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 Libav.
   5  *
   6  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 "h264chroma.h"
  34 #include "videodsp.h"
  35 #include "vp3dsp.h"
  36 #include "vp56dsp.h"
  37
  38 typedef struct vp56_context VP56Context;
  39
  40 typedef struct VP56mv {
  41     DECLARE_ALIGNED(4, int16_t, x);
  42     int16_t y;
  43 } VP56mv;
  44
  45 #define VP56_SIZE_CHANGE 1
  46
  47 typedef void (*VP56ParseVectorAdjustment)(VP56Context *s,
  48                                           VP56mv *vect);
  49 typedef void (*VP56Filter)(VP56Context *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
  50                            int offset1, int offset2, int stride,
  51                            VP56mv mv, int mask, int select, int luma);
  52 typedef void (*VP56ParseCoeff)(VP56Context *s);
  53 typedef void (*VP56DefaultModelsInit)(VP56Context *s);
  54 typedef void (*VP56ParseVectorModels)(VP56Context *s);
  55 typedef int  (*VP56ParseCoeffModels)(VP56Context *s);
  56 typedef int  (*VP56ParseHeader)(VP56Context *s, const uint8_t *buf,
  57                                 int buf_size, int *golden_frame);
  58
  59 typedef struct VP56RangeCoder {
  60     int high;
  61     int bits; /* stored negated (i.e. negative "bits" is a positive number of
  62                  bits left) in order to eliminate a negate in cache refilling */
  63     const uint8_t *buffer;
  64     const uint8_t *end;
  65     unsigned int code_word;
  66 } VP56RangeCoder;
  67
  68 typedef struct VP56RefDc {
  69     uint8_t not_null_dc;
  70     VP56Frame ref_frame;
  71     int16_t dc_coeff;
  72 } VP56RefDc;
  73
  74 typedef struct VP56Macroblock {
  75     uint8_t type;
  76     VP56mv mv;
  77 } VP56Macroblock;
  78
  79 typedef struct VP56Model {
  80     uint8_t coeff_reorder[64];       /* used in vp6 only */
  81     uint8_t coeff_index_to_pos[64];  /* used in vp6 only */
  82     uint8_t vector_sig[2];           /* delta sign */
  83     uint8_t vector_dct[2];           /* delta coding types */
  84     uint8_t vector_pdi[2][2];        /* predefined delta init */
  85     uint8_t vector_pdv[2][7];        /* predefined delta values */
  86     uint8_t vector_fdv[2][8];        /* 8 bit delta value definition */
  87     uint8_t coeff_dccv[2][11];       /* DC coeff value */
  88     uint8_t coeff_ract[2][3][6][11]; /* Run/AC coding type and AC coeff value */
  89     uint8_t coeff_acct[2][3][3][6][5];/* vp5 only AC coding type for coding group < 3 */
  90     uint8_t coeff_dcct[2][36][5];    /* DC coeff coding type */
  91     uint8_t coeff_runv[2][14];       /* run value (vp6 only) */
  92     uint8_t mb_type[3][10][10];      /* model for decoding MB type */
  93     uint8_t mb_types_stats[3][10][2];/* contextual, next MB type stats */
  94 } VP56Model;
  95
  96 struct vp56_context {
  97     AVCodecContext *avctx;
  98     DSPContext dsp;
  99     H264ChromaContext h264chroma;
 100     VideoDSPContext vdsp;
 101     VP3DSPContext vp3dsp;
 102     VP56DSPContext vp56dsp;
 103     ScanTable scantable;
 104     AVFrame frames[4];
 105     AVFrame *framep[6];
 106     uint8_t *edge_emu_buffer_alloc;
 107     uint8_t *edge_emu_buffer;
 108     VP56RangeCoder c;
 109     VP56RangeCoder cc;
 110     VP56RangeCoder *ccp;
 111     int sub_version;
 112
 113     /* frame info */
 114     int plane_width[4];
 115     int plane_height[4];
 116     int mb_width;   /* number of horizontal MB */
 117     int mb_height;  /* number of vertical MB */
 118     int block_offset[6];
 119
 120     int quantizer;
 121     uint16_t dequant_dc;
 122     uint16_t dequant_ac;
 123     int8_t *qscale_table;
 124
 125     /* DC predictors management */
 126     VP56RefDc *above_blocks;
 127     VP56RefDc left_block[4];
 128     int above_block_idx[6];
 129     int16_t prev_dc[3][3];    /* [plan][ref_frame] */
 130
 131     /* blocks / macroblock */
 132     VP56mb mb_type;
 133     VP56Macroblock *macroblocks;
 134     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, block_coeff)[6][64];
 135
 136     /* motion vectors */
 137     VP56mv mv[6];  /* vectors for each block in MB */
 138     VP56mv vector_candidate[2];
 139     int vector_candidate_pos;
 140
 141     /* filtering hints */
 142     int filter_header;               /* used in vp6 only */
 143     int deblock_filtering;
 144     int filter_selection;
 145     int filter_mode;
 146     int max_vector_length;
 147     int sample_variance_threshold;
 148
 149     uint8_t coeff_ctx[4][64];              /* used in vp5 only */
 150     uint8_t coeff_ctx_last[4];             /* used in vp5 only */
 151
 152     int has_alpha;
 153
 154     /* upside-down flipping hints */
 155     int flip;  /* are we flipping ? */
 156     int frbi;  /* first row block index in MB */
 157     int srbi;  /* second row block index in MB */
 158     int stride[4];  /* stride for each plan */
 159
 160     const uint8_t *vp56_coord_div;
 161     VP56ParseVectorAdjustment parse_vector_adjustment;
 162     VP56Filter filter;
 163     VP56ParseCoeff parse_coeff;
 164     VP56DefaultModelsInit default_models_init;
 165     VP56ParseVectorModels parse_vector_models;
 166     VP56ParseCoeffModels parse_coeff_models;
 167     VP56ParseHeader parse_header;
 168
 169     VP56Model *modelp;
 170     VP56Model models[2];
 171
 172     /* huffman decoding */
 173     int use_huffman;
 174     GetBitContext gb;
 175     VLC dccv_vlc[2];
 176     VLC runv_vlc[2];
 177     VLC ract_vlc[2][3][6];
 178     unsigned int nb_null[2][2];       /* number of consecutive NULL DC/AC */
 179 };
 180
 181
 182 void ff_vp56_init(AVCodecContext *avctx, int flip, int has_alpha);
 183 int ff_vp56_free(AVCodecContext *avctx);
 184 void ff_vp56_init_dequant(VP56Context *s, int quantizer);
 185 int ff_vp56_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame,
 186                          AVPacket *avpkt);
 187
 188
 189 /**
 190  * vp56 specific range coder implementation
 191  */
 192
 193 extern const uint8_t ff_vp56_norm_shift[256];
 194 void ff_vp56_init_range_decoder(VP56RangeCoder *c, const uint8_t *buf, int buf_size);
 195
 196 static av_always_inline unsigned int vp56_rac_renorm(VP56RangeCoder *c)
 197 {
 198     int shift = ff_vp56_norm_shift[c->high];
 199     int bits = c->bits;
 200     unsigned int code_word = c->code_word;
 201
 202     c->high   <<= shift;
 203     code_word <<= shift;
 204     bits       += shift;
 205     if(bits >= 0 && c->buffer < c->end) {
 206         code_word |= bytestream_get_be16(&c->buffer) << bits;
 207         bits -= 16;
 208     }
 209     c->bits = bits;
 210     return code_word;
 211 }
 212
 213 #if   ARCH_ARM
 214 #include "arm/vp56_arith.h"
 215 #elif ARCH_X86
 216 #include "x86/vp56_arith.h"
 217 #endif
 218
 219 #ifndef vp56_rac_get_prob
 220 #define vp56_rac_get_prob vp56_rac_get_prob
 221 static av_always_inline int vp56_rac_get_prob(VP56RangeCoder *c, uint8_t prob)
 222 {
 223     unsigned int code_word = vp56_rac_renorm(c);
 224     unsigned int low = 1 + (((c->high - 1) * prob) >> 8);
 225     unsigned int low_shift = low << 16;
 226     int bit = code_word >= low_shift;
 227
 228     c->high = bit ? c->high - low : low;
 229     c->code_word = bit ? code_word - low_shift : code_word;
 230
 231     return bit;
 232 }
 233 #endif
 234
 235 #ifndef vp56_rac_get_prob_branchy
 236 // branchy variant, to be used where there's a branch based on the bit decoded
 237 static av_always_inline int vp56_rac_get_prob_branchy(VP56RangeCoder *c, int prob)
 238 {
 239     unsigned long code_word = vp56_rac_renorm(c);
 240     unsigned low = 1 + (((c->high - 1) * prob) >> 8);
 241     unsigned low_shift = low << 16;
 242
 243     if (code_word >= low_shift) {
 244         c->high     -= low;
 245         c->code_word = code_word - low_shift;
 246         return 1;
 247     }
 248
 249     c->high = low;
 250     c->code_word = code_word;
 251     return 0;
 252 }
 253 #endif
 254
 255 static av_always_inline int vp56_rac_get(VP56RangeCoder *c)
 256 {
 257     unsigned int code_word = vp56_rac_renorm(c);
 258     /* equiprobable */
 259     int low = (c->high + 1) >> 1;
 260     unsigned int low_shift = low << 16;
 261     int bit = code_word >= low_shift;
 262     if (bit) {
 263         c->high   -= low;
 264         code_word -= low_shift;
 265     } else {
 266         c->high = low;
 267     }
 268
 269     c->code_word = code_word;
 270     return bit;
 271 }
 272
 273 // rounding is different than vp56_rac_get, is vp56_rac_get wrong?
 274 static av_always_inline int vp8_rac_get(VP56RangeCoder *c)
 275 {
 276     return vp56_rac_get_prob(c, 128);
 277 }
 278
 279 static av_unused int vp56_rac_gets(VP56RangeCoder *c, int bits)
 280 {
 281     int value = 0;
 282
 283     while (bits--) {
 284         value = (value << 1) | vp56_rac_get(c);
 285     }
 286
 287     return value;
 288 }
 289
 290 static av_unused int vp8_rac_get_uint(VP56RangeCoder *c, int bits)
 291 {
 292     int value = 0;
 293
 294     while (bits--) {
 295         value = (value << 1) | vp8_rac_get(c);
 296     }
 297
 298     return value;
 299 }
 300
 301 // fixme: add 1 bit to all the calls to this?
 302 static av_unused int vp8_rac_get_sint(VP56RangeCoder *c, int bits)
 303 {
 304     int v;
 305
 306     if (!vp8_rac_get(c))
 307         return 0;
 308
 309     v = vp8_rac_get_uint(c, bits);
 310
 311     if (vp8_rac_get(c))
 312         v = -v;
 313
 314     return v;
 315 }
 316
 317 // P(7)
 318 static av_unused int vp56_rac_gets_nn(VP56RangeCoder *c, int bits)
 319 {
 320     int v = vp56_rac_gets(c, 7) << 1;
 321     return v + !v;
 322 }
 323
 324 static av_unused int vp8_rac_get_nn(VP56RangeCoder *c)
 325 {
 326     int v = vp8_rac_get_uint(c, 7) << 1;
 327     return v + !v;
 328 }
 329
 330 static av_always_inline
 331 int vp56_rac_get_tree(VP56RangeCoder *c,
 332                       const VP56Tree *tree,
 333                       const uint8_t *probs)
 334 {
 335     while (tree->val > 0) {
 336         if (vp56_rac_get_prob(c, probs[tree->prob_idx]))
 337             tree += tree->val;
 338         else
 339             tree++;
 340     }
 341     return -tree->val;
 342 }
 343
 344 /**
 345  * This is identical to vp8_rac_get_tree except for the possibility of starting
 346  * on a node other than the root node, needed for coeff decode where this is
 347  * used to save a bit after a 0 token (by disallowing EOB to immediately follow.)
 348  */
 349 static av_always_inline
 350 int vp8_rac_get_tree_with_offset(VP56RangeCoder *c, const int8_t (*tree)[2],
 351                                  const uint8_t *probs, int i)
 352 {
 353     do {
 354         i = tree[i][vp56_rac_get_prob(c, probs[i])];
 355     } while (i > 0);
 356
 357     return -i;
 358 }
 359
 360 // how probabilities are associated with decisions is different I think
 361 // well, the new scheme fits in the old but this way has one fewer branches per decision
 362 static av_always_inline
 363 int vp8_rac_get_tree(VP56RangeCoder *c, const int8_t (*tree)[2],
 364                      const uint8_t *probs)
 365 {
 366     return vp8_rac_get_tree_with_offset(c, tree, probs, 0);
 367 }
 368
 369 // DCTextra
 370 static av_always_inline int vp8_rac_get_coeff(VP56RangeCoder *c, const uint8_t *prob)
 371 {
 372     int v = 0;
 373
 374     do {
 375         v = (v<<1) + vp56_rac_get_prob(c, *prob++);
 376     } while (*prob);
 377
 378     return v;
 379 }
 380
 381 #endif /* AVCODEC_VP56_H */