git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/vp56.h

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2006  Aurelien Jacobs <aurel@gnuage.org>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg 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 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * VP5 and VP6 compatible video decoder (common features)
  24  */
  25
  26 #ifndef AVCODEC_VP56_H
  27 #define AVCODEC_VP56_H
  28
  29 #include "vp56data.h"
  30 #include "dsputil.h"
  31 #include "get_bits.h"
  32 #include "bytestream.h"
  33 #include "vp3dsp.h"
  34 #include "vp56dsp.h"
  35
  36 typedef struct vp56_context VP56Context;
  37
  38 typedef struct VP56mv {
  39     DECLARE_ALIGNED(4, int16_t, x);
  40     int16_t y;
  41 } VP56mv;
  42
  43 typedef void (*VP56ParseVectorAdjustment)(VP56Context *s,
  44                                           VP56mv *vect);
  45 typedef void (*VP56Filter)(VP56Context *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
  46                            int offset1, int offset2, int stride,
  47                            VP56mv mv, int mask, int select, int luma);
  48 typedef void (*VP56ParseCoeff)(VP56Context *s);
  49 typedef void (*VP56DefaultModelsInit)(VP56Context *s);
  50 typedef void (*VP56ParseVectorModels)(VP56Context *s);
  51 typedef int  (*VP56ParseCoeffModels)(VP56Context *s);
  52 typedef int  (*VP56ParseHeader)(VP56Context *s, const uint8_t *buf,
  53                                 int buf_size);
  54
  55 typedef struct VP56RangeCoder {
  56     int high;
  57     int bits; /* stored negated (i.e. negative "bits" is a positive number of
  58                  bits left) in order to eliminate a negate in cache refilling */
  59     const uint8_t *buffer;
  60     const uint8_t *end;
  61     unsigned int code_word;
  62 } VP56RangeCoder;
  63
  64 typedef struct VP56RefDc {
  65     uint8_t not_null_dc;
  66     VP56Frame ref_frame;
  67     DCTELEM dc_coeff;
  68 } VP56RefDc;
  69
  70 typedef struct VP56Macroblock {
  71     uint8_t type;
  72     VP56mv mv;
  73 } VP56Macroblock;
  74
  75 typedef struct VP56Model {
  76     uint8_t coeff_reorder[64];       /* used in vp6 only */
  77     uint8_t coeff_index_to_pos[64];  /* used in vp6 only */
  78     uint8_t vector_sig[2];           /* delta sign */
  79     uint8_t vector_dct[2];           /* delta coding types */
  80     uint8_t vector_pdi[2][2];        /* predefined delta init */
  81     uint8_t vector_pdv[2][7];        /* predefined delta values */
  82     uint8_t vector_fdv[2][8];        /* 8 bit delta value definition */
  83     uint8_t coeff_dccv[2][11];       /* DC coeff value */
  84     uint8_t coeff_ract[2][3][6][11]; /* Run/AC coding type and AC coeff value */
  85     uint8_t coeff_acct[2][3][3][6][5];/* vp5 only AC coding type for coding group < 3 */
  86     uint8_t coeff_dcct[2][36][5];    /* DC coeff coding type */
  87     uint8_t coeff_runv[2][14];       /* run value (vp6 only) */
  88     uint8_t mb_type[3][10][10];      /* model for decoding MB type */
  89     uint8_t mb_types_stats[3][10][2];/* contextual, next MB type stats */
  90 } VP56Model;
  91
  92 struct vp56_context {
  93     AVCodecContext *avctx;
  94     DSPContext dsp;
  95     VP3DSPContext vp3dsp;
  96     VP56DSPContext vp56dsp;
  97     ScanTable scantable;
  98     AVFrame frames[4];
  99     AVFrame *framep[6];
 100     uint8_t *edge_emu_buffer_alloc;
 101     uint8_t *edge_emu_buffer;
 102     VP56RangeCoder c;
 103     VP56RangeCoder cc;
 104     VP56RangeCoder *ccp;
 105     int sub_version;
 106
 107     /* frame info */
 108     int golden_frame;
 109     int plane_width[4];
 110     int plane_height[4];
 111     int mb_width;   /* number of horizontal MB */
 112     int mb_height;  /* number of vertical MB */
 113     int block_offset[6];
 114
 115     int quantizer;
 116     uint16_t dequant_dc;
 117     uint16_t dequant_ac;
 118     int8_t *qscale_table;
 119
 120     /* DC predictors management */
 121     VP56RefDc *above_blocks;
 122     VP56RefDc left_block[4];
 123     int above_block_idx[6];
 124     DCTELEM prev_dc[3][3];    /* [plan][ref_frame] */
 125
 126     /* blocks / macroblock */
 127     VP56mb mb_type;
 128     VP56Macroblock *macroblocks;
 129     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block_coeff)[6][64];
 130
 131     /* motion vectors */
 132     VP56mv mv[6];  /* vectors for each block in MB */
 133     VP56mv vector_candidate[2];
 134     int vector_candidate_pos;
 135
 136     /* filtering hints */
 137     int filter_header;               /* used in vp6 only */
 138     int deblock_filtering;
 139     int filter_selection;
 140     int filter_mode;
 141     int max_vector_length;
 142     int sample_variance_threshold;
 143
 144     uint8_t coeff_ctx[4][64];              /* used in vp5 only */
 145     uint8_t coeff_ctx_last[4];             /* used in vp5 only */
 146
 147     int has_alpha;
 148
 149     /* upside-down flipping hints */
 150     int flip;  /* are we flipping ? */
 151     int frbi;  /* first row block index in MB */
 152     int srbi;  /* second row block index in MB */
 153     int stride[4];  /* stride for each plan */
 154
 155     const uint8_t *vp56_coord_div;
 156     VP56ParseVectorAdjustment parse_vector_adjustment;
 157     VP56Filter filter;
 158     VP56ParseCoeff parse_coeff;
 159     VP56DefaultModelsInit default_models_init;
 160     VP56ParseVectorModels parse_vector_models;
 161     VP56ParseCoeffModels parse_coeff_models;
 162     VP56ParseHeader parse_header;
 163
 164     /* for "slice" parallelism between YUV and A */
 165     VP56Context *alpha_context;
 166
 167     VP56Model *modelp;
 168     VP56Model model;
 169
 170     /* huffman decoding */
 171     int use_huffman;
 172     GetBitContext gb;
 173     VLC dccv_vlc[2];
 174     VLC runv_vlc[2];
 175     VLC ract_vlc[2][3][6];
 176     unsigned int nb_null[2][2];       /* number of consecutive NULL DC/AC */
 177 };
 178
 179
 180 void ff_vp56_init(AVCodecContext *avctx, int flip, int has_alpha);
 181 void ff_vp56_init_context(AVCodecContext *avctx, VP56Context *s,
 182                           int flip, int has_alpha);
 183 int ff_vp56_free(AVCodecContext *avctx);
 184 int ff_vp56_free_context(VP56Context *s);
 185 void ff_vp56_init_dequant(VP56Context *s, int quantizer);
 186 int ff_vp56_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
 187                          AVPacket *avpkt);
 188
 189
 190 /**
 191  * vp56 specific range coder implementation
 192  */
 193
 194 extern const uint8_t ff_vp56_norm_shift[256];
 195 void ff_vp56_init_range_decoder(VP56RangeCoder *c, const uint8_t *buf, int buf_size);
 196
 197 static av_always_inline unsigned int vp56_rac_renorm(VP56RangeCoder *c)
 198 {
 199     int shift = ff_vp56_norm_shift[c->high];
 200     int bits = c->bits;
 201     unsigned int code_word = c->code_word;
 202
 203     c->high   <<= shift;
 204     code_word <<= shift;
 205     bits       += shift;
 206     if(bits >= 0 && c->buffer < c->end) {
 207         code_word |= bytestream_get_be16(&c->buffer) << bits;
 208         bits -= 16;
 209     }
 210     c->bits = bits;
 211     return code_word;
 212 }
 213
 214 #if   ARCH_ARM
 215 #include "arm/vp56_arith.h"
 216 #elif ARCH_X86
 217 #include "x86/vp56_arith.h"
 218 #endif
 219
 220 #ifndef vp56_rac_get_prob
 221 #define vp56_rac_get_prob vp56_rac_get_prob
 222 static av_always_inline int vp56_rac_get_prob(VP56RangeCoder *c, uint8_t prob)
 223 {
 224     unsigned int code_word = vp56_rac_renorm(c);
 225     unsigned int low = 1 + (((c->high - 1) * prob) >> 8);
 226     unsigned int low_shift = low << 16;
 227     int bit = code_word >= low_shift;
 228
 229     c->high = bit ? c->high - low : low;
 230     c->code_word = bit ? code_word - low_shift : code_word;
 231
 232     return bit;
 233 }
 234 #endif
 235
 236 #ifndef vp56_rac_get_prob_branchy
 237 // branchy variant, to be used where there's a branch based on the bit decoded
 238 static av_always_inline int vp56_rac_get_prob_branchy(VP56RangeCoder *c, int prob)
 239 {
 240     unsigned long code_word = vp56_rac_renorm(c);
 241     unsigned low = 1 + (((c->high - 1) * prob) >> 8);
 242     unsigned low_shift = low << 16;
 243
 244     if (code_word >= low_shift) {
 245         c->high     -= low;
 246         c->code_word = code_word - low_shift;
 247         return 1;
 248     }
 249
 250     c->high = low;
 251     c->code_word = code_word;
 252     return 0;
 253 }
 254 #endif
 255
 256 static av_always_inline int vp56_rac_get(VP56RangeCoder *c)
 257 {
 258     unsigned int code_word = vp56_rac_renorm(c);
 259     /* equiprobable */
 260     int low = (c->high + 1) >> 1;
 261     unsigned int low_shift = low << 16;
 262     int bit = code_word >= low_shift;
 263     if (bit) {
 264         c->high   -= low;
 265         code_word -= low_shift;
 266     } else {
 267         c->high = low;
 268     }
 269
 270     c->code_word = code_word;
 271     return bit;
 272 }
 273
 274 // rounding is different than vp56_rac_get, is vp56_rac_get wrong?
 275 static av_always_inline int vp8_rac_get(VP56RangeCoder *c)
 276 {
 277     return vp56_rac_get_prob(c, 128);
 278 }
 279
 280 static av_unused int vp56_rac_gets(VP56RangeCoder *c, int bits)
 281 {
 282     int value = 0;
 283
 284     while (bits--) {
 285         value = (value << 1) | vp56_rac_get(c);
 286     }
 287
 288     return value;
 289 }
 290
 291 static av_unused int vp8_rac_get_uint(VP56RangeCoder *c, int bits)
 292 {
 293     int value = 0;
 294
 295     while (bits--) {
 296         value = (value << 1) | vp8_rac_get(c);
 297     }
 298
 299     return value;
 300 }
 301
 302 // fixme: add 1 bit to all the calls to this?
 303 static av_unused int vp8_rac_get_sint(VP56RangeCoder *c, int bits)
 304 {
 305     int v;
 306
 307     if (!vp8_rac_get(c))
 308         return 0;
 309
 310     v = vp8_rac_get_uint(c, bits);
 311
 312     if (vp8_rac_get(c))
 313         v = -v;
 314
 315     return v;
 316 }
 317
 318 // P(7)
 319 static av_unused int vp56_rac_gets_nn(VP56RangeCoder *c, int bits)
 320 {
 321     int v = vp56_rac_gets(c, 7) << 1;
 322     return v + !v;
 323 }
 324
 325 static av_unused int vp8_rac_get_nn(VP56RangeCoder *c)
 326 {
 327     int v = vp8_rac_get_uint(c, 7) << 1;
 328     return v + !v;
 329 }
 330
 331 static av_always_inline
 332 int vp56_rac_get_tree(VP56RangeCoder *c,
 333                       const VP56Tree *tree,
 334                       const uint8_t *probs)
 335 {
 336     while (tree->val > 0) {
 337         if (vp56_rac_get_prob(c, probs[tree->prob_idx]))
 338             tree += tree->val;
 339         else
 340             tree++;
 341     }
 342     return -tree->val;
 343 }
 344
 345 // how probabilities are associated with decisions is different I think
 346 // well, the new scheme fits in the old but this way has one fewer branches per decision
 347 static av_always_inline int vp8_rac_get_tree(VP56RangeCoder *c, const int8_t (*tree)[2],
 348                                    const uint8_t *probs)
 349 {
 350     int i = 0;
 351
 352     do {
 353         i = tree[i][vp56_rac_get_prob(c, probs[i])];
 354     } while (i > 0);
 355
 356     return -i;
 357 }
 358
 359 // DCTextra
 360 static av_always_inline int vp8_rac_get_coeff(VP56RangeCoder *c, const uint8_t *prob)
 361 {
 362     int v = 0;
 363
 364     do {
 365         v = (v<<1) + vp56_rac_get_prob(c, *prob++);
 366     } while (*prob);
 367
 368     return v;
 369 }
 370
 371 #endif /* AVCODEC_VP56_H */