home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Scene Storm / Scene Storm - Volume 1.iso / coding / c / jpeglib5b / jchuff.c < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  1980-01-12  |  25KB  |  848 lines
  1. /*
  2.  * jchuff.c
  3.  *
  4.  * Copyright (C) 1991-1994, Thomas G. Lane.
  5.  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
  6.  * For conditions of distribution and use, see the accompanying README file.
  7.  *
  8.  * This file contains Huffman entropy encoding routines.
  9.  *
  10.  * Much of the complexity here has to do with supporting output suspension.
  11.  * If the data destination module demands suspension, we want to be able to
  12.  * back up to the start of the current MCU.  To do this, we copy state
  13.  * variables into local working storage, and update them back to the
  14.  * permanent JPEG objects only upon successful completion of an MCU.
  15.  */
  16.  
  17. #define JPEG_INTERNALS
  18. #include "jinclude.h"
  19. #include "jpeglib.h"
  20.  
  21.  
  22. /* Derived data constructed for each Huffman table */
  23.  
  24. typedef struct {
  25.   unsigned int ehufco[256];    /* code for each symbol */
  26.   char ehufsi[256];        /* length of code for each symbol */
  27.   /* If no code has been allocated for a symbol S, ehufsi[S] contains 0 */
  28. } C_DERIVED_TBL;
  29.  
  30. /* Expanded entropy encoder object for Huffman encoding.
  31.  *
  32.  * The savable_state subrecord contains fields that change within an MCU,
  33.  * but must not be updated permanently until we complete the MCU.
  34.  */
  35.  
  36. typedef struct {
  37.   INT32 put_buffer;        /* current bit-accumulation buffer */
  38.   int put_bits;            /* # of bits now in it */
  39.   int last_dc_val[MAX_COMPS_IN_SCAN]; /* last DC coef for each component */
  40. } savable_state;
  41.  
  42. /* This macro is to work around compilers with missing or broken
  43.  * structure assignment.  You'll need to fix this code if you have
  44.  * such a compiler and you change MAX_COMPS_IN_SCAN.
  45.  */
  46.  
  47. #ifndef NO_STRUCT_ASSIGN
  48. #define ASSIGN_STATE(dest,src)  ((dest) = (src))
  49. #else
  50. #if MAX_COMPS_IN_SCAN == 4
  51. #define ASSIGN_STATE(dest,src)  \
  52.     ((dest).put_buffer = (src).put_buffer, \
  53.      (dest).put_bits = (src).put_bits, \
  54.      (dest).last_dc_val[0] = (src).last_dc_val[0], \
  55.      (dest).last_dc_val[1] = (src).last_dc_val[1], \
  56.      (dest).last_dc_val[2] = (src).last_dc_val[2], \
  57.      (dest).last_dc_val[3] = (src).last_dc_val[3])
  58. #endif
  59. #endif
  60.  
  61.  
  62. typedef struct {
  63.   struct jpeg_entropy_encoder pub; /* public fields */
  64.  
  65.   savable_state saved;        /* Bit buffer & DC state at start of MCU */
  66.  
  67.   /* These fields are NOT loaded into local working state. */
  68.   unsigned int restarts_to_go;    /* MCUs left in this restart interval */
  69.   int next_restart_num;        /* next restart number to write (0-7) */
  70.  
  71.   /* Pointers to derived tables (these workspaces have image lifespan) */
  72.   C_DERIVED_TBL * dc_derived_tbls[NUM_HUFF_TBLS];
  73.   C_DERIVED_TBL * ac_derived_tbls[NUM_HUFF_TBLS];
  74.  
  75. #ifdef ENTROPY_OPT_SUPPORTED    /* Statistics tables for optimization */
  76.   long * dc_count_ptrs[NUM_HUFF_TBLS];
  77.   long * ac_count_ptrs[NUM_HUFF_TBLS];
  78. #endif
  79. } huff_entropy_encoder;
  80.  
  81. typedef huff_entropy_encoder * huff_entropy_ptr;
  82.  
  83. /* Working state while writing an MCU.
  84.  * This struct contains all the fields that are needed by subroutines.
  85.  */
  86.  
  87. typedef struct {
  88.   JOCTET * next_output_byte;    /* => next byte to write in buffer */
  89.   size_t free_in_buffer;    /* # of byte spaces remaining in buffer */
  90.   savable_state cur;        /* Current bit buffer & DC state */
  91.   j_compress_ptr cinfo;        /* dump_buffer needs access to this */
  92. } working_state;
  93.  
  94.  
  95. /* Forward declarations */
  96. METHODDEF boolean encode_mcu_huff JPP((j_compress_ptr cinfo,
  97.                        JBLOCKROW *MCU_data));
  98. METHODDEF void finish_pass_huff JPP((j_compress_ptr cinfo));
  99. #ifdef ENTROPY_OPT_SUPPORTED
  100. METHODDEF boolean encode_mcu_gather JPP((j_compress_ptr cinfo,
  101.                      JBLOCKROW *MCU_data));
  102. METHODDEF void finish_pass_gather JPP((j_compress_ptr cinfo));
  103. #endif
  104. LOCAL void fix_huff_tbl JPP((j_compress_ptr cinfo, JHUFF_TBL * htbl,
  105.                  C_DERIVED_TBL ** pdtbl));
  106.  
  107.  
  108. /*
  109.  * Initialize for a Huffman-compressed scan.
  110.  * If gather_statistics is TRUE, we do not output anything during the scan,
  111.  * just count the Huffman symbols used and generate Huffman code tables.
  112.  */
  113.  
  114. METHODDEF void
  115. start_pass_huff (j_compress_ptr cinfo, boolean gather_statistics)
  116. {
  117.   huff_entropy_ptr entropy = (huff_entropy_ptr) cinfo->entropy;
  118.   int ci, dctbl, actbl;
  119.   jpeg_component_info * compptr;
  120.  
  121.   if (gather_statistics) {
  122. #ifdef ENTROPY_OPT_SUPPORTED
  123.     entropy->pub.encode_mcu = encode_mcu_gather;
  124.     entropy->pub.finish_pass = finish_pass_gather;
  125. #else
  126.     ERREXIT(cinfo, JERR_NOT_COMPILED);
  127. #endif
  128.   } else {
  129.     entropy->pub.encode_mcu = encode_mcu_huff;
  130.     entropy->pub.finish_pass = finish_pass_huff;
  131.   }
  132.  
  133.   for (ci = 0; ci < cinfo->comps_in_scan; ci++) {
  134.     compptr = cinfo->cur_comp_info[ci];
  135.     dctbl = compptr->dc_tbl_no;
  136.     actbl = compptr->ac_tbl_no;
  137.     /* Make sure requested tables are present */
  138.     /* (In gather mode, tables need not be allocated yet) */
  139.     if (dctbl < 0 || dctbl >= NUM_HUFF_TBLS ||
  140.     (cinfo->dc_huff_tbl_ptrs[dctbl] == NULL && !gather_statistics))
  141.       ERREXIT1(cinfo, JERR_NO_HUFF_TABLE, dctbl);
  142.     if (actbl < 0 || actbl >= NUM_HUFF_TBLS ||
  143.     (cinfo->ac_huff_tbl_ptrs[actbl] == NULL && !gather_statistics))
  144.       ERREXIT1(cinfo, JERR_NO_HUFF_TABLE, actbl);
  145.     if (gather_statistics) {
  146. #ifdef ENTROPY_OPT_SUPPORTED
  147.       /* Allocate and zero the statistics tables */
  148.       /* Note that gen_huff_coding expects 257 entries in each table! */
  149.       if (entropy->dc_count_ptrs[dctbl] == NULL)
  150.     entropy->dc_count_ptrs[dctbl] = (long *)
  151.       (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  152.                       257 * SIZEOF(long));
  153.       MEMZERO(entropy->dc_count_ptrs[dctbl], 257 * SIZEOF(long));
  154.       if (entropy->ac_count_ptrs[actbl] == NULL)
  155.     entropy->ac_count_ptrs[actbl] = (long *)
  156.       (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  157.                       257 * SIZEOF(long));
  158.       MEMZERO(entropy->ac_count_ptrs[actbl], 257 * SIZEOF(long));
  159. #endif
  160.     } else {
  161.       /* Compute derived values for Huffman tables */
  162.       /* We may do this more than once for a table, but it's not expensive */
  163.       fix_huff_tbl(cinfo, cinfo->dc_huff_tbl_ptrs[dctbl],
  164.            & entropy->dc_derived_tbls[dctbl]);
  165.       fix_huff_tbl(cinfo, cinfo->ac_huff_tbl_ptrs[actbl],
  166.            & entropy->ac_derived_tbls[actbl]);
  167.     }
  168.     /* Initialize DC predictions to 0 */
  169.     entropy->saved.last_dc_val[ci] = 0;
  170.   }
  171.  
  172.   /* Initialize bit buffer to empty */
  173.   entropy->saved.put_buffer = 0;
  174.   entropy->saved.put_bits = 0;
  175.  
  176.   /* Initialize restart stuff */
  177.   entropy->restarts_to_go = cinfo->restart_interval;
  178.   entropy->next_restart_num = 0;
  179. }
  180.  
  181.  
  182. LOCAL void
  183. fix_huff_tbl (j_compress_ptr cinfo, JHUFF_TBL * htbl, C_DERIVED_TBL ** pdtbl)
  184. /* Compute the derived values for a Huffman table */
  185. {
  186.   C_DERIVED_TBL *dtbl;
  187.   int p, i, l, lastp, si;
  188.   char huffsize[257];
  189.   unsigned int huffcode[257];
  190.   unsigned int code;
  191.  
  192.   /* Allocate a workspace if we haven't already done so. */
  193.   if (*pdtbl == NULL)
  194.     *pdtbl = (C_DERIVED_TBL *)
  195.       (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  196.                   SIZEOF(C_DERIVED_TBL));
  197.   dtbl = *pdtbl;
  198.   
  199.   /* Figure C.1: make table of Huffman code length for each symbol */
  200.   /* Note that this is in code-length order. */
  201.  
  202.   p = 0;
  203.   for (l = 1; l <= 16; l++) {
  204.     for (i = 1; i <= (int) htbl->bits[l]; i++)
  205.       huffsize[p++] = (char) l;
  206.   }
  207.   huffsize[p] = 0;
  208.   lastp = p;
  209.   
  210.   /* Figure C.2: generate the codes themselves */
  211.   /* Note that this is in code-length order. */
  212.   
  213.   code = 0;
  214.   si = huffsize[0];
  215.   p = 0;
  216.   while (huffsize[p]) {
  217.     while (((int) huffsize[p]) == si) {
  218.       huffcode[p++] = code;
  219.       code++;
  220.     }
  221.     code <<= 1;
  222.     si++;
  223.   }
  224.   
  225.   /* Figure C.3: generate encoding tables */
  226.   /* These are code and size indexed by symbol value */
  227.  
  228.   /* Set any codeless symbols to have code length 0;
  229.    * this allows emit_bits to detect any attempt to emit such symbols.
  230.    */
  231.   MEMZERO(dtbl->ehufsi, SIZEOF(dtbl->ehufsi));
  232.  
  233.   for (p = 0; p < lastp; p++) {
  234.     dtbl->ehufco[htbl->huffval[p]] = huffcode[p];
  235.     dtbl->ehufsi[htbl->huffval[p]] = huffsize[p];
  236.   }
  237. }
  238.  
  239.  
  240. /* Outputting bytes to the file */
  241.  
  242. /* Emit a byte, taking 'action' if must suspend. */
  243. #define emit_byte(state,val,action)  \
  244.     { *(state)->next_output_byte++ = (JOCTET) (val);  \
  245.       if (--(state)->free_in_buffer == 0)  \
  246.         if (! dump_buffer(state))  \
  247.           { action; } }
  248.  
  249.  
  250. LOCAL boolean
  251. dump_buffer (working_state * state)
  252. /* Empty the output buffer; return TRUE if successful, FALSE if must suspend */
  253. {
  254.   struct jpeg_destination_mgr * dest = state->cinfo->dest;
  255.  
  256.   if (! (*dest->empty_output_buffer) (state->cinfo))
  257.     return FALSE;
  258.   /* After a successful buffer dump, must reset buffer pointers */
  259.   state->next_output_byte = dest->next_output_byte;
  260.   state->free_in_buffer = dest->free_in_buffer;
  261.   return TRUE;
  262. }
  263.  
  264.  
  265. /* Outputting bits to the file */
  266.  
  267. /* Only the right 24 bits of put_buffer are used; the valid bits are
  268.  * left-justified in this part.  At most 16 bits can be passed to emit_bits
  269.  * in one call, and we never retain more than 7 bits in put_buffer
  270.  * between calls, so 24 bits are sufficient.
  271.  */
  272.  
  273. INLINE
  274. LOCAL boolean
  275. emit_bits (working_state * state, unsigned int code, int size)
  276. /* Emit some bits; return TRUE if successful, FALSE if must suspend */
  277. {
  278.   /* This routine is heavily used, so it's worth coding tightly. */
  279.   register INT32 put_buffer = (INT32) code;
  280.   register int put_bits = state->cur.put_bits;
  281.  
  282.   /* if size is 0, caller used an invalid Huffman table entry */
  283.   if (size == 0)
  284.     ERREXIT(state->cinfo, JERR_HUFF_MISSING_CODE);
  285.  
  286.   put_buffer &= (((INT32) 1)<<size) - 1; /* mask off any extra bits in code */
  287.   
  288.   put_bits += size;        /* new number of bits in buffer */
  289.   
  290.   put_buffer <<= 24 - put_bits; /* align incoming bits */
  291.  
  292.   put_buffer |= state->cur.put_buffer; /* and merge with old buffer contents */
  293.   
  294.   while (put_bits >= 8) {
  295.     int c = (int) ((put_buffer >> 16) & 0xFF);
  296.     
  297.     emit_byte(state, c, return FALSE);
  298.     if (c == 0xFF) {        /* need to stuff a zero byte? */
  299.       emit_byte(state, 0, return FALSE);
  300.     }
  301.     put_buffer <<= 8;
  302.     put_bits -= 8;
  303.   }
  304.  
  305.   state->cur.put_buffer = put_buffer; /* update state variables */
  306.   state->cur.put_bits = put_bits;
  307.  
  308.   return TRUE;
  309. }
  310.  
  311.  
  312. LOCAL boolean
  313. flush_bits (working_state * state)
  314. {
  315.   if (! emit_bits(state, 0x7F, 7)) /* fill any partial byte with ones */
  316.     return FALSE;
  317.   state->cur.put_buffer = 0;    /* and reset bit-buffer to empty */
  318.   state->cur.put_bits = 0;
  319.   return TRUE;
  320. }
  321.  
  322.  
  323. /* Encode a single block's worth of coefficients */
  324.  
  325. LOCAL boolean
  326. encode_one_block (working_state * state, JCOEFPTR block, int last_dc_val,
  327.           C_DERIVED_TBL *dctbl, C_DERIVED_TBL *actbl)
  328. {
  329.   register int temp, temp2;
  330.   register int nbits;
  331.   register int k, r, i;
  332.   
  333.   /* Encode the DC coefficient difference per section F.1.2.1 */
  334.   
  335.   temp = temp2 = block[0] - last_dc_val;
  336.  
  337.   if (temp < 0) {
  338.     temp = -temp;        /* temp is abs value of input */
  339.     /* For a negative input, want temp2 = bitwise complement of abs(input) */
  340.     /* This code assumes we are on a two's complement machine */
  341.     temp2--;
  342.   }
  343.   
  344.   /* Find the number of bits needed for the magnitude of the coefficient */
  345.   nbits = 0;
  346.   while (temp) {
  347.     nbits++;
  348.     temp >>= 1;
  349.   }
  350.   
  351.   /* Emit the Huffman-coded symbol for the number of bits */
  352.   if (! emit_bits(state, dctbl->ehufco[nbits], dctbl->ehufsi[nbits]))
  353.     return FALSE;
  354.  
  355.   /* Emit that number of bits of the value, if positive, */
  356.   /* or the complement of its magnitude, if negative. */
  357.   if (nbits)            /* emit_bits rejects calls with size 0 */
  358.     if (! emit_bits(state, (unsigned int) temp2, nbits))
  359.       return FALSE;
  360.  
  361.   /* Encode the AC coefficients per section F.1.2.2 */
  362.   
  363.   r = 0;            /* r = run length of zeros */
  364.   
  365.   for (k = 1; k < DCTSIZE2; k++) {
  366.     if ((temp = block[k]) == 0) {
  367.       r++;
  368.     } else {
  369.       /* if run length > 15, must emit special run-length-16 codes (0xF0) */
  370.       while (r > 15) {
  371.     if (! emit_bits(state, actbl->ehufco[0xF0], actbl->ehufsi[0xF0]))
  372.       return FALSE;
  373.     r -= 16;
  374.       }
  375.  
  376.       temp2 = temp;
  377.       if (temp < 0) {
  378.     temp = -temp;        /* temp is abs value of input */
  379.     /* This code assumes we are on a two's complement machine */
  380.     temp2--;
  381.       }
  382.       
  383.       /* Find the number of bits needed for the magnitude of the coefficient */
  384.       nbits = 1;        /* there must be at least one 1 bit */
  385.       while ((temp >>= 1))
  386.     nbits++;
  387.       
  388.       /* Emit Huffman symbol for run length / number of bits */
  389.       i = (r << 4) + nbits;
  390.       if (! emit_bits(state, actbl->ehufco[i], actbl->ehufsi[i]))
  391.     return FALSE;
  392.  
  393.       /* Emit that number of bits of the value, if positive, */
  394.       /* or the complement of its magnitude, if negative. */
  395.       if (! emit_bits(state, (unsigned int) temp2, nbits))
  396.     return FALSE;
  397.       
  398.       r = 0;
  399.     }
  400.   }
  401.  
  402.   /* If the last coef(s) were zero, emit an end-of-block code */
  403.   if (r > 0)
  404.     if (! emit_bits(state, actbl->ehufco[0], actbl->ehufsi[0]))
  405.       return FALSE;
  406.  
  407.   return TRUE;
  408. }
  409.  
  410.  
  411. /*
  412.  * Emit a restart marker & resynchronize predictions.
  413.  */
  414.  
  415. LOCAL boolean
  416. emit_restart (working_state * state, int restart_num)
  417. {
  418.   int ci;
  419.  
  420.   if (! flush_bits(state))
  421.     return FALSE;
  422.  
  423.   emit_byte(state, 0xFF, return FALSE);
  424.   emit_byte(state, JPEG_RST0 + restart_num, return FALSE);
  425.  
  426.   /* Re-initialize DC predictions to 0 */
  427.   for (ci = 0; ci < state->cinfo->comps_in_scan; ci++)
  428.     state->cur.last_dc_val[ci] = 0;
  429.  
  430.   /* The restart counter is not updated until we successfully write the MCU. */
  431.  
  432.   return TRUE;
  433. }
  434.  
  435.  
  436. /*
  437.  * Encode and output one MCU's worth of Huffman-compressed coefficients.
  438.  */
  439.  
  440. METHODDEF boolean
  441. encode_mcu_huff (j_compress_ptr cinfo, JBLOCKROW *MCU_data)
  442. {
  443.   huff_entropy_ptr entropy = (huff_entropy_ptr) cinfo->entropy;
  444.   working_state state;
  445.   int blkn, ci;
  446.   jpeg_component_info * compptr;
  447.  
  448.   /* Load up working state */
  449.   state.next_output_byte = cinfo->dest->next_output_byte;
  450.   state.free_in_buffer = cinfo->dest->free_in_buffer;
  451.   ASSIGN_STATE(state.cur, entropy->saved);
  452.   state.cinfo = cinfo;
  453.  
  454.   /* Emit restart marker if needed */
  455.   if (cinfo->restart_interval) {
  456.     if (entropy->restarts_to_go == 0)
  457.       if (! emit_restart(&state, entropy->next_restart_num))
  458.     return FALSE;
  459.   }
  460.  
  461.   /* Encode the MCU data blocks */
  462.   for (blkn = 0; blkn < cinfo->blocks_in_MCU; blkn++) {
  463.     ci = cinfo->MCU_membership[blkn];
  464.     compptr = cinfo->cur_comp_info[ci];
  465.     if (! encode_one_block(&state,
  466.                MCU_data[blkn][0], state.cur.last_dc_val[ci],
  467.                entropy->dc_derived_tbls[compptr->dc_tbl_no],
  468.                entropy->ac_derived_tbls[compptr->ac_tbl_no]))
  469.       return FALSE;
  470.     /* Update last_dc_val */
  471.     state.cur.last_dc_val[ci] = MCU_data[blkn][0][0];
  472.   }
  473.  
  474.   /* Completed MCU, so update state */
  475.   cinfo->dest->next_output_byte = state.next_output_byte;
  476.   cinfo->dest->free_in_buffer = state.free_in_buffer;
  477.   ASSIGN_STATE(entropy->saved, state.cur);
  478.  
  479.   /* Update restart-interval state too */
  480.   if (cinfo->restart_interval) {
  481.     if (entropy->restarts_to_go == 0) {
  482.       entropy->restarts_to_go = cinfo->restart_interval;
  483.       entropy->next_restart_num++;
  484.       entropy->next_restart_num &= 7;
  485.     }
  486.     entropy->restarts_to_go--;
  487.   }
  488.  
  489.   return TRUE;
  490. }
  491.  
  492.  
  493. /*
  494.  * Finish up at the end of a Huffman-compressed scan.
  495.  */
  496.  
  497. METHODDEF void
  498. finish_pass_huff (j_compress_ptr cinfo)
  499. {
  500.   huff_entropy_ptr entropy = (huff_entropy_ptr) cinfo->entropy;
  501.   working_state state;
  502.  
  503.   /* Load up working state ... flush_bits needs it */
  504.   state.next_output_byte = cinfo->dest->next_output_byte;
  505.   state.free_in_buffer = cinfo->dest->free_in_buffer;
  506.   ASSIGN_STATE(state.cur, entropy->saved);
  507.   state.cinfo = cinfo;
  508.  
  509.   /* Flush out the last data */
  510.   if (! flush_bits(&state))
  511.     ERREXIT(cinfo, JERR_CANT_SUSPEND);
  512.  
  513.   /* Update state */
  514.   cinfo->dest->next_output_byte = state.next_output_byte;
  515.   cinfo->dest->free_in_buffer = state.free_in_buffer;
  516.   ASSIGN_STATE(entropy->saved, state.cur);
  517. }
  518.  
  519.  
  520. /*
  521.  * Huffman coding optimization.
  522.  *
  523.  * This actually is optimization, in the sense that we find the best possible
  524.  * Huffman table(s) for the given data.  We first scan the supplied data and
  525.  * count the number of uses of each symbol that is to be Huffman-coded.
  526.  * (This process must agree with the code above.)  Then we build an
  527.  * optimal Huffman coding tree for the observed counts.
  528.  *
  529.  * The JPEG standard requires Huffman codes to be no more than 16 bits long.
  530.  * If some symbols have a very small but nonzero probability, the Huffman tree
  531.  * must be adjusted to meet the code length restriction.  We currently use
  532.  * the adjustment method suggested in the JPEG spec.  This method is *not*
  533.  * optimal; it may not choose the best possible limited-length code.  But
  534.  * since the symbols involved are infrequently used, it's not clear that
  535.  * going to extra trouble is worthwhile.
  536.  */
  537.  
  538. #ifdef ENTROPY_OPT_SUPPORTED
  539.  
  540.  
  541. /* Process a single block's worth of coefficients */
  542.  
  543. LOCAL void
  544. htest_one_block (JCOEFPTR block, int last_dc_val,
  545.          long dc_counts[], long ac_counts[])
  546. {
  547.   register int temp;
  548.   register int nbits;
  549.   register int k, r;
  550.   
  551.   /* Encode the DC coefficient difference per section F.1.2.1 */
  552.   
  553.   temp = block[0] - last_dc_val;
  554.   if (temp < 0)
  555.     temp = -temp;
  556.   
  557.   /* Find the number of bits needed for the magnitude of the coefficient */
  558.   nbits = 0;
  559.   while (temp) {
  560.     nbits++;
  561.     temp >>= 1;
  562.   }
  563.  
  564.   /* Count the Huffman symbol for the number of bits */
  565.   dc_counts[nbits]++;
  566.   
  567.   /* Encode the AC coefficients per section F.1.2.2 */
  568.   
  569.   r = 0;            /* r = run length of zeros */
  570.   
  571.   for (k = 1; k < DCTSIZE2; k++) {
  572.     if ((temp = block[k]) == 0) {
  573.       r++;
  574.     } else {
  575.       /* if run length > 15, must emit special run-length-16 codes (0xF0) */
  576.       while (r > 15) {
  577.     ac_counts[0xF0]++;
  578.     r -= 16;
  579.       }
  580.       
  581.       /* Find the number of bits needed for the magnitude of the coefficient */
  582.       if (temp < 0)
  583.     temp = -temp;
  584.       
  585.       /* Find the number of bits needed for the magnitude of the coefficient */
  586.       nbits = 1;        /* there must be at least one 1 bit */
  587.       while ((temp >>= 1))
  588.     nbits++;
  589.       
  590.       /* Count Huffman symbol for run length / number of bits */
  591.       ac_counts[(r << 4) + nbits]++;
  592.       
  593.       r = 0;
  594.     }
  595.   }
  596.  
  597.   /* If the last coef(s) were zero, emit an end-of-block code */
  598.   if (r > 0)
  599.     ac_counts[0]++;
  600. }
  601.  
  602.  
  603. /*
  604.  * Trial-encode one MCU's worth of Huffman-compressed coefficients.
  605.  * No data is actually output, so no suspension return is possible.
  606.  */
  607.  
  608. METHODDEF boolean
  609. encode_mcu_gather (j_compress_ptr cinfo, JBLOCKROW *MCU_data)
  610. {
  611.   huff_entropy_ptr entropy = (huff_entropy_ptr) cinfo->entropy;
  612.   int blkn, ci;
  613.   jpeg_component_info * compptr;
  614.  
  615.   /* Take care of restart intervals if needed */
  616.   if (cinfo->restart_interval) {
  617.     if (entropy->restarts_to_go == 0) {
  618.       /* Re-initialize DC predictions to 0 */
  619.       for (ci = 0; ci < cinfo->comps_in_scan; ci++)
  620.     entropy->saved.last_dc_val[ci] = 0;
  621.       /* Update restart state */
  622.       entropy->restarts_to_go = cinfo->restart_interval;
  623.     }
  624.     entropy->restarts_to_go--;
  625.   }
  626.  
  627.   for (blkn = 0; blkn < cinfo->blocks_in_MCU; blkn++) {
  628.     ci = cinfo->MCU_membership[blkn];
  629.     compptr = cinfo->cur_comp_info[ci];
  630.     htest_one_block(MCU_data[blkn][0], entropy->saved.last_dc_val[ci],
  631.             entropy->dc_count_ptrs[compptr->dc_tbl_no],
  632.             entropy->ac_count_ptrs[compptr->ac_tbl_no]);
  633.     entropy->saved.last_dc_val[ci] = MCU_data[blkn][0][0];
  634.   }
  635.  
  636.   return TRUE;
  637. }
  638.  
  639.  
  640. /* Generate the optimal coding for the given counts, initialize htbl */
  641.  
  642. LOCAL void
  643. gen_huff_coding (j_compress_ptr cinfo, JHUFF_TBL *htbl, long freq[])
  644. {
  645. #define MAX_CLEN 32        /* assumed maximum initial code length */
  646.   UINT8 bits[MAX_CLEN+1];    /* bits[k] = # of symbols with code length k */
  647.   int codesize[257];        /* codesize[k] = code length of symbol k */
  648.   int others[257];        /* next symbol in current branch of tree */
  649.   int c1, c2;
  650.   int p, i, j;
  651.   long v;
  652.  
  653.   /* This algorithm is explained in section K.2 of the JPEG standard */
  654.  
  655.   MEMZERO(bits, SIZEOF(bits));
  656.   MEMZERO(codesize, SIZEOF(codesize));
  657.   for (i = 0; i < 257; i++)
  658.     others[i] = -1;        /* init links to empty */
  659.   
  660.   freq[256] = 1;        /* make sure there is a nonzero count */
  661.   /* Including the pseudo-symbol 256 in the Huffman procedure guarantees
  662.    * that no real symbol is given code-value of all ones, because 256
  663.    * will be placed in the largest codeword category.
  664.    */
  665.  
  666.   /* Huffman's basic algorithm to assign optimal code lengths to symbols */
  667.  
  668.   for (;;) {
  669.     /* Find the smallest nonzero frequency, set c1 = its symbol */
  670.     /* In case of ties, take the larger symbol number */
  671.     c1 = -1;
  672.     v = 1000000000L;
  673.     for (i = 0; i <= 256; i++) {
  674.       if (freq[i] && freq[i] <= v) {
  675.     v = freq[i];
  676.     c1 = i;
  677.       }
  678.     }
  679.  
  680.     /* Find the next smallest nonzero frequency, set c2 = its symbol */
  681.     /* In case of ties, take the larger symbol number */
  682.     c2 = -1;
  683.     v = 1000000000L;
  684.     for (i = 0; i <= 256; i++) {
  685.       if (freq[i] && freq[i] <= v && i != c1) {
  686.     v = freq[i];
  687.     c2 = i;
  688.       }
  689.     }
  690.  
  691.     /* Done if we've merged everything into one frequency */
  692.     if (c2 < 0)
  693.       break;
  694.     
  695.     /* Else merge the two counts/trees */
  696.     freq[c1] += freq[c2];
  697.     freq[c2] = 0;
  698.  
  699.     /* Increment the codesize of everything in c1's tree branch */
  700.     codesize[c1]++;
  701.     while (others[c1] >= 0) {
  702.       c1 = others[c1];
  703.       codesize[c1]++;
  704.     }
  705.     
  706.     others[c1] = c2;        /* chain c2 onto c1's tree branch */
  707.     
  708.     /* Increment the codesize of everything in c2's tree branch */
  709.     codesize[c2]++;
  710.     while (others[c2] >= 0) {
  711.       c2 = others[c2];
  712.       codesize[c2]++;
  713.     }
  714.   }
  715.  
  716.   /* Now count the number of symbols of each code length */
  717.   for (i = 0; i <= 256; i++) {
  718.     if (codesize[i]) {
  719.       /* The JPEG standard seems to think that this can't happen, */
  720.       /* but I'm paranoid... */
  721.       if (codesize[i] > MAX_CLEN)
  722.     ERREXIT(cinfo, JERR_HUFF_CLEN_OVERFLOW);
  723.  
  724.       bits[codesize[i]]++;
  725.     }
  726.   }
  727.  
  728.   /* JPEG doesn't allow symbols with code lengths over 16 bits, so if the pure
  729.    * Huffman procedure assigned any such lengths, we must adjust the coding.
  730.    * Here is what the JPEG spec says about how this next bit works:
  731.    * Since symbols are paired for the longest Huffman code, the symbols are
  732.    * removed from this length category two at a time.  The prefix for the pair
  733.    * (which is one bit shorter) is allocated to one of the pair; then,
  734.    * skipping the BITS entry for that prefix length, a code word from the next
  735.    * shortest nonzero BITS entry is converted into a prefix for two code words
  736.    * one bit longer.
  737.    */
  738.   
  739.   for (i = MAX_CLEN; i > 16; i--) {
  740.     while (bits[i] > 0) {
  741.       j = i - 2;        /* find length of new prefix to be used */
  742.       while (bits[j] == 0)
  743.     j--;
  744.       
  745.       bits[i] -= 2;        /* remove two symbols */
  746.       bits[i-1]++;        /* one goes in this length */
  747.       bits[j+1] += 2;        /* two new symbols in this length */
  748.       bits[j]--;        /* symbol of this length is now a prefix */
  749.     }
  750.   }
  751.  
  752.   /* Remove the count for the pseudo-symbol 256 from the largest codelength */
  753.   while (bits[i] == 0)        /* find largest codelength still in use */
  754.     i--;
  755.   bits[i]--;
  756.   
  757.   /* Return final symbol counts (only for lengths 0..16) */
  758.   MEMCOPY(htbl->bits, bits, SIZEOF(htbl->bits));
  759.   
  760.   /* Return a list of the symbols sorted by code length */
  761.   /* It's not real clear to me why we don't need to consider the codelength
  762.    * changes made above, but the JPEG spec seems to think this works.
  763.    */
  764.   p = 0;
  765.   for (i = 1; i <= MAX_CLEN; i++) {
  766.     for (j = 0; j <= 255; j++) {
  767.       if (codesize[j] == i) {
  768.     htbl->huffval[p] = (UINT8) j;
  769.     p++;
  770.       }
  771.     }
  772.   }
  773.  
  774.   /* Set sent_table FALSE so updated table will be written to JPEG file. */
  775.   htbl->sent_table = FALSE;
  776. }
  777.  
  778.  
  779. /*
  780.  * Finish up a statistics-gathering pass and create the new Huffman tables.
  781.  */
  782.  
  783. METHODDEF void
  784. finish_pass_gather (j_compress_ptr cinfo)
  785. {
  786.   huff_entropy_ptr entropy = (huff_entropy_ptr) cinfo->entropy;
  787.   int ci, dctbl, actbl;
  788.   jpeg_component_info * compptr;
  789.   JHUFF_TBL **htblptr;
  790.   boolean did_dc[NUM_HUFF_TBLS];
  791.   boolean did_ac[NUM_HUFF_TBLS];
  792.  
  793.   /* It's important not to apply gen_huff_coding more than once per table,
  794.    * because it clobbers the input frequency counts!
  795.    */
  796.   MEMZERO(did_dc, SIZEOF(did_dc));
  797.   MEMZERO(did_ac, SIZEOF(did_ac));
  798.  
  799.   for (ci = 0; ci < cinfo->comps_in_scan; ci++) {
  800.     compptr = cinfo->cur_comp_info[ci];
  801.     dctbl = compptr->dc_tbl_no;
  802.     actbl = compptr->ac_tbl_no;
  803.     if (! did_dc[dctbl]) {
  804.       htblptr = & cinfo->dc_huff_tbl_ptrs[dctbl];
  805.       if (*htblptr == NULL)
  806.     *htblptr = jpeg_alloc_huff_table((j_common_ptr) cinfo);
  807.       gen_huff_coding(cinfo, *htblptr, entropy->dc_count_ptrs[dctbl]);
  808.       did_dc[dctbl] = TRUE;
  809.     }
  810.     if (! did_ac[actbl]) {
  811.       htblptr = & cinfo->ac_huff_tbl_ptrs[actbl];
  812.       if (*htblptr == NULL)
  813.     *htblptr = jpeg_alloc_huff_table((j_common_ptr) cinfo);
  814.       gen_huff_coding(cinfo, *htblptr, entropy->ac_count_ptrs[actbl]);
  815.       did_ac[actbl] = TRUE;
  816.     }
  817.   }
  818. }
  819.  
  820.  
  821. #endif /* ENTROPY_OPT_SUPPORTED */
  822.  
  823.  
  824. /*
  825.  * Module initialization routine for Huffman entropy encoding.
  826.  */
  827.  
  828. GLOBAL void
  829. jinit_huff_encoder (j_compress_ptr cinfo)
  830. {
  831.   huff_entropy_ptr entropy;
  832.   int i;
  833.  
  834.   entropy = (huff_entropy_ptr)
  835.     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  836.                 SIZEOF(huff_entropy_encoder));
  837.   cinfo->entropy = (struct jpeg_entropy_encoder *) entropy;
  838.   entropy->pub.start_pass = start_pass_huff;
  839.  
  840.   /* Mark tables unallocated */
  841.   for (i = 0; i < NUM_HUFF_TBLS; i++) {
  842.     entropy->dc_derived_tbls[i] = entropy->ac_derived_tbls[i] = NULL;
  843. #ifdef ENTROPY_OPT_SUPPORTED
  844.     entropy->dc_count_ptrs[i] = entropy->ac_count_ptrs[i] = NULL;
  845. #endif
  846.   }
  847. }
  848.