIX_FMT_YUV422P9,
1226         AV_PIX_FMT_YUV420P9,  AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
1227         AV_PIX_FMT_YUVA444P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA420P16,
1228         AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA420P10,
1229         AV_PIX_FMT_YUVA444P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA420P9,
1230         AV_PIX_FMT_GRAY16,    AV_PIX_FMT_GRAY8,     AV_PIX_FMT_GBRP9,     AV_PIX_FMT_GBRP10,
1231         AV_PIX_FMT_GBRP12,    AV_PIX_FMT_GBRP14,
1232         AV_PIX_FMT_NONE
1233
1234     },
1235     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FFmpeg video codec #1"),
1236     .defaults       = ffv1_defaults,
1237     .priv_class     = &ffv1_class,
1238 };