[cvs] / xvidcore / src / bitstream / bitstream.h Repository:
ViewVC logotype

Annotation of /xvidcore/src/bitstream/bitstream.h

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Revision 1.22 - (view) (download)

1 : edgomez 1.18 /*****************************************************************************
2 :     *
3 :     * XVID MPEG-4 VIDEO CODEC
4 :     * - Bitstream reader/writer inlined functions and constants-
5 :     *
6 : edgomez 1.19 * Copyright (C) 2001-2003 Peter Ross <pross@xvid.org>
7 : edgomez 1.18 *
8 : edgomez 1.19 * This program is free software ; you can redistribute it and/or modify
9 :     * it under the terms of the GNU General Public License as published by
10 :     * the Free Software Foundation ; either version 2 of the License, or
11 : edgomez 1.18 * (at your option) any later version.
12 :     *
13 :     * This program is distributed in the hope that it will be useful,
14 : edgomez 1.19 * but WITHOUT ANY WARRANTY ; without even the implied warranty of
15 : edgomez 1.18 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
16 :     * GNU General Public License for more details.
17 :     *
18 :     * You should have received a copy of the GNU General Public License
19 : edgomez 1.19 * along with this program ; if not, write to the Free Software
20 : edgomez 1.18 * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
21 :     *
22 : Skal 1.22 * $Id: bitstream.h,v 1.21 2005/05/17 21:03:32 Skal Exp $
23 : edgomez 1.18 *
24 :     ****************************************************************************/
25 : Isibaar 1.1
26 :     #ifndef _BITSTREAM_H_
27 :     #define _BITSTREAM_H_
28 :    
29 :     #include "../portab.h"
30 :     #include "../decoder.h"
31 :     #include "../encoder.h"
32 :    
33 : edgomez 1.11
34 : edgomez 1.18 /*****************************************************************************
35 :     * Constants
36 :     ****************************************************************************/
37 :    
38 :     /* comment any #defs we dont use */
39 : Isibaar 1.1
40 :     #define VIDOBJ_START_CODE 0x00000100 /* ..0x0000011f */
41 :     #define VIDOBJLAY_START_CODE 0x00000120 /* ..0x0000012f */
42 :     #define VISOBJSEQ_START_CODE 0x000001b0
43 :     #define VISOBJSEQ_STOP_CODE 0x000001b1 /* ??? */
44 :     #define USERDATA_START_CODE 0x000001b2
45 :     #define GRPOFVOP_START_CODE 0x000001b3
46 : edgomez 1.18 /*#define VIDSESERR_ERROR_CODE 0x000001b4 */
47 : Isibaar 1.1 #define VISOBJ_START_CODE 0x000001b5
48 : edgomez 1.17 #define VOP_START_CODE 0x000001b6
49 : edgomez 1.18 /*#define STUFFING_START_CODE 0x000001c3 */
50 : Isibaar 1.1
51 :    
52 :     #define VISOBJ_TYPE_VIDEO 1
53 : edgomez 1.18 /*#define VISOBJ_TYPE_STILLTEXTURE 2 */
54 :     /*#define VISOBJ_TYPE_MESH 3 */
55 :     /*#define VISOBJ_TYPE_FBA 4 */
56 :     /*#define VISOBJ_TYPE_3DMESH 5 */
57 : Isibaar 1.1
58 :    
59 :     #define VIDOBJLAY_TYPE_SIMPLE 1
60 : edgomez 1.18 /*#define VIDOBJLAY_TYPE_SIMPLE_SCALABLE 2 */
61 : edgomez 1.19 /*#define VIDOBJLAY_TYPE_CORE 3 */
62 :     /*#define VIDOBJLAY_TYPE_MAIN 4 */
63 : edgomez 1.18 /*#define VIDOBJLAY_TYPE_NBIT 5 */
64 :     /*#define VIDOBJLAY_TYPE_ANIM_TEXT 6 */
65 :     /*#define VIDOBJLAY_TYPE_ANIM_MESH 7 */
66 :     /*#define VIDOBJLAY_TYPE_SIMPLE_FACE 8 */
67 :     /*#define VIDOBJLAY_TYPE_STILL_SCALABLE 9 */
68 : edgomez 1.17 #define VIDOBJLAY_TYPE_ART_SIMPLE 10
69 : edgomez 1.18 /*#define VIDOBJLAY_TYPE_CORE_SCALABLE 11 */
70 : edgomez 1.19 /*#define VIDOBJLAY_TYPE_ACE 12 */
71 :     /*#define VIDOBJLAY_TYPE_ADVANCED_SCALABLE_TEXTURE 13 */
72 :     /*#define VIDOBJLAY_TYPE_SIMPLE_FBA 14 */
73 :     /*#define VIDEOJLAY_TYPE_SIMPLE_STUDIO 15*/
74 :     /*#define VIDEOJLAY_TYPE_CORE_STUDIO 16*/
75 :     #define VIDOBJLAY_TYPE_ASP 17
76 :     /*#define VIDOBJLAY_TYPE_FGS 18*/
77 : edgomez 1.17
78 :    
79 : edgomez 1.18 /*#define VIDOBJLAY_AR_SQUARE 1 */
80 :     /*#define VIDOBJLAY_AR_625TYPE_43 2 */
81 :     /*#define VIDOBJLAY_AR_525TYPE_43 3 */
82 :     /*#define VIDOBJLAY_AR_625TYPE_169 8 */
83 :     /*#define VIDOBJLAY_AR_525TYPE_169 9 */
84 : Isibaar 1.1 #define VIDOBJLAY_AR_EXTPAR 15
85 :    
86 :    
87 :     #define VIDOBJLAY_SHAPE_RECTANGULAR 0
88 :     #define VIDOBJLAY_SHAPE_BINARY 1
89 :     #define VIDOBJLAY_SHAPE_BINARY_ONLY 2
90 :     #define VIDOBJLAY_SHAPE_GRAYSCALE 3
91 :    
92 : edgomez 1.17
93 :     #define SPRITE_NONE 0
94 :     #define SPRITE_STATIC 1
95 :     #define SPRITE_GMC 2
96 :    
97 :    
98 : Isibaar 1.1
99 :     #define READ_MARKER() BitstreamSkip(bs, 1)
100 :     #define WRITE_MARKER() BitstreamPutBit(bs, 1)
101 :    
102 : edgomez 1.18 /* vop coding types */
103 :     /* intra, prediction, backward, sprite, not_coded */
104 : Isibaar 1.1 #define I_VOP 0
105 :     #define P_VOP 1
106 :     #define B_VOP 2
107 :     #define S_VOP 3
108 :     #define N_VOP 4
109 :    
110 : edgomez 1.18 /* resync-specific */
111 : suxen_drol 1.9 #define NUMBITS_VP_RESYNC_MARKER 17
112 :     #define RESYNC_MARKER 1
113 :    
114 :    
115 : edgomez 1.18 /*****************************************************************************
116 :     * Prototypes
117 :     ****************************************************************************/
118 :    
119 : edgomez 1.19 int read_video_packet_header(Bitstream *bs,
120 :     DECODER * dec,
121 :     const int addbits,
122 :     int *quant,
123 : edgomez 1.18 int *fcode_forward,
124 :     int *fcode_backward,
125 :     int *intra_dc_threshold);
126 : suxen_drol 1.9
127 : edgomez 1.18 /* header stuff */
128 : edgomez 1.6 int BitstreamReadHeaders(Bitstream * bs,
129 :     DECODER * dec,
130 :     uint32_t * rounding,
131 :     uint32_t * quant,
132 :     uint32_t * fcode_forward,
133 :     uint32_t * fcode_backward,
134 : edgomez 1.17 uint32_t * intra_dc_threshold,
135 :     WARPPOINTS * gmc_warp);
136 : Isibaar 1.1
137 :    
138 :     void BitstreamWriteVolHeader(Bitstream * const bs,
139 : edgomez 1.6 const MBParam * pParam,
140 : edgomez 1.17 const FRAMEINFO * const frame);
141 : Isibaar 1.1
142 :     void BitstreamWriteVopHeader(Bitstream * const bs,
143 : edgomez 1.6 const MBParam * pParam,
144 : edgomez 1.17 const FRAMEINFO * const frame,
145 : edgomez 1.19 int vop_coded,
146 :     unsigned int quant);
147 : Isibaar 1.1
148 : edgomez 1.19 void BitstreamWriteUserData(Bitstream * const bs,
149 : Skal 1.22 const char *data,
150 :     const unsigned int length);
151 :    
152 : Skal 1.21 void
153 :     BitstreamWriteEndOfSequence(Bitstream * const bs);
154 :    
155 :     void
156 :     BitstreamWriteGroupOfVopHeader(Bitstream * const bs,
157 :     const MBParam * pParam,
158 :     uint32_t is_closed_gov);
159 :    
160 :     void write_video_packet_header(Bitstream * const bs,
161 :     const MBParam * pParam,
162 :     const FRAMEINFO * const frame,
163 :     int mbnum);
164 : edgomez 1.11
165 : Isibaar 1.1 /* initialise bitstream structure */
166 :    
167 : edgomez 1.6 static void __inline
168 :     BitstreamInit(Bitstream * const bs,
169 :     void *const bitstream,
170 :     uint32_t length)
171 : Isibaar 1.1 {
172 :     uint32_t tmp;
173 : edgomez 1.18 size_t bitpos;
174 :     ptr_t adjbitstream = (ptr_t)bitstream;
175 : Isibaar 1.1
176 : edgomez 1.18 /*
177 :     * Start the stream on a uint32_t boundary, by rounding down to the
178 :     * previous uint32_t and skipping the intervening bytes.
179 :     */
180 :     bitpos = ((sizeof(uint32_t)-1) & (size_t)bitstream);
181 :     adjbitstream = adjbitstream - bitpos;
182 :     bs->start = bs->tail = (uint32_t *) adjbitstream;
183 : Isibaar 1.1
184 : edgomez 1.18 tmp = *bs->start;
185 : Isibaar 1.1 #ifndef ARCH_IS_BIG_ENDIAN
186 :     BSWAP(tmp);
187 :     #endif
188 :     bs->bufa = tmp;
189 :    
190 : edgomez 1.18 tmp = *(bs->start + 1);
191 : Isibaar 1.1 #ifndef ARCH_IS_BIG_ENDIAN
192 :     BSWAP(tmp);
193 :     #endif
194 :     bs->bufb = tmp;
195 :    
196 :     bs->buf = 0;
197 : edgomez 1.18 bs->pos = bs->initpos = bitpos*8;
198 : Isibaar 1.1 bs->length = length;
199 :     }
200 :    
201 :    
202 :     /* reset bitstream state */
203 :    
204 : edgomez 1.6 static void __inline
205 :     BitstreamReset(Bitstream * const bs)
206 : Isibaar 1.1 {
207 :     uint32_t tmp;
208 :    
209 :     bs->tail = bs->start;
210 :    
211 :     tmp = *bs->start;
212 :     #ifndef ARCH_IS_BIG_ENDIAN
213 :     BSWAP(tmp);
214 :     #endif
215 :     bs->bufa = tmp;
216 :    
217 :     tmp = *(bs->start + 1);
218 :     #ifndef ARCH_IS_BIG_ENDIAN
219 :     BSWAP(tmp);
220 :     #endif
221 :     bs->bufb = tmp;
222 :    
223 :     bs->buf = 0;
224 : edgomez 1.18 bs->pos = bs->initpos;
225 : Isibaar 1.1 }
226 :    
227 :    
228 :     /* reads n bits from bitstream without changing the stream pos */
229 :    
230 : edgomez 1.6 static uint32_t __inline
231 :     BitstreamShowBits(Bitstream * const bs,
232 :     const uint32_t bits)
233 : Isibaar 1.1 {
234 :     int nbit = (bits + bs->pos) - 32;
235 : edgomez 1.6
236 :     if (nbit > 0) {
237 :     return ((bs->bufa & (0xffffffff >> bs->pos)) << nbit) | (bs->
238 :     bufb >> (32 -
239 :     nbit));
240 :     } else {
241 : Isibaar 1.1 return (bs->bufa & (0xffffffff >> bs->pos)) >> (32 - bs->pos - bits);
242 :     }
243 :     }
244 :    
245 :    
246 :     /* skip n bits forward in bitstream */
247 :    
248 : edgomez 1.17 static __inline void
249 : edgomez 1.6 BitstreamSkip(Bitstream * const bs,
250 :     const uint32_t bits)
251 : Isibaar 1.1 {
252 :     bs->pos += bits;
253 :    
254 : edgomez 1.6 if (bs->pos >= 32) {
255 : Isibaar 1.1 uint32_t tmp;
256 :    
257 :     bs->bufa = bs->bufb;
258 : edgomez 1.6 tmp = *((uint32_t *) bs->tail + 2);
259 : Isibaar 1.1 #ifndef ARCH_IS_BIG_ENDIAN
260 :     BSWAP(tmp);
261 :     #endif
262 :     bs->bufb = tmp;
263 :     bs->tail++;
264 :     bs->pos -= 32;
265 :     }
266 :     }
267 : suxen_drol 1.9
268 :    
269 : edgomez 1.18 /* number of bits to next byte alignment */
270 : edgomez 1.19 static __inline uint32_t
271 : suxen_drol 1.9 BitstreamNumBitsToByteAlign(Bitstream *bs)
272 :     {
273 :     uint32_t n = (32 - bs->pos) % 8;
274 :     return n == 0 ? 8 : n;
275 :     }
276 :    
277 :    
278 : edgomez 1.18 /* show nbits from next byte alignment */
279 : edgomez 1.17 static __inline uint32_t
280 : suxen_drol 1.9 BitstreamShowBitsFromByteAlign(Bitstream *bs, int bits)
281 :     {
282 :     int bspos = bs->pos + BitstreamNumBitsToByteAlign(bs);
283 :     int nbit = (bits + bspos) - 32;
284 :    
285 :     if (bspos >= 32) {
286 :     return bs->bufb >> (32 - nbit);
287 :     } else if (nbit > 0) {
288 :     return ((bs->bufa & (0xffffffff >> bspos)) << nbit) | (bs->
289 :     bufb >> (32 -
290 :     nbit));
291 :     } else {
292 :     return (bs->bufa & (0xffffffff >> bspos)) >> (32 - bspos - bits);
293 :     }
294 :    
295 :     }
296 :    
297 : Isibaar 1.1
298 :    
299 :     /* move forward to the next byte boundary */
300 :    
301 : edgomez 1.17 static __inline void
302 : edgomez 1.6 BitstreamByteAlign(Bitstream * const bs)
303 : Isibaar 1.1 {
304 :     uint32_t remainder = bs->pos % 8;
305 : edgomez 1.6
306 :     if (remainder) {
307 : Isibaar 1.1 BitstreamSkip(bs, 8 - remainder);
308 :     }
309 :     }
310 :    
311 :    
312 :     /* bitstream length (unit bits) */
313 :    
314 : edgomez 1.6 static uint32_t __inline
315 :     BitstreamPos(const Bitstream * const bs)
316 : Isibaar 1.1 {
317 : edgomez 1.18 return((uint32_t)(8*((ptr_t)bs->tail - (ptr_t)bs->start) + bs->pos - bs->initpos));
318 : Isibaar 1.1 }
319 :    
320 :    
321 : edgomez 1.18 /*
322 :     * flush the bitstream & return length (unit bytes)
323 :     * NOTE: assumes no futher bitstream functions will be called.
324 : Isibaar 1.1 */
325 :    
326 : edgomez 1.6 static uint32_t __inline
327 :     BitstreamLength(Bitstream * const bs)
328 : Isibaar 1.1 {
329 : edgomez 1.18 uint32_t len = (uint32_t)((ptr_t)bs->tail - (ptr_t)bs->start);
330 : Isibaar 1.1
331 : edgomez 1.6 if (bs->pos) {
332 : Isibaar 1.1 uint32_t b = bs->buf;
333 : edgomez 1.6
334 : Isibaar 1.1 #ifndef ARCH_IS_BIG_ENDIAN
335 :     BSWAP(b);
336 :     #endif
337 :     *bs->tail = b;
338 :    
339 :     len += (bs->pos + 7) / 8;
340 : edgomez 1.6 }
341 : Isibaar 1.1
342 : edgomez 1.18 /* initpos is always on a byte boundary */
343 :     if (bs->initpos)
344 :     len -= bs->initpos/8;
345 :    
346 : Isibaar 1.1 return len;
347 :     }
348 :    
349 :    
350 :     /* move bitstream position forward by n bits and write out buffer if needed */
351 :    
352 : edgomez 1.6 static void __inline
353 :     BitstreamForward(Bitstream * const bs,
354 :     const uint32_t bits)
355 : Isibaar 1.1 {
356 : edgomez 1.6 bs->pos += bits;
357 : Isibaar 1.1
358 : edgomez 1.6 if (bs->pos >= 32) {
359 : Isibaar 1.1 uint32_t b = bs->buf;
360 : edgomez 1.6
361 : Isibaar 1.1 #ifndef ARCH_IS_BIG_ENDIAN
362 :     BSWAP(b);
363 :     #endif
364 :     *bs->tail++ = b;
365 :     bs->buf = 0;
366 :     bs->pos -= 32;
367 : edgomez 1.6 }
368 : Isibaar 1.1 }
369 :    
370 :     /* read n bits from bitstream */
371 :    
372 : edgomez 1.6 static uint32_t __inline
373 :     BitstreamGetBits(Bitstream * const bs,
374 :     const uint32_t n)
375 : Isibaar 1.1 {
376 :     uint32_t ret = BitstreamShowBits(bs, n);
377 : edgomez 1.6
378 : Isibaar 1.1 BitstreamSkip(bs, n);
379 :     return ret;
380 :     }
381 :    
382 :    
383 :     /* read single bit from bitstream */
384 :    
385 : edgomez 1.6 static uint32_t __inline
386 :     BitstreamGetBit(Bitstream * const bs)
387 : Isibaar 1.1 {
388 :     return BitstreamGetBits(bs, 1);
389 :     }
390 :    
391 :    
392 :     /* write single bit to bitstream */
393 :    
394 : edgomez 1.6 static void __inline
395 :     BitstreamPutBit(Bitstream * const bs,
396 :     const uint32_t bit)
397 : Isibaar 1.1 {
398 : edgomez 1.6 if (bit)
399 : Isibaar 1.1 bs->buf |= (0x80000000 >> bs->pos);
400 :    
401 : edgomez 1.6 BitstreamForward(bs, 1);
402 : Isibaar 1.1 }
403 :    
404 :    
405 :     /* write n bits to bitstream */
406 :    
407 : edgomez 1.6 static void __inline
408 :     BitstreamPutBits(Bitstream * const bs,
409 :     const uint32_t value,
410 :     const uint32_t size)
411 : Isibaar 1.1 {
412 :     uint32_t shift = 32 - bs->pos - size;
413 :    
414 :     if (shift <= 32) {
415 :     bs->buf |= value << shift;
416 :     BitstreamForward(bs, size);
417 :     } else {
418 :     uint32_t remainder;
419 :    
420 :     shift = size - (32 - bs->pos);
421 :     bs->buf |= value >> shift;
422 :     BitstreamForward(bs, size - shift);
423 :     remainder = shift;
424 :    
425 :     shift = 32 - shift;
426 : edgomez 1.6
427 : Isibaar 1.1 bs->buf |= value << shift;
428 :     BitstreamForward(bs, remainder);
429 :     }
430 :     }
431 :    
432 : edgomez 1.17 static const int stuffing_codes[8] =
433 :     {
434 :     /* nbits stuffing code */
435 :     0, /* 1 0 */
436 :     1, /* 2 01 */
437 :     3, /* 3 011 */
438 :     7, /* 4 0111 */
439 :     0xf, /* 5 01111 */
440 :     0x1f, /* 6 011111 */
441 :     0x3f, /* 7 0111111 */
442 :     0x7f, /* 8 01111111 */
443 :     };
444 :    
445 :     /* pad bitstream to the next byte boundary */
446 :    
447 :     static void __inline
448 :     BitstreamPad(Bitstream * const bs)
449 :     {
450 :     int bits = 8 - (bs->pos % 8);
451 :     if (bits < 8)
452 :     BitstreamPutBits(bs, stuffing_codes[bits - 1], bits);
453 :     }
454 :    
455 :    
456 : edgomez 1.18 /*
457 : edgomez 1.19 * pad bitstream to the next byte boundary
458 : edgomez 1.18 * alway pad: even if currently at the byte boundary
459 :     */
460 : edgomez 1.17
461 :     static void __inline
462 :     BitstreamPadAlways(Bitstream * const bs)
463 :     {
464 :     int bits = 8 - (bs->pos % 8);
465 :     BitstreamPutBits(bs, stuffing_codes[bits - 1], bits);
466 :     }
467 :    
468 : edgomez 1.18 #endif /* _BITSTREAM_H_ */

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