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 * s->slice_rct_by_coef + r * s->slice_rct_ry_coef) >> 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         } else if (f->version == 4)
 563             f->micro_version = 2;
 564         put_symbol(c, state, f->micro_version, 0);
 565     }
 566
 567     put_symbol(c, state, f->ac, 0);
 568     if (f->ac > 1)
 569         for (i = 1; i < 256; i++)
 570             put_symbol(c, state, f->state_transition[i] - c->one_state[i], 1);
 571
 572     put_symbol(c, state, f->colorspace, 0); // YUV cs type
 573     put_symbol(c, state, f->bits_per_raw_sample, 0);
 574     put_rac(c, state, f->chroma_planes);
 575     put_symbol(c, state, f->chroma_h_shift, 0);
 576     put_symbol(c, state, f->chroma_v_shift, 0);
 577     put_rac(c, state, f->transparency);
 578     put_symbol(c, state, f->num_h_slices - 1, 0);
 579     put_symbol(c, state, f->num_v_slices - 1, 0);
 580
 581     put_symbol(c, state, f->quant_table_count, 0);
 582     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
 583         write_quant_tables(c, f->quant_tables[i]);
 584
 585     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
 586         for (j = 0; j < f->context_count[i] * CONTEXT_SIZE; j++)
 587             if (f->initial_states[i] && f->initial_states[i][0][j] != 128)
 588                 break;
 589         if (j < f->context_count[i] * CONTEXT_SIZE) {
 590             put_rac(c, state, 1);
 591             for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
 592                 for (k = 0; k < CONTEXT_SIZE; k++) {
 593                     int pred = j ? f->initial_states[i][j - 1][k] : 128;
 594                     put_symbol(c, state2[k],
 595                                (int8_t)(f->initial_states[i][j][k] - pred), 1);
 596                 }
 597         } else {
 598             put_rac(c, state, 0);
 599         }
 600     }
 601
 602     if (f->version > 2) {
 603         put_symbol(c, state, f->ec, 0);
 604         put_symbol(c, state, f->intra = (f->avctx->gop_size < 2), 0);
 605     }
 606
 607     f->avctx->extradata_size = ff_rac_terminate(c);
 608     v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
 609     AV_WL32(f->avctx->extradata + f->avctx->extradata_size, v);
 610     f->avctx->extradata_size += 4;
 611
 612     return 0;
 613 }
 614
 615 static int sort_stt(FFV1Context *s, uint8_t stt[256])
 616 {
 617     int i, i2, changed, print = 0;
 618
 619     do {
 620         changed = 0;
 621         for (i = 12; i < 244; i++) {
 622             for (i2 = i + 1; i2 < 245 && i2 < i + 4; i2++) {
 623
 624 #define COST(old, new)                                      \
 625     s->rc_stat[old][0] * -log2((256 - (new)) / 256.0) +     \
 626     s->rc_stat[old][1] * -log2((new)         / 256.0)
 627
 628 #define COST2(old, new)                         \
 629     COST(old, new) + COST(256 - (old), 256 - (new))
 630
 631                 double size0 = COST2(i,  i) + COST2(i2, i2);
 632                 double sizeX = COST2(i, i2) + COST2(i2, i);
 633                 if (size0 - sizeX > size0*(1e-14) && i != 128 && i2 != 128) {
 634                     int j;
 635                     FFSWAP(int, stt[i], stt[i2]);
 636                     FFSWAP(int, s->rc_stat[i][0], s->rc_stat[i2][0]);
 637                     FFSWAP(int, s->rc_stat[i][1], s->rc_stat[i2][1]);
 638                     if (i != 256 - i2) {
 639                         FFSWAP(int, stt[256 - i], stt[256 - i2]);
 640                         FFSWAP(int, s->rc_stat[256 - i][0], s->rc_stat[256 - i2][0]);
 641                         FFSWAP(int, s->rc_stat[256 - i][1], s->rc_stat[256 - i2][1]);
 642                     }
 643                     for (j = 1; j < 256; j++) {
 644                         if (stt[j] == i)
 645                             stt[j] = i2;
 646                         else if (stt[j] == i2)
 647                             stt[j] = i;
 648                         if (i != 256 - i2) {
 649                             if (stt[256 - j] == 256 - i)
 650                                 stt[256 - j] = 256 - i2;
 651                             else if (stt[256 - j] == 256 - i2)
 652                                 stt[256 - j] = 256 - i;
 653                         }
 654                     }
 655                     print = changed = 1;
 656                 }
 657             }
 658         }
 659     } while (changed);
 660     return print;
 661 }
 662
 663 static av_cold int encode_init(AVCodecContext *avctx)
 664 {
 665     FFV1Context *s = avctx->priv_data;
 666     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
 667     int i, j, k, m, ret;
 668
 669     if ((ret = ffv1_common_init(avctx)) < 0)
 670         return ret;
 671
 672     s->version = 0;
 673
 674     if ((avctx->flags & (CODEC_FLAG_PASS1|CODEC_FLAG_PASS2)) || avctx->slices>1)
 675         s->version = FFMAX(s->version, 2);
 676
 677     // Unspecified level & slices, we choose version 1.2+ to ensure multithreaded decodability
 678     if (avctx->slices == 0 && avctx->level < 0 && avctx->width * avctx->height > 720*576)
 679         s->version = FFMAX(s->version, 2);
 680
 681     if (avctx->level <= 0 && s->version == 2) {
 682         s->version = 3;
 683     }
 684     if (avctx->level >= 0 && avctx->level <= 4)
 685         s->version = FFMAX(s->version, avctx->level);
 686
 687     if (s->ec < 0) {
 688         s->ec = (s->version >= 3);
 689     }
 690
 691     if ((s->version == 2 || s->version>3) && avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL) {
 692         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Version 2 needed for requested features but version 2 is experimental and not enabled\n");
 693         return AVERROR_INVALIDDATA;
 694     }
 695
 696     s->ac = avctx->coder_type > 0 ? 2 : 0;
 697
 698     s->plane_count = 3;
 699     switch(avctx->pix_fmt) {
 700     case AV_PIX_FMT_YUV444P9:
 701     case AV_PIX_FMT_YUV422P9:
 702     case AV_PIX_FMT_YUV420P9:
 703     case AV_PIX_FMT_YUVA444P9:
 704     case AV_PIX_FMT_YUVA422P9:
 705     case AV_PIX_FMT_YUVA420P9:
 706         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 707             s->bits_per_raw_sample = 9;
 708     case AV_PIX_FMT_YUV444P10:
 709     case AV_PIX_FMT_YUV420P10:
 710     case AV_PIX_FMT_YUV422P10:
 711     case AV_PIX_FMT_YUVA444P10:
 712     case AV_PIX_FMT_YUVA422P10:
 713     case AV_PIX_FMT_YUVA420P10:
 714         s->packed_at_lsb = 1;
 715         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 716             s->bits_per_raw_sample = 10;
 717     case AV_PIX_FMT_GRAY16:
 718     case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
 719     case AV_PIX_FMT_YUV422P16:
 720     case AV_PIX_FMT_YUV420P16:
 721     case AV_PIX_FMT_YUVA444P16:
 722     case AV_PIX_FMT_YUVA422P16:
 723     case AV_PIX_FMT_YUVA420P16:
 724         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample) {
 725             s->bits_per_raw_sample = 16;
 726         } else if (!s->bits_per_raw_sample) {
 727             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
 728         }
 729         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 730             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample invalid\n");
 731             return AVERROR_INVALIDDATA;
 732         }
 733         if (!s->ac && avctx->coder_type == -1) {
 734             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "bits_per_raw_sample > 8, forcing coder 1\n");
 735             s->ac = 2;
 736         }
 737         if (!s->ac) {
 738             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample of more than 8 needs -coder 1 currently\n");
 739             return AVERROR(ENOSYS);
 740         }
 741         s->version = FFMAX(s->version, 1);
 742     case AV_PIX_FMT_GRAY8:
 743     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 744     case AV_PIX_FMT_YUV440P:
 745     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
 746     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 747     case AV_PIX_FMT_YUV411P:
 748     case AV_PIX_FMT_YUV410P:
 749     case AV_PIX_FMT_YUVA444P:
 750     case AV_PIX_FMT_YUVA422P:
 751     case AV_PIX_FMT_YUVA420P:
 752         s->chroma_planes = desc->nb_components < 3 ? 0 : 1;
 753         s->colorspace = 0;
 754         s->transparency = desc->nb_components == 4;
 755         break;
 756     case AV_PIX_FMT_RGB32:
 757         s->colorspace = 1;
 758         s->transparency = 1;
 759         s->chroma_planes = 1;
 760         break;
 761     case AV_PIX_FMT_0RGB32:
 762         s->colorspace = 1;
 763         s->chroma_planes = 1;
 764         break;
 765     case AV_PIX_FMT_GBRP9:
 766         if (!avctx->bits_per_raw_sample)
 767             s->bits_per_raw_sample = 9;
 768     case AV_PIX_FMT_GBRP10:
 769         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 770             s->bits_per_raw_sample = 10;
 771     case AV_PIX_FMT_GBRP12:
 772         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 773             s->bits_per_raw_sample = 12;
 774     case AV_PIX_FMT_GBRP14:
 775         if (!avctx->bits_per_raw_sample && !s->bits_per_raw_sample)
 776             s->bits_per_raw_sample = 14;
 777         else if (!s->bits_per_raw_sample)
 778             s->bits_per_raw_sample = avctx->bits_per_raw_sample;
 779         s->colorspace = 1;
 780         s->chroma_planes = 1;
 781         s->version = FFMAX(s->version, 1);
 782         if (!s->ac) {
 783             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "bits_per_raw_sample of more than 8 needs -coder 1 currently\n");
 784             return AVERROR(ENOSYS);
 785         }
 786         break;
 787     default:
 788         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
 789         return AVERROR(ENOSYS);
 790     }
 791     if (s->transparency) {
 792         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Storing alpha plane, this will require a recent FFV1 decoder to playback!\n");
 793     }
 794     if (avctx->context_model > 1U) {
 795         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid context model %d, valid values are 0 and 1\n", avctx->context_model);
 796         return AVERROR(EINVAL);
 797     }
 798
 799     if (s->ac > 1)
 800         for (i = 1; i < 256; i++)
 801             s->state_transition[i] = ver2_state[i];
 802
 803     for (i = 0; i < 256; i++) {
 804         s->quant_table_count = 2;
 805         if (s->bits_per_raw_sample <= 8) {
 806             s->quant_tables[0][0][i]=           quant11[i];
 807             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant11[i];
 808             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant11[i];
 809             s->quant_tables[1][0][i]=           quant11[i];
 810             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant11[i];
 811             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5 [i];
 812             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5 [i];
 813             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5 [i];
 814         } else {
 815             s->quant_tables[0][0][i]=           quant9_10bit[i];
 816             s->quant_tables[0][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
 817             s->quant_tables[0][2][i]=     11*11*quant9_10bit[i];
 818             s->quant_tables[1][0][i]=           quant9_10bit[i];
 819             s->quant_tables[1][1][i]=        11*quant9_10bit[i];
 820             s->quant_tables[1][2][i]=     11*11*quant5_10bit[i];
 821             s->quant_tables[1][3][i]=   5*11*11*quant5_10bit[i];
 822             s->quant_tables[1][4][i]= 5*5*11*11*quant5_10bit[i];
 823         }
 824     }
 825     s->context_count[0] = (11 * 11 * 11        + 1) / 2;
 826     s->context_count[1] = (11 * 11 * 5 * 5 * 5 + 1) / 2;
 827     memcpy(s->quant_table, s->quant_tables[avctx->context_model],
 828            sizeof(s->quant_table));
 829
 830     for (i = 0; i < s->plane_count; i++) {
 831         PlaneContext *const p = &s->plane[i];
 832
 833         memcpy(p->quant_table, s->quant_table, sizeof(p->quant_table));
 834         p->quant_table_index = avctx->context_model;
 835         p->context_count     = s->context_count[p->quant_table_index];
 836     }
 837
 838     if ((ret = ffv1_allocate_initial_states(s)) < 0)
 839         return ret;
 840
 841     avctx->coded_frame = av_frame_alloc();
 842     if (!avctx->coded_frame)
 843         return AVERROR(ENOMEM);
 844
 845     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 846
 847     if (!s->transparency)
 848         s->plane_count = 2;
 849     if (!s->chroma_planes && s->version > 3)
 850         s->plane_count--;
 851
 852     avcodec_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &s->chroma_h_shift, &s->chroma_v_shift);
 853     s->picture_number = 0;
 854
 855     if (avctx->flags & (CODEC_FLAG_PASS1 | CODEC_FLAG_PASS2)) {
 856         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
 857             s->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
 858                                         sizeof(*s->rc_stat2[i]));
 859             if (!s->rc_stat2[i])
 860                 return AVERROR(ENOMEM);
 861         }
 862     }
 863     if (avctx->stats_in) {
 864         char *p = avctx->stats_in;
 865         uint8_t best_state[256][256];
 866         int gob_count = 0;
 867         char *next;
 868
 869         av_assert0(s->version >= 2);
 870
 871         for (;;) {
 872             for (j = 0; j < 256; j++)
 873                 for (i = 0; i < 2; i++) {
 874                     s->rc_stat[j][i] = strtol(p, &next, 0);
 875                     if (next == p) {
 876                         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 877                                "2Pass file invalid at %d %d [%s]\n", j, i, p);
 878                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 879                     }
 880                     p = next;
 881                 }
 882             for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
 883                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
 884                     for (k = 0; k < 32; k++)
 885                         for (m = 0; m < 2; m++) {
 886                             s->rc_stat2[i][j][k][m] = strtol(p, &next, 0);
 887                             if (next == p) {
 888                                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 889                                        "2Pass file invalid at %d %d %d %d [%s]\n",
 890                                        i, j, k, m, p);
 891                                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 892                             }
 893                             p = next;
 894                         }
 895                 }
 896             gob_count = strtol(p, &next, 0);
 897             if (next == p || gob_count <= 0) {
 898                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "2Pass file invalid\n");
 899                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 900             }
 901             p = next;
 902             while (*p == '\n' || *p == ' ')
 903                 p++;
 904             if (p[0] == 0)
 905                 break;
 906         }
 907         sort_stt(s, s->state_transition);
 908
 909         find_best_state(best_state, s->state_transition);
 910
 911         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++) {
 912             for (k = 0; k < 32; k++) {
 913                 double a=0, b=0;
 914                 int jp = 0;
 915                 for (j = 0; j < s->context_count[i]; j++) {
 916                     double p = 128;
 917                     if (s->rc_stat2[i][j][k][0] + s->rc_stat2[i][j][k][1] > 200 && j || a+b > 200) {
 918                         if (a+b)
 919                             p = 256.0 * b / (a + b);
 920                         s->initial_states[i][jp][k] =
 921                             best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip((a + b) / gob_count, 0, 255)];
 922                         for(jp++; jp<j; jp++)
 923                             s->initial_states[i][jp][k] = s->initial_states[i][jp-1][k];
 924                         a=b=0;
 925                     }
 926                     a += s->rc_stat2[i][j][k][0];
 927                     b += s->rc_stat2[i][j][k][1];
 928                     if (a+b) {
 929                         p = 256.0 * b / (a + b);
 930                     }
 931                     s->initial_states[i][j][k] =
 932                         best_state[av_clip(round(p), 1, 255)][av_clip((a + b) / gob_count, 0, 255)];
 933                 }
 934             }
 935         }
 936     }
 937
 938     if (s->version > 1) {
 939         s->num_v_slices = (avctx->width > 352 || avctx->height > 288 || !avctx->slices) ? 2 : 1;
 940         for (; s->num_v_slices < 9; s->num_v_slices++) {
 941             for (s->num_h_slices = s->num_v_slices; s->num_h_slices < 2*s->num_v_slices; s->num_h_slices++) {
 942                 if (avctx->slices == s->num_h_slices * s->num_v_slices && avctx->slices <= 64 || !avctx->slices)
 943                     goto slices_ok;
 944             }
 945         }
 946         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 947                "Unsupported number %d of slices requested, please specify a "
 948                "supported number with -slices (ex:4,6,9,12,16, ...)\n",
 949                avctx->slices);
 950         return AVERROR(ENOSYS);
 951 slices_ok:
 952         if ((ret = write_extradata(s)) < 0)
 953             return ret;
 954     }
 955
 956     if ((ret = ffv1_init_slice_contexts(s)) < 0)
 957         return ret;
 958     if ((ret = ffv1_init_slices_state(s)) < 0)
 959         return ret;
 960
 961 #define STATS_OUT_SIZE 1024 * 1024 * 6
 962     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1) {
 963         avctx->stats_out = av_mallocz(STATS_OUT_SIZE);
 964         if (!avctx->stats_out)
 965             return AVERROR(ENOMEM);
 966         for (i = 0; i < s->quant_table_count; i++)
 967             for (j = 0; j < s->slice_count; j++) {
 968                 FFV1Context *sf = s->slice_context[j];
 969                 av_assert0(!sf->rc_stat2[i]);
 970                 sf->rc_stat2[i] = av_mallocz(s->context_count[i] *
 971                                              sizeof(*sf->rc_stat2[i]));
 972                 if (!sf->rc_stat2[i])
 973                     return AVERROR(ENOMEM);
 974             }
 975     }
 976
 977     return 0;
 978 }
 979
 980 static void encode_slice_header(FFV1Context *f, FFV1Context *fs)
 981 {
 982     RangeCoder *c = &fs->c;
 983     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
 984     int j;
 985     memset(state, 128, sizeof(state));
 986
 987     put_symbol(c, state, (fs->slice_x     +1)*f->num_h_slices / f->width   , 0);
 988     put_symbol(c, state, (fs->slice_y     +1)*f->num_v_slices / f->height  , 0);
 989     put_symbol(c, state, (fs->slice_width +1)*f->num_h_slices / f->width -1, 0);
 990     put_symbol(c, state, (fs->slice_height+1)*f->num_v_slices / f->height-1, 0);
 991     for (j=0; j<f->plane_count; j++) {
 992         put_symbol(c, state, f->plane[j].quant_table_index, 0);
 993         av_assert0(f->plane[j].quant_table_index == f->avctx->context_model);
 994     }
 995     if (!f->picture.f->interlaced_frame)
 996         put_symbol(c, state, 3, 0);
 997     else
 998         put_symbol(c, state, 1 + !f->picture.f->top_field_first, 0);
 999     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.num, 0);
1000     put_symbol(c, state, f->picture.f->sample_aspect_ratio.den, 0);
1001     if (f->version > 3) {
1002         put_rac(c, state, fs->slice_coding_mode == 1);
1003         if (fs->slice_coding_mode == 1)
1004             ffv1_clear_slice_state(f, fs);
1005         put_symbol(c, state, fs->slice_coding_mode, 0);
1006         if (fs->slice_coding_mode != 1) {
1007             put_symbol(c, state, fs->slice_rct_by_coef, 0);
1008             put_symbol(c, state, fs->slice_rct_ry_coef, 0);
1009         }
1010     }
1011 }
1012
1013 static void choose_rct_params(FFV1Context *fs, uint8_t *src[3], const int stride[3], int w, int h)
1014 {
1015 #define NB_Y_COEFF 15
1016     static const int rct_y_coeff[15][2] = {
1017         {0, 0}, //      4G
1018         {1, 1}, //  R + 2G + B
1019         {2, 2}, // 2R      + 2B
1020         {0, 2}, //      2G + 2B
1021         {2, 0}, // 2R + 2G
1022         {4, 0}, // 4R
1023         {0, 4}, //           4B
1024
1025         {0, 3}, //      1G + 3B
1026         {3, 0}, // 3R + 1G
1027         {3, 1}, // 3R      +  B
1028         {1, 3}, //  R      + 3B
1029         {1, 2}, //  R +  G + 2B
1030         {2, 1}, // 2R +  G +  B
1031         {0, 1}, //      3G +  B
1032         {1, 0}, //  R + 3G
1033     };
1034
1035     int stat[NB_Y_COEFF] = {0};
1036     int x, y, i, p, best;
1037     int16_t *sample[3];
1038     int lbd = fs->bits_per_raw_sample <= 8;
1039
1040     for (y = 0; y < h; y++) {
1041         int lastr=0, lastg=0, lastb=0;
1042         for (p = 0; p < 3; p++)
1043             sample[p] = fs->sample_buffer + p*w;
1044
1045         for (x = 0; x < w; x++) {
1046             int b, g, r;
1047             int ab, ag, ar;
1048             if (lbd) {
1049                 unsigned v = *((uint32_t*)(src[0] + x*4 + stride[0]*y));
1050                 b =  v        & 0xFF;
1051                 g = (v >>  8) & 0xFF;
1052                 r = (v >> 16) & 0xFF;
1053             } else {
1054                 b = *((uint16_t*)(src[0] + x*2 + stride[0]*y));
1055                 g = *((uint16_t*)(src[1] + x*2 + stride[1]*y));
1056                 r = *((uint16_t*)(src[2] + x*2 + stride[2]*y));
1057             }
1058
1059             ar = r - lastr;
1060             ag = g - lastg;
1061             ab = b - lastb;
1062             if (x && y) {
1063                 int bg = ag - sample[0][x];
1064                 int bb = ab - sample[1][x];
1065                 int br = ar - sample[2][x];
1066
1067                 br -= bg;
1068                 bb -= bg;
1069
1070                 for (i = 0; i<NB_Y_COEFF; i++) {
1071                     stat[i] += FFABS(bg + ((br*rct_y_coeff[i][0] + bb*rct_y_coeff[i][1])>>2));
1072                 }
1073
1074             }
1075             sample[0][x] = ag;
1076             sample[1][x] = ab;
1077             sample[2][x] = ar;
1078
1079             lastr = r;
1080             lastg = g;
1081             lastb = b;
1082         }
1083     }
1084
1085     best = 0;
1086     for (i=1; i<NB_Y_COEFF; i++) {
1087         if (stat[i] < stat[best])
1088             best = i;
1089     }
1090
1091     fs->slice_rct_by_coef = rct_y_coeff[best][1];
1092     fs->slice_rct_ry_coef = rct_y_coeff[best][0];
1093 }
1094
1095 static int encode_slice(AVCodecContext *c, void *arg)
1096 {
1097     FFV1Context *fs  = *(void **)arg;
1098     FFV1Context *f   = fs->avctx->priv_data;
1099     int width        = fs->slice_width;
1100     int height       = fs->slice_height;
1101     int x            = fs->slice_x;
1102     int y            = fs->slice_y;
1103     const AVFrame *const p = f->picture.f;
1104     const int ps     = av_pix_fmt_desc_get(c->pix_fmt)->comp[0].step_minus1 + 1;
1105     int ret;
1106     RangeCoder c_bak = fs->c;
1107     uint8_t *planes[3] = {p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0],
1108                           p->data[1] + ps*x + y*p->linesize[1],
1109                           p->data[2] + ps*x + y*p->linesize[2]};
1110
1111     fs->slice_coding_mode = 0;
1112     if (f->version > 3) {
1113         choose_rct_params(fs, planes, p->linesize, width, height);
1114     } else {
1115         fs->slice_rct_by_coef = 1;
1116         fs->slice_rct_ry_coef = 1;
1117     }
1118
1119 retry:
1120     if (c->coded_frame->key_frame)
1121         ffv1_clear_slice_state(f, fs);
1122     if (f->version > 2) {
1123         encode_slice_header(f, fs);
1124     }
1125     if (!fs->ac) {
1126         if (f->version > 2)
1127             put_rac(&fs->c, (uint8_t[]) { 129 }, 0);
1128         fs->ac_byte_count = f->version > 2 || (!x && !y) ? ff_rac_terminate(&fs->c) : 0;
1129         init_put_bits(&fs->pb,
1130                       fs->c.bytestream_start + fs->ac_byte_count,
1131                       fs->c.bytestream_end - fs->c.bytestream_start - fs->ac_byte_count);
1132     }
1133
1134     if (f->colorspace == 0) {
1135         const int chroma_width  = FF_CEIL_RSHIFT(width,  f->chroma_h_shift);
1136         const int chroma_height = FF_CEIL_RSHIFT(height, f->chroma_v_shift);
1137         const int cx            = x >> f->chroma_h_shift;
1138         const int cy            = y >> f->chroma_v_shift;
1139
1140         ret = encode_plane(fs, p->data[0] + ps*x + y*p->linesize[0], width, height, p->linesize[0], 0);
1141
1142         if (f->chroma_planes) {
1143             ret |= encode_plane(fs, p->data[1] + ps*cx+cy*p->linesize[1], chroma_width, chroma_height, p->linesize[1], 1);
1144             ret |= encode_plane(fs, p->data[2] + ps*cx+cy*p->linesize[2], chroma_width, chroma_height, p->linesize[2], 1);
1145         }
1146         if (fs->transparency)
1147             ret |= encode_plane(fs, p->data[3] + ps*x + y*p->linesize[3], width, height, p->linesize[3], 2);
1148     } else {
1149         ret = encode_rgb_frame(fs, planes, width, height, p->linesize);
1150     }
1151     emms_c();
1152
1153     if (ret < 0) {
1154         av_assert0(fs->slice_coding_mode == 0);
1155         if (fs->version < 4 || !fs->ac) {
1156             av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Buffer too small\n");
1157             return ret;
1158         }
1159         av_log(c, AV_LOG_DEBUG, "Coding slice as PCM\n");
1160         fs->slice_coding_mode = 1;
1161         fs->c = c_bak;
1162         goto retry;
1163     }
1164
1165     return 0;
1166 }
1167
1168 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1169                         const AVFrame *pict, int *got_packet)
1170 {
1171     FFV1Context *f      = avctx->priv_data;
1172     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
1173     AVFrame *const p    = f->picture.f;
1174     int used_count      = 0;
1175     uint8_t keystate    = 128;
1176     uint8_t *buf_p;
1177     int i, ret;
1178     int64_t maxsize =   FF_MIN_BUFFER_SIZE
1179                       + avctx->width*avctx->height*35LL*4;
1180
1181     if(!pict) {
1182         if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1) {
1183             int j, k, m;
1184             char *p   = avctx->stats_out;
1185             char *end = p + STATS_OUT_SIZE;
1186
1187             memset(f->rc_stat, 0, sizeof(f->rc_stat));
1188             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
1189                 memset(f->rc_stat2[i], 0, f->context_count[i] * sizeof(*f->rc_stat2[i]));
1190
1191             for (j = 0; j < f->slice_count; j++) {
1192                 FFV1Context *fs = f->slice_context[j];
1193                 for (i = 0; i < 256; i++) {
1194                     f->rc_stat[i][0] += fs->rc_stat[i][0];
1195                     f->rc_stat[i][1] += fs->rc_stat[i][1];
1196                 }
1197                 for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1198                     for (k = 0; k < f->context_count[i]; k++)
1199                         for (m = 0; m < 32; m++) {
1200                             f->rc_stat2[i][k][m][0] += fs->rc_stat2[i][k][m][0];
1201                             f->rc_stat2[i][k][m][1] += fs->rc_stat2[i][k][m][1];
1202                         }
1203                 }
1204             }
1205
1206             for (j = 0; j < 256; j++) {
1207                 snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1208                         f->rc_stat[j][0], f->rc_stat[j][1]);
1209                 p += strlen(p);
1210             }
1211             snprintf(p, end - p, "\n");
1212
1213             for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
1214                 for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
1215                     for (m = 0; m < 32; m++) {
1216                         snprintf(p, end - p, "%" PRIu64 " %" PRIu64 " ",
1217                                 f->rc_stat2[i][j][m][0], f->rc_stat2[i][j][m][1]);
1218                         p += strlen(p);
1219                     }
1220             }
1221             snprintf(p, end - p, "%d\n", f->gob_count);
1222         }
1223         return 0;
1224     }
1225
1226     if (f->version > 3)
1227         maxsize = FF_MIN_BUFFER_SIZE + avctx->width*avctx->height*3LL*4;
1228
1229     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, maxsize)) < 0)
1230         return ret;
1231
1232     ff_init_range_encoder(c, pkt->data, pkt->size);
1233     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
1234
1235     av_frame_unref(p);
1236     if ((ret = av_frame_ref(p, pict)) < 0)
1237         return ret;
1238     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1239
1240     if (avctx->gop_size == 0 || f->picture_number % avctx->gop_size == 0) {
1241         put_rac(c, &keystate, 1);
1242         avctx->coded_frame->key_frame = 1;
1243         f->gob_count++;
1244         write_header(f);
1245     } else {
1246         put_rac(c, &keystate, 0);
1247         avctx->coded_frame->key_frame = 0;
1248     }
1249
1250     if (f->ac > 1) {
1251         int i;
1252         for (i = 1; i < 256; i++) {
1253             c->one_state[i]        = f->state_transition[i];
1254             c->zero_state[256 - i] = 256 - c->one_state[i];
1255         }
1256     }
1257
1258     for (i = 1; i < f->slice_count; i++) {
1259         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1260         uint8_t *start  = pkt->data + (pkt->size - used_count) * (int64_t)i / f->slice_count;
1261         int len         = pkt->size / f->slice_count;
1262         ff_init_range_encoder(&fs->c, start, len);
1263     }
1264     avctx->execute(avctx, encode_slice, &f->slice_context[0], NULL,
1265                    f->slice_count, sizeof(void *));
1266
1267     buf_p = pkt->data;
1268     for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
1269         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
1270         int bytes;
1271
1272         if (fs->ac) {
1273             uint8_t state = 129;
1274             put_rac(&fs->c, &state, 0);
1275             bytes = ff_rac_terminate(&fs->c);
1276         } else {
1277             flush_put_bits(&fs->pb); // FIXME: nicer padding
1278             bytes = fs->ac_byte_count + (put_bits_count(&fs->pb) + 7) / 8;
1279         }
1280         if (i > 0 || f->version > 2) {
1281             av_assert0(bytes < pkt->size / f->slice_count);
1282             memmove(buf_p, fs->c.bytestream_start, bytes);
1283             av_assert0(bytes < (1 << 24));
1284             AV_WB24(buf_p + bytes, bytes);
1285             bytes += 3;
1286         }
1287         if (f->ec) {
1288             unsigned v;
1289             buf_p[bytes++] = 0;
1290             v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, buf_p, bytes);
1291             AV_WL32(buf_p + bytes, v);
1292             bytes += 4;
1293         }
1294         buf_p += bytes;
1295     }
1296
1297     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1)
1298         avctx->stats_out[0] = '\0';
1299
1300     f->picture_number++;
1301     pkt->size   = buf_p - pkt->data;
1302     pkt->pts    =
1303     pkt->dts    = pict->pts;
1304     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY * avctx->coded_frame->key_frame;
1305     *got_packet = 1;
1306
1307     return 0;
1308 }
1309
1310 static av_cold int encode_close(AVCodecContext *avctx)
1311 {
1312     av_frame_free(&avctx->coded_frame);
1313     ffv1_close(avctx);
1314     return 0;
1315 }
1316
1317 #define OFFSET(x) offsetof(FFV1Context, x)
1318 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1319 static const AVOption options[] = {
1320     { "slicecrc", "Protect slices with CRCs", OFFSET(ec), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
1321     { NULL }
1322 };
1323
1324 static const AVClass ffv1_class = {
1325     .class_name = "ffv1 encoder",
1326     .item_name  = av_default_item_name,
1327     .option     = options,
1328     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1329 };
1330
1331 static const AVCodecDefault ffv1_defaults[] = {
1332     { "coder", "-1" },
1333     { NULL },
1334 };
1335
1336 AVCodec ff_ffv1_encoder = {
1337     .name           = "ffv1",
1338     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FFmpeg video codec #1"),
1339     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1340     .id             = AV_CODEC_ID_FFV1,
1341     .priv_data_size = sizeof(FFV1Context),
1342     .init           = encode_init,
1343     .encode2        = encode_frame,
1344     .close          = encode_close,
1345     .capabilities   = CODEC_CAP_SLICE_THREADS | CODEC_CAP_DELAY,
1346     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
1347         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUVA420P,  AV_PIX_FMT_YUVA422P,  AV_PIX_FMT_YUV444P,
1348         AV_PIX_FMT_YUVA444P,  AV_PIX_FMT_YUV440P,   AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV411P,
1349         AV_PIX_FMT_YUV410P,   AV_PIX_FMT_0RGB32,    AV_PIX_FMT_RGB32,     AV_PIX_FMT_YUV420P16,
1350         AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16, AV_PIX_FMT_YUV444P9,  AV_PIX_FMT_YUV422P9,
1351         AV_PIX_FMT_YUV420P9,  AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
1352         AV_PIX_FMT_YUVA444P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA420P16,
1353         AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA420P10,
1354         AV_PIX_FMT_YUVA444P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA420P9,
1355         AV_PIX_FMT_GRAY16,    AV_PIX_FMT_GRAY8,     AV_PIX_FMT_GBRP9,     AV_PIX_FMT_GBRP10,
1356         AV_PIX_FMT_GBRP12,    AV_PIX_FMT_GBRP14,
1357         AV_PIX_FMT_NONE
1358
1359     },
1360     .defaults       = ffv1_defaults,
1361     .priv_class     = &ffv1_class,
1362 };