git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/vp8.c

   1 /**
   2  * VP8 compatible video decoder
   3  *
   4  * Copyright (C) 2010 David Conrad
   5  * Copyright (C) 2010 Ronald S. Bultje
   6  *
   7  * This file is part of FFmpeg.
   8  *
   9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 #include "avcodec.h"
  25 #include "vp56.h"
  26 #include "vp8data.h"
  27 #include "vp8dsp.h"
  28 #include "h264pred.h"
  29 #include "rectangle.h"
  30
  31 typedef struct {
  32     uint8_t segment;
  33     uint8_t skip;
  34     // todo: make it possible to check for at least (i4x4 or split_mv)
  35     // in one op. are others needed?
  36     uint8_t mode;
  37     uint8_t ref_frame;
  38     uint8_t partitioning;
  39     VP56mv mv;
  40     VP56mv bmv[16];
  41 } VP8Macroblock;
  42
  43 typedef struct {
  44     AVCodecContext *avctx;
  45     DSPContext dsp;
  46     VP8DSPContext vp8dsp;
  47     H264PredContext hpc;
  48     vp8_mc_func put_pixels_tab[3][3][3];
  49     AVFrame frames[4];
  50     AVFrame *framep[4];
  51     uint8_t *edge_emu_buffer;
  52     VP56RangeCoder c;   ///< header context, includes mb modes and motion vectors
  53     int profile;
  54
  55     int mb_width;   /* number of horizontal MB */
  56     int mb_height;  /* number of vertical MB */
  57     int linesize;
  58     int uvlinesize;
  59
  60     int keyframe;
  61     int invisible;
  62     int update_last;    ///< update VP56_FRAME_PREVIOUS with the current one
  63     int update_golden;  ///< VP56_FRAME_NONE if not updated, or which frame to copy if so
  64     int update_altref;
  65
  66     /**
  67      * If this flag is not set, all the probability updates
  68      * are discarded after this frame is decoded.
  69      */
  70     int update_probabilities;
  71
  72     /**
  73      * All coefficients are contained in separate arith coding contexts.
  74      * There can be 1, 2, 4, or 8 of these after the header context.
  75      */
  76     int num_coeff_partitions;
  77     VP56RangeCoder coeff_partition[8];
  78
  79     VP8Macroblock *macroblocks;
  80     VP8Macroblock *macroblocks_base;
  81     int mb_stride;
  82
  83     uint8_t *intra4x4_pred_mode;
  84     uint8_t *intra4x4_pred_mode_base;
  85     int b4_stride;
  86
  87     /**
  88      * For coeff decode, we need to know whether the above block had non-zero
  89      * coefficients. This means for each macroblock, we need data for 4 luma
  90      * blocks, 2 u blocks, 2 v blocks, and the luma dc block, for a total of 9
  91      * per macroblock. We keep the last row in top_nnz.
  92      */
  93     uint8_t (*top_nnz)[9];
  94     DECLARE_ALIGNED(8, uint8_t, left_nnz)[9];
  95
  96     /**
  97      * This is the index plus one of the last non-zero coeff
  98      * for each of the blocks in the current macroblock.
  99      * So, 0 -> no coeffs
 100      *     1 -> dc-only (special transform)
 101      *     2+-> full transform
 102      */
 103     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, non_zero_count_cache)[6][4];
 104     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block)[6][4][16];
 105
 106     int chroma_pred_mode;    ///< 8x8c pred mode of the current macroblock
 107
 108     int mbskip_enabled;
 109     int sign_bias[4]; ///< one state [0, 1] per ref frame type
 110
 111     /**
 112      * Base parameters for segmentation, i.e. per-macroblock parameters.
 113      * These must be kept unchanged even if segmentation is not used for
 114      * a frame, since the values persist between interframes.
 115      */
 116     struct {
 117         int enabled;
 118         int absolute_vals;
 119         int update_map;
 120         int8_t base_quant[4];
 121         int8_t filter_level[4];     ///< base loop filter level
 122     } segmentation;
 123
 124     /**
 125      * Macroblocks can have one of 4 different quants in a frame when
 126      * segmentation is enabled.
 127      * If segmentation is disabled, only the first segment's values are used.
 128      */
 129     struct {
 130         // [0] - DC qmul  [1] - AC qmul
 131         int16_t luma_qmul[2];
 132         int16_t luma_dc_qmul[2];    ///< luma dc-only block quant
 133         int16_t chroma_qmul[2];
 134     } qmat[4];
 135
 136     struct {
 137         int simple;
 138         int level;
 139         int sharpness;
 140     } filter;
 141
 142     struct {
 143         int enabled;    ///< whether each mb can have a different strength based on mode/ref
 144
 145         /**
 146          * filter strength adjustment for the following macroblock modes:
 147          * [0] - i4x4
 148          * [1] - zero mv
 149          * [2] - inter modes except for zero or split mv
 150          * [3] - split mv
 151          *  i16x16 modes never have any adjustment
 152          */
 153         int8_t mode[4];
 154
 155         /**
 156          * filter strength adjustment for macroblocks that reference:
 157          * [0] - intra / VP56_FRAME_CURRENT
 158          * [1] - VP56_FRAME_PREVIOUS
 159          * [2] - VP56_FRAME_GOLDEN
 160          * [3] - altref / VP56_FRAME_GOLDEN2
 161          */
 162         int8_t ref[4];
 163     } lf_delta;
 164
 165     /**
 166      * These are all of the updatable probabilities for binary decisions.
 167      * They are only implictly reset on keyframes, making it quite likely
 168      * for an interframe to desync if a prior frame's header was corrupt
 169      * or missing outright!
 170      */
 171     struct {
 172         uint8_t segmentid[3];
 173         uint8_t mbskip;
 174         uint8_t intra;
 175         uint8_t last;
 176         uint8_t golden;
 177         uint8_t pred16x16[4];
 178         uint8_t pred8x8c[3];
 179         uint8_t token[4][8][3][NUM_DCT_TOKENS-1];
 180         uint8_t mvc[2][19];
 181     } prob[2];
 182 } VP8Context;
 183
 184 #define RL24(p) (AV_RL16(p) + ((p)[2] << 16))
 185
 186 static void vp8_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 187 {
 188     VP8Context *s = avctx->priv_data;
 189     int i;
 190
 191     for (i = 0; i < 4; i++)
 192         if (s->frames[i].data[0])
 193             avctx->release_buffer(avctx, &s->frames[i]);
 194     memset(s->framep, 0, sizeof(s->framep));
 195
 196     av_freep(&s->macroblocks_base);
 197     av_freep(&s->intra4x4_pred_mode_base);
 198     av_freep(&s->top_nnz);
 199     av_freep(&s->edge_emu_buffer);
 200
 201     s->macroblocks        = NULL;
 202     s->intra4x4_pred_mode = NULL;
 203 }
 204
 205 static int update_dimensions(VP8Context *s, int width, int height)
 206 {
 207     int i;
 208
 209     if (avcodec_check_dimensions(s->avctx, width, height))
 210         return AVERROR_INVALIDDATA;
 211
 212     vp8_decode_flush(s->avctx);
 213
 214     avcodec_set_dimensions(s->avctx, width, height);
 215
 216     s->mb_width  = (s->avctx->coded_width +15) / 16;
 217     s->mb_height = (s->avctx->coded_height+15) / 16;
 218
 219     // we allocate a border around the top/left of intra4x4 modes
 220     // this is 4 blocks for intra4x4 to keep 4-byte alignment for fill_rectangle
 221     s->mb_stride = s->mb_width+1;
 222     s->b4_stride = 4*s->mb_stride;
 223
 224     s->macroblocks_base        = av_mallocz(s->mb_stride*(s->mb_height+1)*sizeof(*s->macroblocks));
 225     s->intra4x4_pred_mode_base = av_mallocz(s->b4_stride*(4*s->mb_height+1));
 226     s->top_nnz                 = av_mallocz(s->mb_width*sizeof(*s->top_nnz));
 227
 228     s->macroblocks        = s->macroblocks_base        + 1 + s->mb_stride;
 229     s->intra4x4_pred_mode = s->intra4x4_pred_mode_base + 4 + s->b4_stride;
 230
 231     memset(s->intra4x4_pred_mode_base, DC_PRED, s->b4_stride);
 232     for (i = 0; i < 4*s->mb_height; i++)
 233         s->intra4x4_pred_mode[i*s->b4_stride-1] = DC_PRED;
 234
 235     return 0;
 236 }
 237
 238 static void parse_segment_info(VP8Context *s)
 239 {
 240     VP56RangeCoder *c = &s->c;
 241     int i;
 242
 243     s->segmentation.update_map = vp8_rac_get(c);
 244
 245     if (vp8_rac_get(c)) { // update segment feature data
 246         s->segmentation.absolute_vals = vp8_rac_get(c);
 247
 248         for (i = 0; i < 4; i++)
 249             s->segmentation.base_quant[i]   = vp8_rac_get_sint(c, 7);
 250
 251         for (i = 0; i < 4; i++)
 252             s->segmentation.filter_level[i] = vp8_rac_get_sint(c, 6);
 253     }
 254     if (s->segmentation.update_map)
 255         for (i = 0; i < 3; i++)
 256             s->prob->segmentid[i] = vp8_rac_get(c) ? vp8_rac_get_uint(c, 8) : 255;
 257 }
 258
 259 static void update_lf_deltas(VP8Context *s)
 260 {
 261     VP56RangeCoder *c = &s->c;
 262     int i;
 263
 264     for (i = 0; i < 4; i++)
 265         s->lf_delta.ref[i]  = vp8_rac_get_sint(c, 6);
 266
 267     for (i = 0; i < 4; i++)
 268         s->lf_delta.mode[i] = vp8_rac_get_sint(c, 6);
 269 }
 270
 271 static int setup_partitions(VP8Context *s, const uint8_t *buf, int buf_size)
 272 {
 273     const uint8_t *sizes = buf;
 274     int i;
 275
 276     s->num_coeff_partitions = 1 << vp8_rac_get_uint(&s->c, 2);
 277
 278     buf      += 3*(s->num_coeff_partitions-1);
 279     buf_size -= 3*(s->num_coeff_partitions-1);
 280     if (buf_size < 0)
 281         return -1;
 282
 283     for (i = 0; i < s->num_coeff_partitions-1; i++) {
 284         int size = RL24(sizes + 3*i);
 285         if (buf_size - size < 0)
 286             return -1;
 287
 288         vp56_init_range_decoder(&s->coeff_partition[i], buf, size);
 289         buf      += size;
 290         buf_size -= size;
 291     }
 292     vp56_init_range_decoder(&s->coeff_partition[i], buf, buf_size);
 293
 294     return 0;
 295 }
 296
 297 static void get_quants(VP8Context *s)
 298 {
 299     VP56RangeCoder *c = &s->c;
 300     int i, base_qi;
 301
 302     int yac_qi     = vp8_rac_get_uint(c, 7);
 303     int ydc_delta  = vp8_rac_get_sint(c, 4);
 304     int y2dc_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
 305     int y2ac_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
 306     int uvdc_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
 307     int uvac_delta = vp8_rac_get_sint(c, 4);
 308
 309     for (i = 0; i < 4; i++) {
 310         if (s->segmentation.enabled) {
 311             base_qi = s->segmentation.base_quant[i];
 312             if (!s->segmentation.absolute_vals)
 313                 base_qi += yac_qi;
 314         } else
 315             base_qi = yac_qi;
 316
 317         s->qmat[i].luma_qmul[0]    =       vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + ydc_delta , 0, 127)];
 318         s->qmat[i].luma_qmul[1]    =       vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi             , 0, 127)];
 319         s->qmat[i].luma_dc_qmul[0] =   2 * vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + y2dc_delta, 0, 127)];
 320         s->qmat[i].luma_dc_qmul[1] = 155 * vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi + y2ac_delta, 0, 127)] / 100;
 321         s->qmat[i].chroma_qmul[0]  =       vp8_dc_qlookup[av_clip(base_qi + uvdc_delta, 0, 127)];
 322         s->qmat[i].chroma_qmul[1]  =       vp8_ac_qlookup[av_clip(base_qi + uvac_delta, 0, 127)];
 323
 324         s->qmat[i].luma_dc_qmul[1] = FFMAX(s->qmat[i].luma_dc_qmul[1], 8);
 325         s->qmat[i].chroma_qmul[0]  = FFMIN(s->qmat[i].chroma_qmul[0], 132);
 326     }
 327 }
 328
 329 /**
 330  * Determine which buffers golden and altref should be updated with after this frame.
 331  * The spec isn't clear here, so I'm going by my understanding of what libvpx does
 332  *
 333  * Intra frames update all 3 references
 334  * Inter frames update VP56_FRAME_PREVIOUS if the update_last flag is set
 335  * If the update (golden|altref) flag is set, it's updated with the current frame
 336  *      if update_last is set, and VP56_FRAME_PREVIOUS otherwise.
 337  * If the flag is not set, the number read means:
 338  *      0: no update
 339  *      1: VP56_FRAME_PREVIOUS
 340  *      2: update golden with altref, or update altref with golden
 341  */
 342 static VP56Frame ref_to_update(VP8Context *s, int update, VP56Frame ref)
 343 {
 344     VP56RangeCoder *c = &s->c;
 345
 346     if (update)
 347         return VP56_FRAME_CURRENT;
 348
 349     switch (vp8_rac_get_uint(c, 2)) {
 350     case 1:
 351         return VP56_FRAME_PREVIOUS;
 352     case 2:
 353         return (ref == VP56_FRAME_GOLDEN) ? VP56_FRAME_GOLDEN2 : VP56_FRAME_GOLDEN;
 354     }
 355     return VP56_FRAME_NONE;
 356 }
 357
 358 static void update_refs(VP8Context *s)
 359 {
 360     VP56RangeCoder *c = &s->c;
 361
 362     int update_golden = vp8_rac_get(c);
 363     int update_altref = vp8_rac_get(c);
 364
 365     s->update_golden = ref_to_update(s, update_golden, VP56_FRAME_GOLDEN);
 366     s->update_altref = ref_to_update(s, update_altref, VP56_FRAME_GOLDEN2);
 367 }
 368
 369 static int decode_frame_header(VP8Context *s, const uint8_t *buf, int buf_size)
 370 {
 371     VP56RangeCoder *c = &s->c;
 372     int header_size, hscale, vscale, i, j, k, l, ret;
 373     int width  = s->avctx->width;
 374     int height = s->avctx->height;
 375
 376     s->keyframe  = !(buf[0] & 1);
 377     s->profile   =  (buf[0]>>1) & 7;
 378     s->invisible = !(buf[0] & 0x10);
 379     header_size  = RL24(buf) >> 5;
 380     buf      += 3;
 381     buf_size -= 3;
 382
 383     if (s->profile > 3)
 384         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown profile %d\n", s->profile);
 385
 386     if (!s->profile)
 387         memcpy(s->put_pixels_tab, s->vp8dsp.put_vp8_epel_pixels_tab, sizeof(s->put_pixels_tab));
 388     else    // profile 1-3 use bilinear, 4+ aren't defined so whatever
 389         memcpy(s->put_pixels_tab, s->vp8dsp.put_vp8_bilinear_pixels_tab, sizeof(s->put_pixels_tab));
 390
 391     if (header_size > buf_size - 7*s->keyframe) {
 392         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Header size larger than data provided\n");
 393         return AVERROR_INVALIDDATA;
 394     }
 395
 396     if (s->keyframe) {
 397         if (RL24(buf) != 0x2a019d) {
 398             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid start code 0x%x\n", RL24(buf));
 399             return AVERROR_INVALIDDATA;
 400         }
 401         width  = AV_RL16(buf+3) & 0x3fff;
 402         height = AV_RL16(buf+5) & 0x3fff;
 403         hscale = buf[4] >> 6;
 404         vscale = buf[6] >> 6;
 405         buf      += 7;
 406         buf_size -= 7;
 407
 408         if (hscale || vscale)
 409             av_log_missing_feature(s->avctx, "Upscaling", 1);
 410
 411         s->update_golden = s->update_altref = VP56_FRAME_CURRENT;
 412         memcpy(s->prob->token    , vp8_token_default_probs , sizeof(s->prob->token));
 413         memcpy(s->prob->pred16x16, vp8_pred16x16_prob_inter, sizeof(s->prob->pred16x16));
 414         memcpy(s->prob->pred8x8c , vp8_pred8x8c_prob_inter , sizeof(s->prob->pred8x8c));
 415         memcpy(s->prob->mvc      , vp8_mv_default_prob     , sizeof(s->prob->mvc));
 416         memset(&s->segmentation, 0, sizeof(s->segmentation));
 417     }
 418
 419     if (!s->macroblocks_base || /* first frame */
 420         width != s->avctx->width || height != s->avctx->height) {
 421         if ((ret = update_dimensions(s, width, height) < 0))
 422             return ret;
 423     }
 424
 425     vp56_init_range_decoder(c, buf, header_size);
 426     buf      += header_size;
 427     buf_size -= header_size;
 428
 429     if (s->keyframe) {
 430         if (vp8_rac_get(c))
 431             av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "Unspecified colorspace\n");
 432         vp8_rac_get(c); // whether we can skip clamping in dsp functions
 433     }
 434
 435     if ((s->segmentation.enabled = vp8_rac_get(c)))
 436         parse_segment_info(s);
 437     else
 438         s->segmentation.update_map = 0; // FIXME: move this to some init function?
 439
 440     s->filter.simple    = vp8_rac_get(c);
 441     s->filter.level     = vp8_rac_get_uint(c, 6);
 442     s->filter.sharpness = vp8_rac_get_uint(c, 3);
 443
 444     if ((s->lf_delta.enabled = vp8_rac_get(c)))
 445         if (vp8_rac_get(c))
 446             update_lf_deltas(s);
 447
 448     if (setup_partitions(s, buf, buf_size)) {
 449         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid partitions\n");
 450         return AVERROR_INVALIDDATA;
 451     }
 452
 453     get_quants(s);
 454
 455     if (!s->keyframe) {
 456         update_refs(s);
 457         s->sign_bias[VP56_FRAME_GOLDEN]               = vp8_rac_get(c);
 458         s->sign_bias[VP56_FRAME_GOLDEN2 /* altref */] = vp8_rac_get(c);
 459     }
 460
 461     // if we aren't saving this frame's probabilities for future frames,
 462     // make a copy of the current probabilities
 463     if (!(s->update_probabilities = vp8_rac_get(c)))
 464         s->prob[1] = s->prob[0];
 465
 466     s->update_last = s->keyframe || vp8_rac_get(c);
 467
 468     for (i = 0; i < 4; i++)
 469         for (j = 0; j < 8; j++)
 470             for (k = 0; k < 3; k++)
 471                 for (l = 0; l < NUM_DCT_TOKENS-1; l++)
 472                     if (vp56_rac_get_prob(c, vp8_token_update_probs[i][j][k][l]))
 473                         s->prob->token[i][j][k][l] = vp8_rac_get_uint(c, 8);
 474
 475     if ((s->mbskip_enabled = vp8_rac_get(c)))
 476         s->prob->mbskip = vp8_rac_get_uint(c, 8);
 477
 478     if (!s->keyframe) {
 479         s->prob->intra  = vp8_rac_get_uint(c, 8);
 480         s->prob->last   = vp8_rac_get_uint(c, 8);
 481         s->prob->golden = vp8_rac_get_uint(c, 8);
 482
 483         if (vp8_rac_get(c))
 484             for (i = 0; i < 4; i++)
 485                 s->prob->pred16x16[i] = vp8_rac_get_uint(c, 8);
 486         if (vp8_rac_get(c))
 487             for (i = 0; i < 3; i++)
 488                 s->prob->pred8x8c[i]  = vp8_rac_get_uint(c, 8);
 489
 490         // 17.2 MV probability update
 491         for (i = 0; i < 2; i++)
 492             for (j = 0; j < 19; j++)
 493                 if (vp56_rac_get_prob(c, vp8_mv_update_prob[i][j]))
 494                     s->prob->mvc[i][j] = vp8_rac_get_nn(c);
 495     }
 496
 497     return 0;
 498 }
 499
 500 static inline void clamp_mv(VP8Context *s, VP56mv *dst, const VP56mv *src,
 501                             int mb_x, int mb_y)
 502 {
 503 #define MARGIN (16 << 2)
 504     dst->x = av_clip(src->x, -((mb_x << 6) + MARGIN),
 505                      ((s->mb_width  - 1 - mb_x) << 6) + MARGIN);
 506     dst->y = av_clip(src->y, -((mb_y << 6) + MARGIN),
 507                      ((s->mb_height - 1 - mb_y) << 6) + MARGIN);
 508 }
 509
 510 static void find_near_mvs(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y,
 511                           VP56mv near[2], VP56mv *best, int cnt[4])
 512 {
 513     VP8Macroblock *mb_edge[3] = { mb - s->mb_stride     /* top */,
 514                                   mb - 1                /* left */,
 515                                   mb - s->mb_stride - 1 /* top-left */ };
 516     enum { EDGE_TOP, EDGE_LEFT, EDGE_TOPLEFT };
 517     VP56mv near_mv[4]  = {{ 0 }};
 518     enum { CNT_ZERO, CNT_NEAREST, CNT_NEAR, CNT_SPLITMV };
 519     int idx = CNT_ZERO, n;
 520     int best_idx = CNT_ZERO;
 521
 522     /* Process MB on top, left and top-left */
 523     for (n = 0; n < 3; n++) {
 524         VP8Macroblock *edge = mb_edge[n];
 525         if (edge->ref_frame != VP56_FRAME_CURRENT) {
 526             if (edge->mv.x | edge->mv.y) {
 527                 VP56mv tmp = edge->mv;
 528                 if (s->sign_bias[mb->ref_frame] != s->sign_bias[edge->ref_frame]) {
 529                     tmp.x *= -1;
 530                     tmp.y *= -1;
 531                 }
 532                 if ((tmp.x ^ near_mv[idx].x) | (tmp.y ^ near_mv[idx].y))
 533                     near_mv[++idx] = tmp;
 534                 cnt[idx]       += 1 + (n != 2);
 535             } else
 536                 cnt[CNT_ZERO] += 1 + (n != 2);
 537         }
 538     }
 539
 540     /* If we have three distinct MV's, merge first and last if they're the same */
 541     if (cnt[CNT_SPLITMV] &&
 542         !((near_mv[1+EDGE_TOP].x ^ near_mv[1+EDGE_TOPLEFT].x) |
 543           (near_mv[1+EDGE_TOP].y ^ near_mv[1+EDGE_TOPLEFT].y)))
 544         cnt[CNT_NEAREST] += 1;
 545
 546     cnt[CNT_SPLITMV] = ((mb_edge[EDGE_LEFT]->mode   == VP8_MVMODE_SPLIT) +
 547                         (mb_edge[EDGE_TOP]->mode    == VP8_MVMODE_SPLIT)) * 2 +
 548                        (mb_edge[EDGE_TOPLEFT]->mode == VP8_MVMODE_SPLIT);
 549
 550     /* Swap near and nearest if necessary */
 551     if (cnt[CNT_NEAR] > cnt[CNT_NEAREST]) {
 552         FFSWAP(int,    cnt[CNT_NEAREST],     cnt[CNT_NEAR]);
 553         FFSWAP(VP56mv, near_mv[CNT_NEAREST], near_mv[CNT_NEAR]);
 554     }
 555
 556     /* Choose the best mv out of 0,0 and the nearest mv */
 557     if (cnt[CNT_NEAREST] >= cnt[CNT_ZERO])
 558         best_idx = CNT_NEAREST;
 559
 560     clamp_mv(s, best, &near_mv[best_idx], mb_x, mb_y);
 561     near[0] = near_mv[CNT_NEAREST];
 562     near[1] = near_mv[CNT_NEAR];
 563 }
 564
 565 /**
 566  * Motion vector coding, 17.1.
 567  */
 568 static int read_mv_component(VP56RangeCoder *c, const uint8_t *p)
 569 {
 570     int x = 0;
 571
 572     if (vp56_rac_get_prob(c, p[0])) {
 573         int i;
 574
 575         for (i = 0; i < 3; i++)
 576             x += vp56_rac_get_prob(c, p[9 + i]) << i;
 577         for (i = 9; i > 3; i--)
 578             x += vp56_rac_get_prob(c, p[9 + i]) << i;
 579         if (!(x & 0xFFF0) || vp56_rac_get_prob(c, p[12]))
 580             x += 8;
 581     } else
 582         x = vp8_rac_get_tree(c, vp8_small_mvtree, &p[2]);
 583
 584     return (x && vp56_rac_get_prob(c, p[1])) ? -x : x;
 585 }
 586
 587 static const uint8_t *get_submv_prob(const VP56mv *left, const VP56mv *top)
 588 {
 589     int l_is_zero = !(left->x | left->y);
 590     int t_is_zero = !(top->x  | top->y);
 591     int equal = !((left->x ^ top->x) | (left->y ^ top->y));
 592
 593     if (equal)
 594         return l_is_zero ? vp8_submv_prob[4] : vp8_submv_prob[3];
 595     if (t_is_zero)
 596         return vp8_submv_prob[2];
 597     return l_is_zero ? vp8_submv_prob[1] : vp8_submv_prob[0];
 598 }
 599
 600 /**
 601  * Split motion vector prediction, 16.4.
 602  * @returns the number of motion vectors parsed (2, 4 or 16)
 603  */
 604 static int decode_splitmvs(VP8Context    *s,  VP56RangeCoder *c,
 605                             VP8Macroblock *mb, VP56mv         *base_mv)
 606 {
 607     int part_idx = mb->partitioning =
 608         vp8_rac_get_tree(c, vp8_mbsplit_tree, vp8_mbsplit_prob);
 609     int n, num = vp8_mbsplit_count[part_idx];
 610     const uint8_t *mbsplits = vp8_mbsplits[part_idx],
 611                   *firstidx = vp8_mbfirstidx[part_idx];
 612
 613     for (n = 0; n < num; n++) {
 614         int k = firstidx[n];
 615         const VP56mv *left, *above;
 616         const uint8_t *submv_prob;
 617
 618         if (!(k & 3)) {
 619             VP8Macroblock *left_mb = &mb[-1];
 620             left = &left_mb->bmv[vp8_mbsplits[left_mb->partitioning][k + 3]];
 621         } else
 622             left  = &mb->bmv[mbsplits[k - 1]];
 623         if (k <= 3) {
 624             VP8Macroblock *above_mb = &mb[-s->mb_stride];
 625             above = &above_mb->bmv[vp8_mbsplits[above_mb->partitioning][k + 12]];
 626         } else
 627             above = &mb->bmv[mbsplits[k - 4]];
 628
 629         submv_prob = get_submv_prob(left, above);
 630
 631         switch (vp8_rac_get_tree(c, vp8_submv_ref_tree, submv_prob)) {
 632         case VP8_SUBMVMODE_NEW4X4:
 633             mb->bmv[n].y = base_mv->y + read_mv_component(c, s->prob->mvc[0]);
 634             mb->bmv[n].x = base_mv->x + read_mv_component(c, s->prob->mvc[1]);
 635             break;
 636         case VP8_SUBMVMODE_ZERO4X4:
 637             mb->bmv[n].x = 0;
 638             mb->bmv[n].y = 0;
 639             break;
 640         case VP8_SUBMVMODE_LEFT4X4:
 641             mb->bmv[n] = *left;
 642             break;
 643         case VP8_SUBMVMODE_TOP4X4:
 644             mb->bmv[n] = *above;
 645             break;
 646         }
 647     }
 648
 649     return num;
 650 }
 651
 652 static inline void decode_intra4x4_modes(VP56RangeCoder *c, uint8_t *intra4x4,
 653                                          int stride, int keyframe)
 654 {
 655     int x, y, t, l;
 656     const uint8_t *ctx = vp8_pred4x4_prob_inter;
 657
 658     for (y = 0; y < 4; y++) {
 659         for (x = 0; x < 4; x++) {
 660             if (keyframe) {
 661                 t = intra4x4[x - stride];
 662                 l = intra4x4[x - 1];
 663                 ctx = vp8_pred4x4_prob_intra[t][l];
 664             }
 665             intra4x4[x] = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred4x4_tree, ctx);
 666         }
 667         intra4x4 += stride;
 668     }
 669 }
 670
 671 static void decode_mb_mode(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y,
 672                            uint8_t *intra4x4)
 673 {
 674     VP56RangeCoder *c = &s->c;
 675     int n;
 676
 677     if (s->segmentation.update_map)
 678         mb->segment = vp8_rac_get_tree(c, vp8_segmentid_tree, s->prob->segmentid);
 679
 680     mb->skip = s->mbskip_enabled ? vp56_rac_get_prob(c, s->prob->mbskip) : 0;
 681
 682     if (s->keyframe) {
 683         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_intra, vp8_pred16x16_prob_intra);
 684
 685         if (mb->mode == MODE_I4x4) {
 686             decode_intra4x4_modes(c, intra4x4, s->b4_stride, 1);
 687         } else
 688             fill_rectangle(intra4x4, 4, 4, s->b4_stride, vp8_pred4x4_mode[mb->mode], 1);
 689
 690         s->chroma_pred_mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred8x8c_tree, vp8_pred8x8c_prob_intra);
 691         mb->ref_frame = VP56_FRAME_CURRENT;
 692     } else if (vp56_rac_get_prob(c, s->prob->intra)) {
 693         VP56mv near[2], best;
 694         int cnt[4] = { 0 };
 695         uint8_t p[4];
 696
 697         // inter MB, 16.2
 698         if (vp56_rac_get_prob(c, s->prob->last))
 699             mb->ref_frame = vp56_rac_get_prob(c, s->prob->golden) ?
 700                 VP56_FRAME_GOLDEN2 /* altref */ : VP56_FRAME_GOLDEN;
 701         else
 702             mb->ref_frame = VP56_FRAME_PREVIOUS;
 703
 704         // motion vectors, 16.3
 705         find_near_mvs(s, mb, mb_x, mb_y, near, &best, cnt);
 706         for (n = 0; n < 4; n++)
 707             p[n] = vp8_mode_contexts[cnt[n]][n];
 708         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_mvinter, p);
 709         switch (mb->mode) {
 710         case VP8_MVMODE_SPLIT:
 711             mb->mv = mb->bmv[decode_splitmvs(s, c, mb, &best) - 1];
 712             break;
 713         case VP8_MVMODE_ZERO:
 714             mb->mv.x = 0;
 715             mb->mv.y = 0;
 716             break;
 717         case VP8_MVMODE_NEAREST:
 718             clamp_mv(s, &mb->mv, &near[0], mb_x, mb_y);
 719             break;
 720         case VP8_MVMODE_NEAR:
 721             clamp_mv(s, &mb->mv, &near[1], mb_x, mb_y);
 722             break;
 723         case VP8_MVMODE_NEW:
 724             mb->mv.y = best.y + read_mv_component(c, s->prob->mvc[0]);
 725             mb->mv.x = best.x + read_mv_component(c, s->prob->mvc[1]);
 726             break;
 727         }
 728         if (mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
 729             mb->partitioning = VP8_SPLITMVMODE_NONE;
 730             mb->bmv[0] = mb->mv;
 731         }
 732     } else {
 733         // intra MB, 16.1
 734         mb->mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred16x16_tree_inter, s->prob->pred16x16);
 735
 736         if (mb->mode == MODE_I4x4) {
 737             decode_intra4x4_modes(c, intra4x4, s->b4_stride, 0);
 738         } else
 739             fill_rectangle(intra4x4, 4, 4, s->b4_stride, vp8_pred4x4_mode[mb->mode], 1);
 740
 741         s->chroma_pred_mode = vp8_rac_get_tree(c, vp8_pred8x8c_tree, s->prob->pred8x8c);
 742         mb->ref_frame = VP56_FRAME_CURRENT;
 743     }
 744 }
 745
 746 /**
 747  * @param c arithmetic bitstream reader context
 748  * @param block destination for block coefficients
 749  * @param probs probabilities to use when reading trees from the bitstream
 750  * @param i initial coeff index, 0 unless a separate DC block is coded
 751  * @param zero_nhood the initial prediction context for number of surrounding
 752  *                   all-zero blocks (only left/top, so 0-2)
 753  * @param qmul array holding the dc/ac dequant factor at position 0/1
 754  * @return 0 if no coeffs were decoded
 755  *         otherwise, the index of the last coeff decoded plus one
 756  */
 757 static int decode_block_coeffs(VP56RangeCoder *c, DCTELEM block[16],
 758                                uint8_t probs[8][3][NUM_DCT_TOKENS-1],
 759                                int i, int zero_nhood, int16_t qmul[2])
 760 {
 761     int token, nonzero = 0;
 762     int offset = 0;
 763
 764     for (; i < 16; i++) {
 765         token = vp8_rac_get_tree_with_offset(c, vp8_coeff_tree, probs[vp8_coeff_band[i]][zero_nhood], offset);
 766
 767         if (token == DCT_EOB)
 768             break;
 769         else if (token >= DCT_CAT1) {
 770             int cat = token-DCT_CAT1;
 771             token = vp8_rac_get_coeff(c, vp8_dct_cat_prob[cat]);
 772             token += vp8_dct_cat_offset[cat];
 773         }
 774
 775         // after the first token, the non-zero prediction context becomes
 776         // based on the last decoded coeff
 777         if (!token) {
 778             zero_nhood = 0;
 779             offset = 1;
 780             continue;
 781         } else if (token == 1)
 782             zero_nhood = 1;
 783         else
 784             zero_nhood = 2;
 785
 786         // todo: full [16] qmat? load into register?
 787         block[zigzag_scan[i]] = (vp8_rac_get(c) ? -token : token) * qmul[!!i];
 788         nonzero = i+1;
 789         offset = 0;
 790     }
 791     return nonzero;
 792 }
 793
 794 static void decode_mb_coeffs(VP8Context *s, VP56RangeCoder *c, VP8Macroblock *mb,
 795                              uint8_t t_nnz[9], uint8_t l_nnz[9])
 796 {
 797     LOCAL_ALIGNED_16(DCTELEM, dc,[16]);
 798     int i, x, y, luma_start = 0, luma_ctx = 3;
 799     int nnz_pred, nnz, nnz_total = 0;
 800     int segment = s->segmentation.enabled ? mb->segment : 0;
 801
 802     s->dsp.clear_blocks((DCTELEM *)s->block);
 803
 804     if (mb->mode != MODE_I4x4 && mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
 805         AV_ZERO128(dc);
 806         AV_ZERO128(dc+8);
 807         nnz_pred = t_nnz[8] + l_nnz[8];
 808
 809         // decode DC values and do hadamard
 810         nnz = decode_block_coeffs(c, dc, s->prob->token[1], 0, nnz_pred,
 811                                   s->qmat[segment].luma_dc_qmul);
 812         l_nnz[8] = t_nnz[8] = !!nnz;
 813         nnz_total += nnz;
 814         s->vp8dsp.vp8_luma_dc_wht(s->block, dc);
 815         luma_start = 1;
 816         luma_ctx = 0;
 817     }
 818
 819     // luma blocks
 820     for (y = 0; y < 4; y++)
 821         for (x = 0; x < 4; x++) {
 822             nnz_pred = l_nnz[y] + t_nnz[x];
 823             nnz = decode_block_coeffs(c, s->block[y][x], s->prob->token[luma_ctx], luma_start,
 824                                       nnz_pred, s->qmat[segment].luma_qmul);
 825             // nnz+luma_start may be one more than the actual last index, but we don't care
 826             s->non_zero_count_cache[y][x] = nnz + luma_start;
 827             t_nnz[x] = l_nnz[y] = !!nnz;
 828             nnz_total += nnz;
 829         }
 830
 831     // chroma blocks
 832     // TODO: what to do about dimensions? 2nd dim for luma is x,
 833     // but for chroma it's (y<<1)|x
 834     for (i = 4; i < 6; i++)
 835         for (y = 0; y < 2; y++)
 836             for (x = 0; x < 2; x++) {
 837                 nnz_pred = l_nnz[i+2*y] + t_nnz[i+2*x];
 838                 nnz = decode_block_coeffs(c, s->block[i][(y<<1)+x], s->prob->token[2], 0,
 839                                           nnz_pred, s->qmat[segment].chroma_qmul);
 840                 s->non_zero_count_cache[i][(y<<1)+x] = nnz;
 841                 t_nnz[i+2*x] = l_nnz[i+2*y] = !!nnz;
 842                 nnz_total += nnz;
 843             }
 844
 845     // if there were no coded coeffs despite the macroblock not being marked skip,
 846     // we MUST not do the inner loop filter and should not do IDCT
 847     // Since skip isn't used for bitstream prediction, just manually set it.
 848     if (!nnz_total)
 849         mb->skip = 1;
 850 }
 851
 852 static int check_intra_pred_mode(int mode, int mb_x, int mb_y)
 853 {
 854     if (mode == DC_PRED8x8) {
 855         if (!(mb_x|mb_y))
 856             mode = DC_128_PRED8x8;
 857         else if (!mb_y)
 858             mode = LEFT_DC_PRED8x8;
 859         else if (!mb_x)
 860             mode = TOP_DC_PRED8x8;
 861     }
 862     return mode;
 863 }
 864
 865 static void intra_predict(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb,
 866                           uint8_t *bmode, int mb_x, int mb_y)
 867 {
 868     int x, y, mode, nnz, tr;
 869
 870     if (mb->mode < MODE_I4x4) {
 871         mode = check_intra_pred_mode(mb->mode, mb_x, mb_y);
 872         s->hpc.pred16x16[mode](dst[0], s->linesize);
 873     } else {
 874         uint8_t *ptr = dst[0];
 875
 876         // all blocks on the right edge of the macroblock use bottom edge
 877         // the top macroblock for their topright edge
 878         uint8_t *tr_right = ptr - s->linesize + 16;
 879
 880         // if we're on the right edge of the frame, said edge is extended
 881         // from the top macroblock
 882         if (mb_x == s->mb_width-1) {
 883             tr = tr_right[-1]*0x01010101;
 884             tr_right = (uint8_t *)&tr;
 885         }
 886
 887         for (y = 0; y < 4; y++) {
 888             uint8_t *topright = ptr + 4 - s->linesize;
 889             for (x = 0; x < 4; x++) {
 890                 if (x == 3)
 891                     topright = tr_right;
 892
 893                 s->hpc.pred4x4[bmode[x]](ptr+4*x, topright, s->linesize);
 894
 895                 nnz = s->non_zero_count_cache[y][x];
 896                 if (nnz) {
 897                     if (nnz == 1)
 898                         s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(ptr+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
 899                     else
 900                         s->vp8dsp.vp8_idct_add(ptr+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
 901                 }
 902                 topright += 4;
 903             }
 904
 905             ptr   += 4*s->linesize;
 906             bmode += s->b4_stride;
 907         }
 908     }
 909
 910     mode = check_intra_pred_mode(s->chroma_pred_mode, mb_x, mb_y);
 911     s->hpc.pred8x8[mode](dst[1], s->uvlinesize);
 912     s->hpc.pred8x8[mode](dst[2], s->uvlinesize);
 913 }
 914
 915 /**
 916  * Generic MC function.
 917  *
 918  * @param s VP8 decoding context
 919  * @param luma 1 for luma (Y) planes, 0 for chroma (Cb/Cr) planes
 920  * @param dst target buffer for block data at block position
 921  * @param src reference picture buffer at origin (0, 0)
 922  * @param mv motion vector (relative to block position) to get pixel data from
 923  * @param x_off horizontal position of block from origin (0, 0)
 924  * @param y_off vertical position of block from origin (0, 0)
 925  * @param block_w width of block (16, 8 or 4)
 926  * @param block_h height of block (always same as block_w)
 927  * @param width width of src/dst plane data
 928  * @param height height of src/dst plane data
 929  * @param linesize size of a single line of plane data, including padding
 930  * @param mc_func motion compensation function pointers (bilinear or sixtap MC)
 931  */
 932 static inline void vp8_mc(VP8Context *s, int luma,
 933                           uint8_t *dst, uint8_t *src, const VP56mv *mv,
 934                           int x_off, int y_off, int block_w, int block_h,
 935                           int width, int height, int linesize,
 936                           vp8_mc_func mc_func[3][3])
 937 {
 938     static const uint8_t idx[8] = { 0, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1 };
 939     int mx = (mv->x << luma)&7, mx_idx = idx[mx];
 940     int my = (mv->y << luma)&7, my_idx = idx[my];
 941
 942     x_off += mv->x >> (3 - luma);
 943     y_off += mv->y >> (3 - luma);
 944
 945     // edge emulation
 946     src += y_off * linesize + x_off;
 947     if (x_off < 2 || x_off >= width  - block_w - 3 ||
 948         y_off < 2 || y_off >= height - block_h - 3) {
 949         ff_emulated_edge_mc(s->edge_emu_buffer, src - 2 * linesize - 2, linesize,
 950                             block_w + 5, block_h + 5,
 951                             x_off - 2, y_off - 2, width, height);
 952         src = s->edge_emu_buffer + 2 + linesize * 2;
 953     }
 954
 955     mc_func[my_idx][mx_idx](dst, linesize, src, linesize, block_h, mx, my);
 956 }
 957
 958 static inline void vp8_mc_part(VP8Context *s, uint8_t *dst[3],
 959                                AVFrame *ref_frame, int x_off, int y_off,
 960                                int bx_off, int by_off,
 961                                int block_w, int block_h,
 962                                int width, int height, VP56mv *mv)
 963 {
 964     VP56mv uvmv = *mv;
 965
 966     /* Y */
 967     vp8_mc(s, 1, dst[0] + by_off * s->linesize + bx_off,
 968            ref_frame->data[0], mv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
 969            block_w, block_h, width, height, s->linesize,
 970            s->put_pixels_tab[block_w == 8]);
 971
 972     /* U/V */
 973     if (s->profile == 3) {
 974         uvmv.x &= ~7;
 975         uvmv.y &= ~7;
 976     }
 977     x_off   >>= 1; y_off   >>= 1;
 978     bx_off  >>= 1; by_off  >>= 1;
 979     width   >>= 1; height  >>= 1;
 980     block_w >>= 1; block_h >>= 1;
 981     vp8_mc(s, 0, dst[1] + by_off * s->uvlinesize + bx_off,
 982            ref_frame->data[1], &uvmv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
 983            block_w, block_h, width, height, s->uvlinesize,
 984            s->put_pixels_tab[1 + (block_w == 4)]);
 985     vp8_mc(s, 0, dst[2] + by_off * s->uvlinesize + bx_off,
 986            ref_frame->data[2], &uvmv, x_off + bx_off, y_off + by_off,
 987            block_w, block_h, width, height, s->uvlinesize,
 988            s->put_pixels_tab[1 + (block_w == 4)]);
 989 }
 990
 991 /**
 992  * Apply motion vectors to prediction buffer, chapter 18.
 993  */
 994 static void inter_predict(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb,
 995                           int mb_x, int mb_y)
 996 {
 997     int x_off = mb_x << 4, y_off = mb_y << 4;
 998     int width = 16*s->mb_width, height = 16*s->mb_height;
 999
1000     if (mb->mode < VP8_MVMODE_SPLIT) {
1001         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1002                     0, 0, 16, 16, width, height, &mb->mv);
1003     } else switch (mb->partitioning) {
1004     case VP8_SPLITMVMODE_4x4: {
1005         int x, y;
1006         VP56mv uvmv;
1007
1008         /* Y */
1009         for (y = 0; y < 4; y++) {
1010             for (x = 0; x < 4; x++) {
1011                 vp8_mc(s, 1, dst[0] + 4*y*s->linesize + x*4,
1012                        s->framep[mb->ref_frame]->data[0], &mb->bmv[4*y + x],
1013                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1014                        width, height, s->linesize,
1015                        s->put_pixels_tab[2]);
1016             }
1017         }
1018
1019         /* U/V */
1020         x_off >>= 1; y_off >>= 1; width >>= 1; height >>= 1;
1021         for (y = 0; y < 2; y++) {
1022             for (x = 0; x < 2; x++) {
1023                 uvmv.x = mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x  ].x +
1024                          mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x+1].x +
1025                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x  ].x +
1026                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x+1].x;
1027                 uvmv.y = mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x  ].y +
1028                          mb->bmv[ 2*y    * 4 + 2*x+1].y +
1029                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x  ].y +
1030                          mb->bmv[(2*y+1) * 4 + 2*x+1].y;
1031                 uvmv.x = (uvmv.x + 2 + (uvmv.x >> (INT_BIT-1))) >> 2;
1032                 uvmv.y = (uvmv.y + 2 + (uvmv.y >> (INT_BIT-1))) >> 2;
1033                 if (s->profile == 3) {
1034                     uvmv.x &= ~7;
1035                     uvmv.y &= ~7;
1036                 }
1037                 vp8_mc(s, 0, dst[1] + 4*y*s->uvlinesize + x*4,
1038                        s->framep[mb->ref_frame]->data[1], &uvmv,
1039                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1040                        width, height, s->uvlinesize,
1041                        s->put_pixels_tab[2]);
1042                 vp8_mc(s, 0, dst[2] + 4*y*s->uvlinesize + x*4,
1043                        s->framep[mb->ref_frame]->data[2], &uvmv,
1044                        4*x + x_off, 4*y + y_off, 4, 4,
1045                        width, height, s->uvlinesize,
1046                        s->put_pixels_tab[2]);
1047             }
1048         }
1049         break;
1050     }
1051     case VP8_SPLITMVMODE_16x8:
1052         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1053                     0, 0, 16, 8, width, height, &mb->bmv[0]);
1054         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1055                     0, 8, 16, 8, width, height, &mb->bmv[1]);
1056         break;
1057     case VP8_SPLITMVMODE_8x16:
1058         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1059                     0, 0, 8, 16, width, height, &mb->bmv[0]);
1060         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1061                     8, 0, 8, 16, width, height, &mb->bmv[1]);
1062         break;
1063     case VP8_SPLITMVMODE_8x8:
1064         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1065                     0, 0, 8, 8, width, height, &mb->bmv[0]);
1066         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1067                     8, 0, 8, 8, width, height, &mb->bmv[1]);
1068         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1069                     0, 8, 8, 8, width, height, &mb->bmv[2]);
1070         vp8_mc_part(s, dst, s->framep[mb->ref_frame], x_off, y_off,
1071                     8, 8, 8, 8, width, height, &mb->bmv[3]);
1072         break;
1073     }
1074 }
1075
1076 static void idct_mb(VP8Context *s, uint8_t *y_dst, uint8_t *u_dst, uint8_t *v_dst,
1077                     VP8Macroblock *mb)
1078 {
1079     int x, y, nnz;
1080
1081     if (mb->mode != MODE_I4x4)
1082         for (y = 0; y < 4; y++) {
1083             for (x = 0; x < 4; x++) {
1084                 nnz = s->non_zero_count_cache[y][x];
1085                 if (nnz) {
1086                     if (nnz == 1)
1087                         s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(y_dst+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
1088                     else
1089                         s->vp8dsp.vp8_idct_add(y_dst+4*x, s->block[y][x], s->linesize);
1090                 }
1091             }
1092             y_dst += 4*s->linesize;
1093         }
1094
1095     for (y = 0; y < 2; y++) {
1096         for (x = 0; x < 2; x++) {
1097             nnz = s->non_zero_count_cache[4][(y<<1)+x];
1098             if (nnz) {
1099                 if (nnz == 1)
1100                     s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(u_dst+4*x, s->block[4][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1101                 else
1102                     s->vp8dsp.vp8_idct_add(u_dst+4*x, s->block[4][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1103             }
1104
1105             nnz = s->non_zero_count_cache[5][(y<<1)+x];
1106             if (nnz) {
1107                 if (nnz == 1)
1108                     s->vp8dsp.vp8_idct_dc_add(v_dst+4*x, s->block[5][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1109                 else
1110                     s->vp8dsp.vp8_idct_add(v_dst+4*x, s->block[5][(y<<1)+x], s->uvlinesize);
1111             }
1112         }
1113         u_dst += 4*s->uvlinesize;
1114         v_dst += 4*s->uvlinesize;
1115     }
1116 }
1117
1118 static void filter_level_for_mb(VP8Context *s, VP8Macroblock *mb, int *level, int *inner, int *hev_thresh)
1119 {
1120     int interior_limit, filter_level;
1121
1122     if (s->segmentation.enabled) {
1123         filter_level = s->segmentation.filter_level[mb->segment];
1124         if (!s->segmentation.absolute_vals)
1125             filter_level += s->filter.level;
1126     } else
1127         filter_level = s->filter.level;
1128
1129     if (s->lf_delta.enabled) {
1130         filter_level += s->lf_delta.ref[mb->ref_frame];
1131
1132         if (mb->ref_frame == VP56_FRAME_CURRENT) {
1133             if (mb->mode == MODE_I4x4)
1134                 filter_level += s->lf_delta.mode[0];
1135         } else {
1136             if (mb->mode == VP8_MVMODE_ZERO)
1137                 filter_level += s->lf_delta.mode[1];
1138             else if (mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT)
1139                 filter_level += s->lf_delta.mode[3];
1140             else
1141                 filter_level += s->lf_delta.mode[2];
1142         }
1143     }
1144     filter_level = av_clip(filter_level, 0, 63);
1145
1146     interior_limit = filter_level;
1147     if (s->filter.sharpness) {
1148         interior_limit >>= s->filter.sharpness > 4 ? 2 : 1;
1149         interior_limit = FFMIN(interior_limit, 9 - s->filter.sharpness);
1150     }
1151     interior_limit = FFMAX(interior_limit, 1);
1152
1153     *level = filter_level;
1154     *inner = interior_limit;
1155
1156     if (hev_thresh) {
1157         *hev_thresh = filter_level >= 15;
1158
1159         if (s->keyframe) {
1160             if (filter_level >= 40)
1161                 *hev_thresh = 2;
1162         } else {
1163             if (filter_level >= 40)
1164                 *hev_thresh = 3;
1165             else if (filter_level >= 20)
1166                 *hev_thresh = 2;
1167         }
1168     }
1169 }
1170
1171 // TODO: look at backup_mb_border / xchg_mb_border in h264.c
1172 static void filter_mb(VP8Context *s, uint8_t *dst[3], VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y)
1173 {
1174     int filter_level, inner_limit, hev_thresh, mbedge_lim, bedge_lim;
1175
1176     filter_level_for_mb(s, mb, &filter_level, &inner_limit, &hev_thresh);
1177     if (!filter_level)
1178         return;
1179
1180     mbedge_lim = 2*(filter_level+2) + inner_limit;
1181      bedge_lim = 2* filter_level    + inner_limit;
1182
1183     if (mb_x) {
1184         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16(dst[0], s->linesize,   mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1185         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8 (dst[1], s->uvlinesize, mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1186         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8 (dst[2], s->uvlinesize, mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1187     }
1188
1189     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1190         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+ 4, s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1191         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+ 8, s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1192         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter16_inner(dst[0]+12, s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1193         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8_inner (dst[1]+ 4, s->uvlinesize, bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1194         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter8_inner (dst[2]+ 4, s->uvlinesize, bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1195     }
1196
1197     if (mb_y) {
1198         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16(dst[0], s->linesize,   mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1199         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8 (dst[1], s->uvlinesize, mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1200         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8 (dst[2], s->uvlinesize, mbedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1201     }
1202
1203     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1204         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+ 4*s->linesize,   s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1205         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+ 8*s->linesize,   s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1206         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter16_inner(dst[0]+12*s->linesize,   s->linesize,   bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1207         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8_inner (dst[1]+ 4*s->uvlinesize, s->uvlinesize, bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1208         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter8_inner (dst[2]+ 4*s->uvlinesize, s->uvlinesize, bedge_lim, inner_limit, hev_thresh);
1209     }
1210 }
1211
1212 static void filter_mb_simple(VP8Context *s, uint8_t *dst, VP8Macroblock *mb, int mb_x, int mb_y)
1213 {
1214     int filter_level, inner_limit, mbedge_lim, bedge_lim;
1215
1216     filter_level_for_mb(s, mb, &filter_level, &inner_limit, NULL);
1217     if (!filter_level)
1218         return;
1219
1220     mbedge_lim = 2*(filter_level+2) + inner_limit;
1221      bedge_lim = 2* filter_level    + inner_limit;
1222
1223     if (mb_x)
1224         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst, s->linesize, mbedge_lim);
1225     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1226         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+ 4, s->linesize, bedge_lim);
1227         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+ 8, s->linesize, bedge_lim);
1228         s->vp8dsp.vp8_h_loop_filter_simple(dst+12, s->linesize, bedge_lim);
1229     }
1230
1231     if (mb_y)
1232         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst, s->linesize, mbedge_lim);
1233     if (!mb->skip || mb->mode == MODE_I4x4 || mb->mode == VP8_MVMODE_SPLIT) {
1234         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+ 4*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1235         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+ 8*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1236         s->vp8dsp.vp8_v_loop_filter_simple(dst+12*s->linesize, s->linesize, bedge_lim);
1237     }
1238 }
1239
1240 static void filter_mb_row(VP8Context *s, int mb_y)
1241 {
1242     VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1243     uint8_t *dst[3] = {
1244         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[0] + 16*mb_y*s->linesize,
1245         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[1] +  8*mb_y*s->uvlinesize,
1246         s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[2] +  8*mb_y*s->uvlinesize
1247     };
1248     int mb_x;
1249
1250     for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1251         filter_mb(s, dst, mb++, mb_x, mb_y);
1252         dst[0] += 16;
1253         dst[1] += 8;
1254         dst[2] += 8;
1255     }
1256 }
1257
1258 static void filter_mb_row_simple(VP8Context *s, int mb_y)
1259 {
1260     uint8_t *dst = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->data[0] + 16*mb_y*s->linesize;
1261     VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1262     int mb_x;
1263
1264     for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1265         filter_mb_simple(s, dst, mb++, mb_x, mb_y);
1266         dst += 16;
1267     }
1268 }
1269
1270 static int vp8_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
1271                             AVPacket *avpkt)
1272 {
1273     VP8Context *s = avctx->priv_data;
1274     int ret, mb_x, mb_y, i, y, referenced;
1275     enum AVDiscard skip_thresh;
1276     AVFrame *curframe;
1277
1278     if ((ret = decode_frame_header(s, avpkt->data, avpkt->size)) < 0)
1279         return ret;
1280
1281     referenced = s->update_last || s->update_golden == VP56_FRAME_CURRENT
1282                                 || s->update_altref == VP56_FRAME_CURRENT;
1283
1284     skip_thresh = !referenced ? AVDISCARD_NONREF :
1285                     !s->keyframe ? AVDISCARD_NONKEY : AVDISCARD_ALL;
1286
1287     if (avctx->skip_frame >= skip_thresh) {
1288         s->invisible = 1;
1289         goto skip_decode;
1290     }
1291
1292     for (i = 0; i < 4; i++)
1293         if (&s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] &&
1294             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] &&
1295             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2]) {
1296             curframe = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT] = &s->frames[i];
1297             break;
1298         }
1299     if (curframe->data[0])
1300         avctx->release_buffer(avctx, curframe);
1301
1302     curframe->key_frame = s->keyframe;
1303     curframe->pict_type = s->keyframe ? FF_I_TYPE : FF_P_TYPE;
1304     curframe->reference = referenced ? 3 : 0;
1305     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, curframe))) {
1306         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed!\n");
1307         return ret;
1308     }
1309
1310     // Given that arithmetic probabilities are updated every frame, it's quite likely
1311     // that the values we have on a random interframe are complete junk if we didn't
1312     // start decode on a keyframe. So just don't display anything rather than junk.
1313     if (!s->keyframe && (!s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] ||
1314                          !s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] ||
1315                          !s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2])) {
1316         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Discarding interframe without a prior keyframe!\n");
1317         return AVERROR_INVALIDDATA;
1318     }
1319
1320     s->linesize   = curframe->linesize[0];
1321     s->uvlinesize = curframe->linesize[1];
1322
1323     if (!s->edge_emu_buffer)
1324         s->edge_emu_buffer = av_malloc(21*s->linesize);
1325
1326     memset(s->top_nnz, 0, s->mb_width*sizeof(*s->top_nnz));
1327
1328     // top edge of 127 for intra prediction
1329     if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_EMU_EDGE)) {
1330         memset(curframe->data[0] - s->linesize  -1, 127, s->linesize  +1);
1331         memset(curframe->data[1] - s->uvlinesize-1, 127, s->uvlinesize+1);
1332         memset(curframe->data[2] - s->uvlinesize-1, 127, s->uvlinesize+1);
1333     }
1334
1335     for (mb_y = 0; mb_y < s->mb_height; mb_y++) {
1336         VP56RangeCoder *c = &s->coeff_partition[mb_y & (s->num_coeff_partitions-1)];
1337         VP8Macroblock *mb = s->macroblocks + mb_y*s->mb_stride;
1338         uint8_t *intra4x4 = s->intra4x4_pred_mode + 4*mb_y*s->b4_stride;
1339         uint8_t *dst[3] = {
1340             curframe->data[0] + 16*mb_y*s->linesize,
1341             curframe->data[1] +  8*mb_y*s->uvlinesize,
1342             curframe->data[2] +  8*mb_y*s->uvlinesize
1343         };
1344
1345         memset(s->left_nnz, 0, sizeof(s->left_nnz));
1346
1347         // left edge of 129 for intra prediction
1348         if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_EMU_EDGE))
1349             for (i = 0; i < 3; i++)
1350                 for (y = 0; y < 16>>!!i; y++)
1351                     dst[i][y*curframe->linesize[i]-1] = 129;
1352
1353         for (mb_x = 0; mb_x < s->mb_width; mb_x++) {
1354             decode_mb_mode(s, mb, mb_x, mb_y, intra4x4 + 4*mb_x);
1355
1356             if (!mb->skip)
1357                 decode_mb_coeffs(s, c, mb, s->top_nnz[mb_x], s->left_nnz);
1358             else {
1359                 AV_ZERO128(s->non_zero_count_cache);    // luma
1360                 AV_ZERO64(s->non_zero_count_cache[4]);  // chroma
1361             }
1362
1363             if (mb->mode <= MODE_I4x4) {
1364                 intra_predict(s, dst, mb, intra4x4 + 4*mb_x, mb_x, mb_y);
1365                 memset(mb->bmv, 0, sizeof(mb->bmv));
1366             } else {
1367                 inter_predict(s, dst, mb, mb_x, mb_y);
1368             }
1369
1370             if (!mb->skip) {
1371                 idct_mb(s, dst[0], dst[1], dst[2], mb);
1372             } else {
1373                 AV_ZERO64(s->left_nnz);
1374                 AV_WN64(s->top_nnz[mb_x], 0);   // array of 9, so unaligned
1375
1376                 // Reset DC block predictors if they would exist if the mb had coefficients
1377                 if (mb->mode != MODE_I4x4 && mb->mode != VP8_MVMODE_SPLIT) {
1378                     s->left_nnz[8]      = 0;
1379                     s->top_nnz[mb_x][8] = 0;
1380                 }
1381             }
1382
1383             dst[0] += 16;
1384             dst[1] += 8;
1385             dst[2] += 8;
1386             mb++;
1387         }
1388         if (mb_y && s->filter.level && avctx->skip_loop_filter < skip_thresh) {
1389             if (s->filter.simple)
1390                 filter_mb_row_simple(s, mb_y-1);
1391             else
1392                 filter_mb_row(s, mb_y-1);
1393         }
1394     }
1395     if (s->filter.level && avctx->skip_loop_filter < skip_thresh) {
1396         if (s->filter.simple)
1397             filter_mb_row_simple(s, mb_y-1);
1398         else
1399             filter_mb_row(s, mb_y-1);
1400     }
1401
1402 skip_decode:
1403     // if future frames don't use the updated probabilities,
1404     // reset them to the values we saved
1405     if (!s->update_probabilities)
1406         s->prob[0] = s->prob[1];
1407
1408     // check if golden and altref are swapped
1409     if (s->update_altref == VP56_FRAME_GOLDEN &&
1410         s->update_golden == VP56_FRAME_GOLDEN2)
1411         FFSWAP(AVFrame *, s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN], s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2]);
1412     else {
1413         if (s->update_altref != VP56_FRAME_NONE)
1414             s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2] = s->framep[s->update_altref];
1415
1416         if (s->update_golden != VP56_FRAME_NONE)
1417             s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] = s->framep[s->update_golden];
1418     }
1419
1420     if (s->update_last) // move cur->prev
1421         s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] = s->framep[VP56_FRAME_CURRENT];
1422
1423     // release no longer referenced frames
1424     for (i = 0; i < 4; i++)
1425         if (s->frames[i].data[0] &&
1426             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_CURRENT] &&
1427             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_PREVIOUS] &&
1428             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN] &&
1429             &s->frames[i] != s->framep[VP56_FRAME_GOLDEN2])
1430             avctx->release_buffer(avctx, &s->frames[i]);
1431
1432     if (!s->invisible) {
1433         *(AVFrame*)data = *s->framep[VP56_FRAME_CURRENT];
1434         *data_size = sizeof(AVFrame);
1435     }
1436
1437     return avpkt->size;
1438 }
1439
1440 static av_cold int vp8_decode_init(AVCodecContext *avctx)
1441 {
1442     VP8Context *s = avctx->priv_data;
1443
1444     s->avctx = avctx;
1445     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
1446
1447     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
1448     ff_h264_pred_init(&s->hpc, CODEC_ID_VP8);
1449     ff_vp8dsp_init(&s->vp8dsp);
1450
1451     // intra pred needs edge emulation among other things
1452     if (avctx->flags&CODEC_FLAG_EMU_EDGE) {
1453         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Edge emulation not supported\n");
1454         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1455     }
1456
1457     return 0;
1458 }
1459
1460 static av_cold int vp8_decode_free(AVCodecContext *avctx)
1461 {
1462     vp8_decode_flush(avctx);
1463     return 0;
1464 }
1465
1466 AVCodec vp8_decoder = {
1467     "vp8",
1468     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1469     CODEC_ID_VP8,
1470     sizeof(VP8Context),
1471     vp8_decode_init,
1472     NULL,
1473     vp8_decode_free,
1474     vp8_decode_frame,
1475     CODEC_CAP_DR1,
1476     .flush = vp8_decode_flush,
1477     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("On2 VP8"),
1478 };