git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/h261.c

   1 /*
   2  * H261 decoder
   3  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   4  * Copyright (c) 2004 Maarten Daniels
   5  *
   6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file h261.c
  23  * h261codec.
  24  */
  25
  26 #include "common.h"
  27 #include "dsputil.h"
  28 #include "avcodec.h"
  29 #include "mpegvideo.h"
  30 #include "h261data.h"
  31
  32
  33 #define H261_MBA_VLC_BITS 9
  34 #define H261_MTYPE_VLC_BITS 6
  35 #define H261_MV_VLC_BITS 7
  36 #define H261_CBP_VLC_BITS 9
  37 #define TCOEFF_VLC_BITS 9
  38
  39 #define MBA_STUFFING 33
  40 #define MBA_STARTCODE 34
  41 #define IS_FIL(a)    ((a)&MB_TYPE_H261_FIL)
  42
  43 /**
  44  * H261Context
  45  */
  46 typedef struct H261Context{
  47     MpegEncContext s;
  48
  49     int current_mba;
  50     int previous_mba;
  51     int mba_diff;
  52     int mtype;
  53     int current_mv_x;
  54     int current_mv_y;
  55     int gob_number;
  56     int bits_left; //8 - nr of bits left of the following frame in the last byte in this frame
  57     int last_bits; //bits left of the following frame in the last byte in this frame
  58     int gob_start_code_skipped; // 1 if gob start code is already read before gob header is read
  59 }H261Context;
  60
  61 void ff_h261_loop_filter(MpegEncContext *s){
  62     H261Context * h= (H261Context*)s;
  63     const int linesize  = s->linesize;
  64     const int uvlinesize= s->uvlinesize;
  65     uint8_t *dest_y = s->dest[0];
  66     uint8_t *dest_cb= s->dest[1];
  67     uint8_t *dest_cr= s->dest[2];
  68
  69     if(!(IS_FIL (h->mtype)))
  70         return;
  71
  72     s->dsp.h261_loop_filter(dest_y                   , linesize);
  73     s->dsp.h261_loop_filter(dest_y                + 8, linesize);
  74     s->dsp.h261_loop_filter(dest_y + 8 * linesize    , linesize);
  75     s->dsp.h261_loop_filter(dest_y + 8 * linesize + 8, linesize);
  76     s->dsp.h261_loop_filter(dest_cb, uvlinesize);
  77     s->dsp.h261_loop_filter(dest_cr, uvlinesize);
  78 }
  79
  80 static int ff_h261_get_picture_format(int width, int height){
  81     // QCIF
  82     if (width == 176 && height == 144)
  83         return 0;
  84     // CIF
  85     else if (width == 352 && height == 288)
  86         return 1;
  87     // ERROR
  88     else
  89         return -1;
  90 }
  91
  92 static void h261_encode_block(H261Context * h, DCTELEM * block,
  93                               int n);
  94 static int h261_decode_block(H261Context *h, DCTELEM *block,
  95                              int n, int coded);
  96
  97 void ff_h261_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number){
  98     H261Context * h = (H261Context *) s;
  99     int format, temp_ref;
 100
 101     align_put_bits(&s->pb);
 102
 103     /* Update the pointer to last GOB */
 104     s->ptr_lastgob = pbBufPtr(&s->pb);
 105
 106     put_bits(&s->pb, 20, 0x10); /* PSC */
 107
 108     temp_ref= s->picture_number * (int64_t)30000 * s->avctx->frame_rate_base /
 109                          (1001 * (int64_t)s->avctx->frame_rate);
 110     put_bits(&s->pb, 5, temp_ref & 0x1f); /* TemporalReference */
 111
 112     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* split screen off */
 113     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* camera  off */
 114     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* freeze picture release off */
 115
 116     format = ff_h261_get_picture_format(s->width, s->height);
 117
 118     put_bits(&s->pb, 1, format); /* 0 == QCIF, 1 == CIF */
 119
 120     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* still image mode */
 121     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* reserved */
 122
 123     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no PEI */
 124     if(format == 0)
 125         h->gob_number = -1;
 126     else
 127         h->gob_number = 0;
 128     h->current_mba = 0;
 129 }
 130
 131 /**
 132  * Encodes a group of blocks header.
 133  */
 134 static void h261_encode_gob_header(MpegEncContext * s, int mb_line){
 135     H261Context * h = (H261Context *)s;
 136     if(ff_h261_get_picture_format(s->width, s->height) == 0){
 137         h->gob_number+=2; // QCIF
 138     }
 139     else{
 140         h->gob_number++; // CIF
 141     }
 142     put_bits(&s->pb, 16, 1); /* GBSC */
 143     put_bits(&s->pb, 4, h->gob_number); /* GN */
 144     put_bits(&s->pb, 5, s->qscale); /* GQUANT */
 145     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no GEI */
 146     h->current_mba = 0;
 147     h->previous_mba = 0;
 148     h->current_mv_x=0;
 149     h->current_mv_y=0;
 150 }
 151
 152 void ff_h261_reorder_mb_index(MpegEncContext* s){
 153     /* for CIF the GOB's are fragmented in the middle of a scanline
 154        that's why we need to adjust the x and y index of the macroblocks */
 155     if(ff_h261_get_picture_format(s->width,s->height) == 1){ // CIF
 156         if((s->mb_x == 0 && (s->mb_y % 3 == 0) ) || (s->mb_x == 11 && ((s->mb_y -1 )% 3 == 0) ))
 157             h261_encode_gob_header(s,0);
 158         if(s->mb_x < 11 ){
 159             if((s->mb_y % 3) == 1 ){
 160                 s->mb_x += 0;
 161                 s->mb_y += 1;
 162             }
 163             else if( (s->mb_y % 3) == 2 ){
 164                 s->mb_x += 11;
 165                 s->mb_y -= 1;
 166             }
 167         }
 168         else{
 169             if((s->mb_y % 3) == 1 ){
 170                 s->mb_x += 0;
 171                 s->mb_y -= 1;
 172             }
 173             else if( (s->mb_y % 3) == 0 ){
 174                 s->mb_x -= 11;
 175                 s->mb_y += 1;
 176             }
 177         }
 178         ff_init_block_index(s);
 179         ff_update_block_index(s);
 180     /* for QCIF we don't need to reorder MB's
 181        there the GOB's aren't fragmented in the middle of a scanline */
 182     }else if(ff_h261_get_picture_format(s->width,s->height) == 0){ // QCIF
 183         if(s->mb_y % 3 == 0 && s->mb_x == 0)
 184             h261_encode_gob_header(s,0);
 185     }
 186 }
 187
 188 static void h261_encode_motion(H261Context * h, int val){
 189     MpegEncContext * const s = &h->s;
 190     int sign, code;
 191     if(val==0){
 192         code = 0;
 193         put_bits(&s->pb,h261_mv_tab[code][1],h261_mv_tab[code][0]);
 194     }
 195     else{
 196         if(val > 16)
 197             val -=32;
 198         if(val < -16)
 199             val+=32;
 200         sign = val < 0;
 201         code = sign ? -val : val;
 202         put_bits(&s->pb,h261_mv_tab[code][1],h261_mv_tab[code][0]);
 203         put_bits(&s->pb,1,sign);
 204     }
 205 }
 206
 207 static inline int get_cbp(MpegEncContext * s,
 208                       DCTELEM block[6][64])
 209 {
 210     int i, cbp;
 211     cbp= 0;
 212     for (i = 0; i < 6; i++) {
 213         if (s->block_last_index[i] >= 0)
 214             cbp |= 1 << (5 - i);
 215     }
 216     return cbp;
 217 }
 218 void ff_h261_encode_mb(MpegEncContext * s,
 219          DCTELEM block[6][64],
 220          int motion_x, int motion_y)
 221 {
 222     H261Context * h = (H261Context *)s;
 223     int old_mtype, mvd, mv_diff_x, mv_diff_y, i, cbp;
 224     cbp = 63; // avoid warning
 225     mvd = 0;
 226
 227     h->current_mba++;
 228     old_mtype = h->mtype;
 229     h->mtype = 0;
 230
 231     if (!s->mb_intra){
 232         /* compute cbp */
 233         cbp= get_cbp(s, block);
 234
 235         /* mvd indicates if this block is motion compensated */
 236         if(((motion_x >> 1) - h->current_mv_x != 0) || ((motion_y >> 1 ) - h->current_mv_y) != 0){
 237             mvd = 1;
 238         }
 239         else if((motion_x >> 1 == 0) && (motion_y >> 1 == 0)){
 240             mvd = 0;
 241         }
 242         else
 243             mvd = 1;
 244         if((cbp | mvd | s->dquant ) == 0) {
 245             /* skip macroblock */
 246             s->skip_count++;
 247             h->current_mv_x=0;
 248             h->current_mv_y=0;
 249             return;
 250         }
 251     }
 252
 253     /* MB is not skipped, encode MBA */
 254     put_bits(&s->pb, h261_mba_bits[(h->current_mba-h->previous_mba)-1], h261_mba_code[(h->current_mba-h->previous_mba)-1]);
 255
 256     /* calculate MTYPE */
 257     if(!s->mb_intra){
 258         h->mtype+=2;
 259     if(mvd == 1){
 260         h->mtype+=2;
 261         if(cbp!=0)
 262             h->mtype+=1;
 263         if(s->loop_filter)
 264             h->mtype+=3;
 265         }
 266     }
 267
 268     if(s->dquant)
 269         h->mtype++;
 270
 271     put_bits(&s->pb, h261_mtype_bits[h->mtype], h261_mtype_code[h->mtype]);
 272
 273     h->mtype = h261_mtype_map[h->mtype];
 274
 275     if(IS_QUANT(h->mtype)){
 276         ff_set_qscale(s,s->qscale+s->dquant);
 277         put_bits(&s->pb, 5, s->qscale);
 278     }
 279
 280     if(IS_16X16(h->mtype)){
 281         mv_diff_x = (motion_x >> 1) - h->current_mv_x;
 282         mv_diff_y = (motion_y >> 1) - h->current_mv_y;
 283         h->current_mv_x = (motion_x >> 1);
 284         h->current_mv_y = (motion_y >> 1);
 285         h261_encode_motion(h,mv_diff_x);
 286         h261_encode_motion(h,mv_diff_y);
 287     }
 288
 289     h->previous_mba = h->current_mba;
 290
 291     if(HAS_CBP(h->mtype)){
 292         put_bits(&s->pb,h261_cbp_tab[cbp-1][1],h261_cbp_tab[cbp-1][0]);
 293     }
 294     for(i=0; i<6; i++) {
 295         /* encode each block */
 296         h261_encode_block(h, block[i], i);
 297     }
 298
 299     if ( ( h->current_mba == 11 ) || ( h->current_mba == 22 ) || ( h->current_mba == 33 ) || ( !IS_16X16 ( h->mtype ) )){
 300         h->current_mv_x=0;
 301         h->current_mv_y=0;
 302     }
 303 }
 304
 305 void ff_h261_encode_init(MpegEncContext *s){
 306     static int done = 0;
 307
 308     if (!done) {
 309         done = 1;
 310         init_rl(&h261_rl_tcoeff);
 311     }
 312
 313     s->min_qcoeff= -127;
 314     s->max_qcoeff=  127;
 315     s->y_dc_scale_table=
 316     s->c_dc_scale_table= ff_mpeg1_dc_scale_table;
 317 }
 318
 319
 320 /**
 321  * encodes a 8x8 block.
 322  * @param block the 8x8 block
 323  * @param n block index (0-3 are luma, 4-5 are chroma)
 324  */
 325 static void h261_encode_block(H261Context * h, DCTELEM * block, int n){
 326     MpegEncContext * const s = &h->s;
 327     int level, run, last, i, j, last_index, last_non_zero, sign, slevel, code;
 328     RLTable *rl;
 329
 330     rl = &h261_rl_tcoeff;
 331     if (s->mb_intra) {
 332         /* DC coef */
 333         level = block[0];
 334         /* 255 cannot be represented, so we clamp */
 335         if (level > 254) {
 336             level = 254;
 337             block[0] = 254;
 338         }
 339         /* 0 cannot be represented also */
 340         else if (level < 1) {
 341             level = 1;
 342             block[0] = 1;
 343         }
 344         if (level == 128)
 345             put_bits(&s->pb, 8, 0xff);
 346         else
 347             put_bits(&s->pb, 8, level);
 348         i = 1;
 349     } else if((block[0]==1 || block[0] == -1) && (s->block_last_index[n] > -1)){
 350         //special case
 351         put_bits(&s->pb,1,1);
 352         put_bits(&s->pb,1,block[0]>0 ? 0 : 1 );
 353         i = 1;
 354     } else {
 355         i = 0;
 356     }
 357
 358     /* AC coefs */
 359     last_index = s->block_last_index[n];
 360     last_non_zero = i - 1;
 361     for (; i <= last_index; i++) {
 362         j = s->intra_scantable.permutated[i];
 363         level = block[j];
 364         if (level) {
 365             run = i - last_non_zero - 1;
 366             last = (i == last_index);
 367             sign = 0;
 368             slevel = level;
 369             if (level < 0) {
 370                 sign = 1;
 371                 level = -level;
 372             }
 373             code = get_rl_index(rl, 0 /*no last in H.261, EOB is used*/, run, level);
 374             if(run==0 && level < 16)
 375             code+=1;
 376             put_bits(&s->pb, rl->table_vlc[code][1], rl->table_vlc[code][0]);
 377             if (code == rl->n) {
 378                 put_bits(&s->pb, 6, run);
 379                 assert(slevel != 0);
 380                 if(slevel < -127){
 381                     slevel = -127;
 382                 }
 383                 else if(slevel > 127){
 384                     slevel = 127;
 385                 }
 386                 put_bits(&s->pb, 8, slevel & 0xff);
 387             } else {
 388                 put_bits(&s->pb, 1, sign);
 389             }
 390             last_non_zero = i;
 391         }
 392     }
 393     if(last_index > -1){
 394         put_bits(&s->pb, rl->table_vlc[0][1], rl->table_vlc[0][0]);// END OF BLOCK
 395     }
 396 }
 397
 398 /***********************************************/
 399 /* decoding */
 400
 401 static VLC h261_mba_vlc;
 402 static VLC h261_mtype_vlc;
 403 static VLC h261_mv_vlc;
 404 static VLC h261_cbp_vlc;
 405
 406 void init_vlc_rl(RLTable *rl);
 407
 408 static void h261_decode_init_vlc(H261Context *h){
 409     static int done = 0;
 410
 411     if(!done){
 412         done = 1;
 413         init_vlc(&h261_mba_vlc, H261_MBA_VLC_BITS, 35,
 414                  h261_mba_bits, 1, 1,
 415                  h261_mba_code, 1, 1);
 416         init_vlc(&h261_mtype_vlc, H261_MTYPE_VLC_BITS, 10,
 417                  h261_mtype_bits, 1, 1,
 418                  h261_mtype_code, 1, 1);
 419         init_vlc(&h261_mv_vlc, H261_MV_VLC_BITS, 17,
 420                  &h261_mv_tab[0][1], 2, 1,
 421                  &h261_mv_tab[0][0], 2, 1);
 422         init_vlc(&h261_cbp_vlc, H261_CBP_VLC_BITS, 63,
 423                  &h261_cbp_tab[0][1], 2, 1,
 424                  &h261_cbp_tab[0][0], 2, 1);
 425         init_rl(&h261_rl_tcoeff);
 426         init_vlc_rl(&h261_rl_tcoeff);
 427     }
 428 }
 429
 430 static int h261_decode_init(AVCodecContext *avctx){
 431     H261Context *h= avctx->priv_data;
 432     MpegEncContext * const s = &h->s;
 433
 434     // set defaults
 435     MPV_decode_defaults(s);
 436     s->avctx = avctx;
 437
 438     s->width  = s->avctx->coded_width;
 439     s->height = s->avctx->coded_height;
 440     s->codec_id = s->avctx->codec->id;
 441
 442     s->out_format = FMT_H261;
 443     s->low_delay= 1;
 444     avctx->pix_fmt= PIX_FMT_YUV420P;
 445
 446     s->codec_id= avctx->codec->id;
 447
 448     h261_decode_init_vlc(h);
 449
 450     h->gob_start_code_skipped = 0;
 451
 452     return 0;
 453 }
 454
 455 /**
 456  * decodes the group of blocks header or slice header.
 457  * @return <0 if an error occured
 458  */
 459 static int h261_decode_gob_header(H261Context *h){
 460     unsigned int val;
 461     MpegEncContext * const s = &h->s;
 462
 463     if ( !h->gob_start_code_skipped ){
 464         /* Check for GOB Start Code */
 465         val = show_bits(&s->gb, 15);
 466         if(val)
 467             return -1;
 468
 469         /* We have a GBSC */
 470         skip_bits(&s->gb, 16);
 471     }
 472
 473     h->gob_start_code_skipped = 0;
 474
 475     h->gob_number = get_bits(&s->gb, 4); /* GN */
 476     s->qscale = get_bits(&s->gb, 5); /* GQUANT */
 477
 478     /* Check if gob_number is valid */
 479     if (s->mb_height==18){ //cif
 480         if ((h->gob_number<=0) || (h->gob_number>12))
 481             return -1;
 482     }
 483     else{ //qcif
 484         if ((h->gob_number!=1) && (h->gob_number!=3) && (h->gob_number!=5))
 485             return -1;
 486     }
 487
 488     /* GEI */
 489     while (get_bits1(&s->gb) != 0) {
 490         skip_bits(&s->gb, 8);
 491     }
 492
 493     if(s->qscale==0)
 494         return -1;
 495
 496     // For the first transmitted macroblock in a GOB, MBA is the absolute address. For
 497     // subsequent macroblocks, MBA is the difference between the absolute addresses of
 498     // the macroblock and the last transmitted macroblock.
 499     h->current_mba = 0;
 500     h->mba_diff = 0;
 501
 502     return 0;
 503 }
 504
 505 /**
 506  * decodes the group of blocks / video packet header.
 507  * @return <0 if no resync found
 508  */
 509 static int ff_h261_resync(H261Context *h){
 510     MpegEncContext * const s = &h->s;
 511     int left, ret;
 512
 513     if ( h->gob_start_code_skipped ){
 514         ret= h261_decode_gob_header(h);
 515         if(ret>=0)
 516             return 0;
 517     }
 518     else{
 519         if(show_bits(&s->gb, 15)==0){
 520             ret= h261_decode_gob_header(h);
 521             if(ret>=0)
 522                 return 0;
 523         }
 524         //ok, its not where its supposed to be ...
 525         s->gb= s->last_resync_gb;
 526         align_get_bits(&s->gb);
 527         left= s->gb.size_in_bits - get_bits_count(&s->gb);
 528
 529         for(;left>15+1+4+5; left-=8){
 530             if(show_bits(&s->gb, 15)==0){
 531                 GetBitContext bak= s->gb;
 532
 533                 ret= h261_decode_gob_header(h);
 534                 if(ret>=0)
 535                     return 0;
 536
 537                 s->gb= bak;
 538             }
 539             skip_bits(&s->gb, 8);
 540         }
 541     }
 542
 543     return -1;
 544 }
 545
 546 /**
 547  * decodes skipped macroblocks
 548  * @return 0
 549  */
 550 static int h261_decode_mb_skipped(H261Context *h, int mba1, int mba2 )
 551 {
 552     MpegEncContext * const s = &h->s;
 553     int i;
 554
 555     s->mb_intra = 0;
 556
 557     for(i=mba1; i<mba2; i++){
 558         int j, xy;
 559
 560         s->mb_x= ((h->gob_number-1) % 2) * 11 + i % 11;
 561         s->mb_y= ((h->gob_number-1) / 2) * 3 + i / 11;
 562         xy = s->mb_x + s->mb_y * s->mb_stride;
 563         ff_init_block_index(s);
 564         ff_update_block_index(s);
 565         s->dsp.clear_blocks(s->block[0]);
 566
 567         for(j=0;j<6;j++)
 568             s->block_last_index[j] = -1;
 569
 570         s->mv_dir = MV_DIR_FORWARD;
 571         s->mv_type = MV_TYPE_16X16;
 572         s->current_picture.mb_type[xy]= MB_TYPE_SKIP | MB_TYPE_16x16 | MB_TYPE_L0;
 573         s->mv[0][0][0] = 0;
 574         s->mv[0][0][1] = 0;
 575         s->mb_skiped = 1;
 576         h->mtype &= ~MB_TYPE_H261_FIL;
 577
 578         MPV_decode_mb(s, s->block);
 579     }
 580
 581     return 0;
 582 }
 583
 584 static int decode_mv_component(GetBitContext *gb, int v){
 585     int mv_diff = get_vlc2(gb, h261_mv_vlc.table, H261_MV_VLC_BITS, 2);
 586
 587     /* check if mv_diff is valid */
 588     if ( mv_diff < 0 )
 589         return v;
 590
 591     mv_diff = mvmap[mv_diff];
 592
 593     if(mv_diff && !get_bits1(gb))
 594         mv_diff= -mv_diff;
 595
 596     v += mv_diff;
 597     if     (v <=-16) v+= 32;
 598     else if(v >= 16) v-= 32;
 599
 600     return v;
 601 }
 602
 603 static int h261_decode_mb(H261Context *h){
 604     MpegEncContext * const s = &h->s;
 605     int i, cbp, xy, old_mtype;
 606
 607     cbp = 63;
 608     // Read mba
 609     do{
 610         h->mba_diff = get_vlc2(&s->gb, h261_mba_vlc.table, H261_MBA_VLC_BITS, 2);
 611
 612         /* Check for slice end */
 613         /* NOTE: GOB can be empty (no MB data) or exist only of MBA_stuffing */
 614         if (h->mba_diff == MBA_STARTCODE){ // start code
 615             h->gob_start_code_skipped = 1;
 616             return SLICE_END;
 617         }
 618     }
 619     while( h->mba_diff == MBA_STUFFING ); // stuffing
 620
 621     if ( h->mba_diff < 0 ){
 622         if ( get_bits_count(&s->gb) + 7 >= s->gb.size_in_bits )
 623             return SLICE_END;
 624
 625         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "illegal mba at %d %d\n", s->mb_x, s->mb_y);
 626         return SLICE_ERROR;
 627     }
 628
 629     h->mba_diff += 1;
 630     h->current_mba += h->mba_diff;
 631
 632     if ( h->current_mba > MBA_STUFFING )
 633         return SLICE_ERROR;
 634
 635     s->mb_x= ((h->gob_number-1) % 2) * 11 + ((h->current_mba-1) % 11);
 636     s->mb_y= ((h->gob_number-1) / 2) * 3 + ((h->current_mba-1) / 11);
 637     xy = s->mb_x + s->mb_y * s->mb_stride;
 638     ff_init_block_index(s);
 639     ff_update_block_index(s);
 640     s->dsp.clear_blocks(s->block[0]);
 641
 642     // Read mtype
 643     old_mtype = h->mtype;
 644     h->mtype = get_vlc2(&s->gb, h261_mtype_vlc.table, H261_MTYPE_VLC_BITS, 2);
 645     h->mtype = h261_mtype_map[h->mtype];
 646
 647     // Read mquant
 648     if ( IS_QUANT ( h->mtype ) ){
 649         ff_set_qscale(s, get_bits(&s->gb, 5));
 650     }
 651
 652     s->mb_intra = IS_INTRA4x4(h->mtype);
 653
 654     // Read mv
 655     if ( IS_16X16 ( h->mtype ) ){
 656         // Motion vector data is included for all MC macroblocks. MVD is obtained from the macroblock vector by subtracting the
 657         // vector of the preceding macroblock. For this calculation the vector of the preceding macroblock is regarded as zero in the
 658         // following three situations:
 659         // 1) evaluating MVD for macroblocks 1, 12 and 23;
 660         // 2) evaluating MVD for macroblocks in which MBA does not represent a difference of 1;
 661         // 3) MTYPE of the previous macroblock was not MC.
 662         if ( ( h->current_mba == 1 ) || ( h->current_mba == 12 ) || ( h->current_mba == 23 ) ||
 663              ( h->mba_diff != 1) || ( !IS_16X16 ( old_mtype ) ))
 664         {
 665             h->current_mv_x = 0;
 666             h->current_mv_y = 0;
 667         }
 668
 669         h->current_mv_x= decode_mv_component(&s->gb, h->current_mv_x);
 670         h->current_mv_y= decode_mv_component(&s->gb, h->current_mv_y);
 671     }
 672
 673     // Read cbp
 674     if ( HAS_CBP( h->mtype ) ){
 675         cbp = get_vlc2(&s->gb, h261_cbp_vlc.table, H261_CBP_VLC_BITS, 2) + 1;
 676     }
 677
 678     if(s->mb_intra){
 679         s->current_picture.mb_type[xy]= MB_TYPE_INTRA;
 680         goto intra;
 681     }
 682
 683     //set motion vectors
 684     s->mv_dir = MV_DIR_FORWARD;
 685     s->mv_type = MV_TYPE_16X16;
 686     s->current_picture.mb_type[xy]= MB_TYPE_16x16 | MB_TYPE_L0;
 687     if(IS_16X16 ( h->mtype )){
 688         s->mv[0][0][0] = h->current_mv_x * 2;//gets divided by 2 in motion compensation
 689         s->mv[0][0][1] = h->current_mv_y * 2;
 690     }
 691     else{
 692         h->current_mv_x = s->mv[0][0][0] = 0;
 693         h->current_mv_x = s->mv[0][0][1] = 0;
 694     }
 695
 696 intra:
 697     /* decode each block */
 698     if(s->mb_intra || HAS_CBP(h->mtype)){
 699         for (i = 0; i < 6; i++) {
 700             if (h261_decode_block(h, s->block[i], i, cbp&32) < 0){
 701                 return SLICE_ERROR;
 702             }
 703             cbp+=cbp;
 704         }
 705     }
 706
 707     MPV_decode_mb(s, s->block);
 708
 709     return SLICE_OK;
 710 }
 711
 712 /**
 713  * decodes a macroblock
 714  * @return <0 if an error occured
 715  */
 716 static int h261_decode_block(H261Context * h, DCTELEM * block,
 717                              int n, int coded)
 718 {
 719     MpegEncContext * const s = &h->s;
 720     int code, level, i, j, run;
 721     RLTable *rl = &h261_rl_tcoeff;
 722     const uint8_t *scan_table;
 723
 724     // For the variable length encoding there are two code tables, one being used for
 725     // the first transmitted LEVEL in INTER, INTER+MC and INTER+MC+FIL blocks, the second
 726     // for all other LEVELs except the first one in INTRA blocks which is fixed length
 727     // coded with 8 bits.
 728     // NOTE: the two code tables only differ in one VLC so we handle that manually.
 729     scan_table = s->intra_scantable.permutated;
 730     if (s->mb_intra){
 731         /* DC coef */
 732         level = get_bits(&s->gb, 8);
 733         // 0 (00000000b) and -128 (10000000b) are FORBIDDEN
 734         if((level&0x7F) == 0){
 735             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "illegal dc %d at %d %d\n", level, s->mb_x, s->mb_y);
 736             return -1;
 737         }
 738         // The code 1000 0000 is not used, the reconstruction level of 1024 being coded as 1111 1111.
 739         if (level == 255)
 740             level = 128;
 741         block[0] = level;
 742         i = 1;
 743     }else if(coded){
 744         // Run  Level   Code
 745         // EOB                  Not possible for first level when cbp is available (that's why the table is different)
 746         // 0    1               1s
 747         // *    *               0*
 748         int check = show_bits(&s->gb, 2);
 749         i = 0;
 750         if ( check & 0x2 ){
 751             skip_bits(&s->gb, 2);
 752             block[0] = ( check & 0x1 ) ? -1 : 1;
 753             i = 1;
 754         }
 755     }else{
 756         i = 0;
 757     }
 758     if(!coded){
 759         s->block_last_index[n] = i - 1;
 760         return 0;
 761     }
 762     for(;;){
 763         code = get_vlc2(&s->gb, rl->vlc.table, TCOEFF_VLC_BITS, 2);
 764         if (code < 0){
 765             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "illegal ac vlc code at %dx%d\n", s->mb_x, s->mb_y);
 766             return -1;
 767         }
 768         if (code == rl->n) {
 769             /* escape */
 770             // The remaining combinations of (run, level) are encoded with a 20-bit word consisting of 6 bits escape, 6 bits run and 8 bits level.
 771             run = get_bits(&s->gb, 6);
 772             level = (int8_t)get_bits(&s->gb, 8);
 773         }else if(code == 0){
 774             break;
 775         }else{
 776             run = rl->table_run[code];
 777             level = rl->table_level[code];
 778             if (get_bits1(&s->gb))
 779                 level = -level;
 780         }
 781         i += run;
 782         if (i >= 64){
 783             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "run overflow at %dx%d\n", s->mb_x, s->mb_y);
 784             return -1;
 785         }
 786         j = scan_table[i];
 787         block[j] = level;
 788         i++;
 789     }
 790     s->block_last_index[n] = i-1;
 791     return 0;
 792 }
 793
 794 /**
 795  * decodes the H261 picture header.
 796  * @return <0 if no startcode found
 797  */
 798 int h261_decode_picture_header(H261Context *h){
 799     MpegEncContext * const s = &h->s;
 800     int format, i;
 801     uint32_t startcode= 0;
 802
 803     for(i= s->gb.size_in_bits - get_bits_count(&s->gb); i>24; i-=1){
 804         startcode = ((startcode << 1) | get_bits(&s->gb, 1)) & 0x000FFFFF;
 805
 806         if(startcode == 0x10)
 807             break;
 808     }
 809
 810     if (startcode != 0x10){
 811         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Bad picture start code\n");
 812         return -1;
 813     }
 814
 815     /* temporal reference */
 816     s->picture_number = get_bits(&s->gb, 5); /* picture timestamp */
 817
 818     /* PTYPE starts here */
 819     skip_bits1(&s->gb); /* split screen off */
 820     skip_bits1(&s->gb); /* camera  off */
 821     skip_bits1(&s->gb); /* freeze picture release off */
 822
 823     format = get_bits1(&s->gb);
 824
 825     //only 2 formats possible
 826     if (format == 0){//QCIF
 827         s->width = 176;
 828         s->height = 144;
 829         s->mb_width = 11;
 830         s->mb_height = 9;
 831     }else{//CIF
 832         s->width = 352;
 833         s->height = 288;
 834         s->mb_width = 22;
 835         s->mb_height = 18;
 836     }
 837
 838     s->mb_num = s->mb_width * s->mb_height;
 839
 840     skip_bits1(&s->gb); /* still image mode off */
 841     skip_bits1(&s->gb); /* Reserved */
 842
 843     /* PEI */
 844     while (get_bits1(&s->gb) != 0){
 845         skip_bits(&s->gb, 8);
 846     }
 847
 848     // h261 has no I-FRAMES, but if we pass I_TYPE for the first frame, the codec crashes if it does
 849     // not contain all I-blocks (e.g. when a packet is lost)
 850     s->pict_type = P_TYPE;
 851
 852     h->gob_number = 0;
 853     return 0;
 854 }
 855
 856 static int h261_decode_gob(H261Context *h){
 857     MpegEncContext * const s = &h->s;
 858
 859     ff_set_qscale(s, s->qscale);
 860
 861     /* decode mb's */
 862     while(h->current_mba <= MBA_STUFFING)
 863     {
 864         int ret;
 865         /* DCT & quantize */
 866         ret= h261_decode_mb(h);
 867         if(ret<0){
 868             if(ret==SLICE_END){
 869                 h261_decode_mb_skipped(h, h->current_mba, 33);
 870                 return 0;
 871             }
 872             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Error at MB: %d\n", s->mb_x + s->mb_y*s->mb_stride);
 873             return -1;
 874         }
 875
 876         h261_decode_mb_skipped(h, h->current_mba-h->mba_diff, h->current_mba-1);
 877     }
 878
 879     return -1;
 880 }
 881
 882 static int h261_find_frame_end(ParseContext *pc, AVCodecContext* avctx, const uint8_t *buf, int buf_size){
 883     int vop_found, i, j, bits_left, last_bits;
 884     uint32_t state;
 885
 886     H261Context *h = avctx->priv_data;
 887
 888     if(h){
 889         bits_left = h->bits_left;
 890         last_bits = h->last_bits;
 891     }
 892     else{
 893         bits_left = 0;
 894         last_bits = 0;
 895     }
 896
 897     vop_found= pc->frame_start_found;
 898     state= pc->state;
 899     if(bits_left!=0 && !vop_found)
 900         state = state << (8-bits_left) | last_bits;
 901     i=0;
 902     if(!vop_found){
 903         for(i=0; i<buf_size; i++){
 904             state= (state<<8) | buf[i];
 905             for(j=0; j<8; j++){
 906                 if(( (  (state<<j)  |  (buf[i]>>(8-j))  )>>(32-20) == 0x10 )&&(((state >> (17-j)) & 0x4000) == 0x0)){
 907                     i++;
 908                     vop_found=1;
 909                     break;
 910                 }
 911             }
 912             if(vop_found)
 913                     break;
 914         }
 915     }
 916     if(vop_found){
 917         for(; i<buf_size; i++){
 918             if(avctx->flags & CODEC_FLAG_TRUNCATED)//XXX ffplay workaround, someone a better solution?
 919                 state= (state<<8) | buf[i];
 920             for(j=0; j<8; j++){
 921                 if(( (  (state<<j)  |  (buf[i]>>(8-j))  )>>(32-20) == 0x10 )&&(((state >> (17-j)) & 0x4000) == 0x0)){
 922                     pc->frame_start_found=0;
 923                     pc->state=-1;
 924                     return i-3;
 925                 }
 926             }
 927         }
 928     }
 929
 930     pc->frame_start_found= vop_found;
 931     pc->state= state;
 932     return END_NOT_FOUND;
 933 }
 934
 935 static int h261_parse(AVCodecParserContext *s,
 936                       AVCodecContext *avctx,
 937                       uint8_t **poutbuf, int *poutbuf_size,
 938                       const uint8_t *buf, int buf_size)
 939 {
 940     ParseContext *pc = s->priv_data;
 941     int next;
 942
 943     next= h261_find_frame_end(pc,avctx, buf, buf_size);
 944     if (ff_combine_frame(pc, next, (uint8_t **)&buf, &buf_size) < 0) {
 945         *poutbuf = NULL;
 946         *poutbuf_size = 0;
 947         return buf_size;
 948     }
 949     *poutbuf = (uint8_t *)buf;
 950     *poutbuf_size = buf_size;
 951     return next;
 952 }
 953
 954 /**
 955  * returns the number of bytes consumed for building the current frame
 956  */
 957 static int get_consumed_bytes(MpegEncContext *s, int buf_size){
 958     if(s->flags&CODEC_FLAG_TRUNCATED){
 959         int pos= (get_bits_count(&s->gb)+7)>>3;
 960         pos -= s->parse_context.last_index;
 961         if(pos<0) pos=0;// padding is not really read so this might be -1
 962         return pos;
 963     }else{
 964         int pos= get_bits_count(&s->gb)>>3;
 965         if(pos==0) pos=1; //avoid infinite loops (i doubt thats needed but ...)
 966         if(pos+10>buf_size) pos=buf_size; // oops ;)
 967
 968         return pos;
 969     }
 970 }
 971
 972 static int h261_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 973                              void *data, int *data_size,
 974                              uint8_t *buf, int buf_size)
 975 {
 976     H261Context *h= avctx->priv_data;
 977     MpegEncContext *s = &h->s;
 978     int ret;
 979     AVFrame *pict = data;
 980
 981 #ifdef DEBUG
 982     printf("*****frame %d size=%d\n", avctx->frame_number, buf_size);
 983     printf("bytes=%x %x %x %x\n", buf[0], buf[1], buf[2], buf[3]);
 984 #endif
 985     s->flags= avctx->flags;
 986     s->flags2= avctx->flags2;
 987
 988     /* no supplementary picture */
 989     if (buf_size == 0) {
 990         return 0;
 991     }
 992
 993     if(s->flags&CODEC_FLAG_TRUNCATED){
 994         int next;
 995
 996         next= h261_find_frame_end(&s->parse_context,avctx, buf, buf_size);
 997
 998         if( ff_combine_frame(&s->parse_context, next, &buf, &buf_size) < 0 )
 999             return buf_size;
1000     }
1001
1002
1003 retry:
1004
1005     init_get_bits(&s->gb, buf, buf_size*8);
1006
1007     if(!s->context_initialized){
1008         if (MPV_common_init(s) < 0) //we need the idct permutaton for reading a custom matrix
1009             return -1;
1010     }
1011
1012     //we need to set current_picture_ptr before reading the header, otherwise we cant store anyting im there
1013     if(s->current_picture_ptr==NULL || s->current_picture_ptr->data[0]){
1014         int i= ff_find_unused_picture(s, 0);
1015         s->current_picture_ptr= &s->picture[i];
1016     }
1017
1018     ret = h261_decode_picture_header(h);
1019
1020     /* skip if the header was thrashed */
1021     if (ret < 0){
1022         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "header damaged\n");
1023         return -1;
1024     }
1025
1026     if (s->width != avctx->coded_width || s->height != avctx->coded_height){
1027         ParseContext pc= s->parse_context; //FIXME move these demuxng hack to avformat
1028         s->parse_context.buffer=0;
1029         MPV_common_end(s);
1030         s->parse_context= pc;
1031     }
1032     if (!s->context_initialized) {
1033         avcodec_set_dimensions(avctx, s->width, s->height);
1034
1035         goto retry;
1036     }
1037
1038     // for hurry_up==5
1039     s->current_picture.pict_type= s->pict_type;
1040     s->current_picture.key_frame= s->pict_type == I_TYPE;
1041
1042     /* skip everything if we are in a hurry>=5 */
1043     if(avctx->hurry_up>=5) return get_consumed_bytes(s, buf_size);
1044
1045     if(MPV_frame_start(s, avctx) < 0)
1046         return -1;
1047
1048     ff_er_frame_start(s);
1049
1050     /* decode each macroblock */
1051     s->mb_x=0;
1052     s->mb_y=0;
1053
1054     while(h->gob_number < (s->mb_height==18 ? 12 : 5)){
1055         if(ff_h261_resync(h)<0)
1056             break;
1057         h261_decode_gob(h);
1058     }
1059     MPV_frame_end(s);
1060
1061 assert(s->current_picture.pict_type == s->current_picture_ptr->pict_type);
1062 assert(s->current_picture.pict_type == s->pict_type);
1063     *pict= *(AVFrame*)&s->current_picture;
1064     ff_print_debug_info(s, pict);
1065
1066     /* Return the Picture timestamp as the frame number */
1067     /* we substract 1 because it is added on utils.c    */
1068     avctx->frame_number = s->picture_number - 1;
1069
1070     *data_size = sizeof(AVFrame);
1071
1072     return get_consumed_bytes(s, buf_size);
1073 }
1074
1075 static int h261_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1076 {
1077     H261Context *h= avctx->priv_data;
1078     MpegEncContext *s = &h->s;
1079
1080     MPV_common_end(s);
1081     return 0;
1082 }
1083
1084 AVCodec h261_encoder = {
1085     "h261",
1086     CODEC_TYPE_VIDEO,
1087     CODEC_ID_H261,
1088     sizeof(H261Context),
1089     MPV_encode_init,
1090     MPV_encode_picture,
1091     MPV_encode_end,
1092 };
1093
1094 AVCodec h261_decoder = {
1095     "h261",
1096     CODEC_TYPE_VIDEO,
1097     CODEC_ID_H261,
1098     sizeof(H261Context),
1099     h261_decode_init,
1100     NULL,
1101     h261_decode_end,
1102     h261_decode_frame,
1103     CODEC_CAP_TRUNCATED,
1104 };
1105
1106 AVCodecParser h261_parser = {
1107     { CODEC_ID_H261 },
1108     sizeof(ParseContext),
1109     NULL,
1110     h261_parse,
1111     ff_parse_close,
1112 };