]> git.llucax.com Git - z.facultad/75.06/jacu.git/blob - otros/ppmc/luca/ppmc.c
Se cambia por un nombre mas representativo.
[z.facultad/75.06/jacu.git] / otros / ppmc / luca / ppmc.c
1 /*
2  Copyright (C) Arturo San Emeterio Campos 1999. All rights reserved.
3  Permission is granted to make verbatim copies of this file for private 
4  use only. There is ABSOLUTELY NO WARRANTY. Use it at your OWN RISK.
5
6  This file is: "ppmc.c"
7  Email: arturo@arturocampos.com
8  Web: http://www.arturocampos.com
9
10  Part of the ppmc encoder and decoder.
11
12  This module contains the whole ppmc encoder. It uses hash tables for
13  managing most of the orders. And a maximum order of 4. It codes bytes.
14  Order-1-0-(-1) are all handled in tables. Order-2 has a table with
15  direct hashing with pointers to the linked lists. Order-4 and order-3
16  both have hash tables with pointers to contexts in a linked lists which
17  finally have a pointer to the start of the linked list with the
18  probability distribution. Update exclusion is used, but exclusion is not.
19
20  Please, note that if the machine where the decoder is run doesn't has as
21  much memory as the computer where the encoder was ran, the decoder will
22  not be able to properly decode the file, because it will not be able to
23  keep track of new statistics, in this case it will just exit.
24
25  For applications where the loss of data is not admisible, I suggest you to
26  limit both encoder and decoder's memory requeriments to a given minimum
27  which both machines have.
28 */
29
30
31 #include <stdio.h>
32 #include <stdlib.h>
33 #include "range.h"
34 #include "ppmcdata.h"
35
36 static unsigned ordern1_table[] = {
37         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
38         100, 4303574, 88451153, 100, 100, 100, 100, 100,
39         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
40         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
41         143318, 9172380, 1146547, 100, 143318, 573273, 859910, 10318928,
42         10318928, 6019374, 573273, 26657231, 1576502, 43138853, 10462246, 3439642,
43         6162693, 6162693, 6162693, 6162693, 6162693, 6162693, 6162693, 6162693,
44         6162693, 6162693, 8742425, 4299553, 14188526, 3439642, 9888973, 429955,
45         143318, 27230505, 2436413, 22357678, 10892202, 40989076, 1576502, 1433184,
46         286636, 37406115, 573273, 286636, 19204672, 13901889, 19491309, 10462246,
47         16481621, 1003229, 21211130, 13615252, 17914806, 2866368, 4012916, 429955,
48         1719821, 1146547, 143318, 286636, 143318, 286636, 143318, 1576502,
49         143318, 315013952, 32246651, 165962764, 171122228, 418203235, 23790862, 26800550,
50         17054895, 230742703, 7452559, 1003229, 163669669, 75385504, 225153284, 261412851,
51         88140846, 24794091, 215837585, 223003507, 162523121, 110355206, 38122707, 5302782,
52         7595877, 18918035, 8885743, 859910, 100, 859910, 100, 100,
53         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
54         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
55         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
56         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
57         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
58         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
59         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
60         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
61         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
62         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
63         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
64         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
65         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
66         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
67         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
68         100, 100, 100, 100, 100, 100, 100, 100,
69 };
70 #define ordern1_total_cump 3651941255u
71
72 // Ruotines used by ppmc. Not including the range coder.
73 //
74 // They are for initializing of both encoder and decoder, and unless there
75 // are two version, both encoder and decoder use the same routines. Like
76 // "ppmc_initialize_contexts".
77
78
79 // This one allocs the memory needed by ppmc, and adjust some pointers used
80 // for allocating elements in the linked lists. The mempool arrays must be
81 // initialized now.
82 void ppmc_alloc_memory(void)
83 {
84         unsigned long counter;
85
86
87         // Init mempool buffers
88
89         for(counter=0;counter!=_mempool_max_index;++counter)
90         {
91                 _bytes_pool_array[counter]=0;
92                 _context_pool_array[counter]=0;
93         }
94
95         _bytes_pool_index=1;   //first entry will be used now
96         _context_pool_index=1;
97
98
99         // Allocate memory for ppmc structures and adjust some variables
100         if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
101                                 (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements))==NULL)
102         {
103                 printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
104                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
105                 return;
106         }
107
108         if((_context_pool=(struct context *)malloc
109                                 (sizeof(struct context)*_context_pool_elements))==NULL)
110         {
111                 printf("Can't allocate memory for context's memory pool.\nIndex: %d",_context_pool_index);
112                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
113                 return;
114         }
115
116
117         //save pointers in the array for freeing
118         _bytes_pool_array[0]=_bytes_pool;
119         _context_pool_array[0]=_context_pool;
120
121
122         //adjust variables
123         _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements;
124         _context_pool_max=_context_pool+_context_pool_elements;
125
126         ppmc_out_of_memory=0;  //we still have memory
127 }
128
129
130 // This routine initializes all the contexts, and all the tables including
131 // those who care about the number of bytes defined in a context.
132 void ppmc_initialize_contexts(void)
133 {
134         unsigned long counter, counter2;
135
136
137         // Order-0
138         for(counter=0;counter!=256;++counter) //clear table
139                 order0_array[counter]=0;
140
141         order0_defined_bytes=0;       //adjust variables
142         order0_max_cump=0;
143
144
145         // Order-1
146         for(counter=0;counter!=256;++counter)  //erase every table of every context
147                 for(counter2=0;counter2!=256;++counter2)
148                         order1_array[counter][counter2]=0;
149
150         for(counter=0;counter!=256;++counter) //adjust variables
151         {
152                 order1_defined_bytes_array[counter]=0;
153                 order1_max_cump_array[counter]=0;
154         }
155
156
157         // Order-2
158         for(counter=0;counter!=65536;++counter)
159         {
160                 //order2_array[counter].prob=0;     //clear pointer to bytes and frequencies
161                 //order2_array[counter].max_cump=0;
162                 order2_array[counter].defined_bytes=0;
163         }
164
165
166         // Order-4-3
167         for(counter=0;counter!=65536;++counter) //order-4-3
168         {
169                 order4_hasht[counter]=0;
170                 order3_hasht[counter]=0;
171         }
172 }
173
174
175 // This routine initializes the encode model by outputting as many bytes as
176 // needed to prepare the models. This should be called before the main loop
177 // and after the memory has been allocated and tables initialized.
178 //
179 // It does not need uses the range coder. It output the first 1 bytes.
180 void ppmc_encoder_initialize(void)
181 {
182
183         // Initialize order-0 and prepare different bytes for orders
184         fputc((byte=fgetc(file_input)),file_output);
185         o4_byte=byte;    //order-4
186
187         fputc((byte=fgetc(file_input)),file_output);
188         o3_byte=byte;    //order-3
189
190         fputc((byte=fgetc(file_input)),file_output);
191         o2_byte=byte;    //order-2
192         ppmc_update_order0();
193
194         fputc((byte=fgetc(file_input)),file_output);
195         o1_byte=byte;
196
197 }
198
199
200 // This routine initializes the decoder model, should be called to do the same
201 // changes as "ppmc_encoder_initialize()" did.
202 void ppmc_decoder_initialize(void)
203 {
204
205         // Initialize order-0 and context bytes
206         byte=fgetc(file_input);
207         o4_byte=byte;    //order-4
208         fputc(byte,file_output);
209
210         byte=fgetc(file_input);
211         o3_byte=byte;    //order-3
212         fputc(byte,file_output);
213
214         byte=fgetc(file_input);
215         o2_byte=byte;    //order-2
216
217         fputc(byte,file_output);   //output first byte
218         ppmc_update_order0();
219
220         byte=fgetc(file_input);
221         o1_byte=byte;    //order-1
222         fputc(byte,file_output);
223 }
224
225
226 // Once coding or decoding is finished you have to call this routine.
227 // It must be called when done.
228 void ppmc_free_memory(void)
229 {
230         unsigned long counter;
231
232         // Free the memory buffers
233
234         for(counter=0;counter!=_mempool_max_index;++counter)
235         {
236                 if(_bytes_pool_array[counter]!=0)
237                         free(_bytes_pool_array[counter]);
238
239                 if(_context_pool_array[counter]!=0)
240                         free(_context_pool_array[counter]);
241         }
242
243 }
244
245
246 // This routine flushes the memory and restarts all the tables of
247 // probabilities, current order bytes are not modified, this function
248 // is called when we ran out of memory. We have to output the code
249 // number 256 which means memory flushing, for doing this we have to go
250 // to order-(-1) so we have to output an escape code in all the orders
251 // till we reach order-(-1) where we can code it. Then we free all the
252 // memory, alloc it again, and reinitialize all the orders.
253 //
254 // However we may find the case when the current order is not initialized,
255 // in this case we don't need to output an escape code.
256 void ppmc_flush_mem_enc(void)
257 {
258
259         // Code an escape code in order-4
260         if(ppmc_get_totf_order4()!=0)  //if 0 no need of escape code
261         {
262
263                 ppmc_get_escape_prob_order4();       //get prob and cump
264                 range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
265
266         }
267
268
269         // Code an escape code in order-3
270         if(ppmc_get_totf_order3()!=0)  //if 0 no need of escape code
271         {
272
273                 ppmc_get_escape_prob_order3();       //get prob and cump
274                 range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
275
276         }
277
278
279         // Code an escape code in order-2
280
281         o2_cntxt=ppmc_order2_hash_key(o1_byte,o2_byte);
282
283         // First check if current order-2 context is empty
284         if(order2_array[o2_cntxt].defined_bytes!=0)  //it's not empty
285         {
286                 ppmc_get_totf_order2();
287                 ppmc_get_escape_prob_order2();
288                 range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
289         }
290
291
292         // Code an escape code in order-1
293
294         // First check if current order-1 table is empty
295         if(order1_defined_bytes_array[o1_byte]!=0)  //it's not empty
296         {
297                 ppmc_get_totf_order1();
298                 ppmc_get_escape_prob_order1();
299                 range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
300         }
301
302
303         // Code an escape code in order-0. Order-0 always has at least one symbol
304
305         ppmc_get_totf_order0();
306         ppmc_get_escape_prob_order0();
307         range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
308
309
310
311         // Now we can code the code 256
312
313         symb_prob=1;
314         symb_cump=256;
315         total_cump=257;
316         range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
317
318
319         // Now that decoder knows the flushing, free memory and reinit
320
321         ppmc_free_memory();
322         ppmc_alloc_memory();
323         ppmc_initialize_contexts();
324
325
326         // Be sure that order-0 has at least one probability
327
328         order0_array[o1_byte]++;
329         order0_max_cump++;
330         order0_defined_bytes++;
331
332 }
333
334
335 // When the decoder gets the symbol of flushing, most of the job is done
336 // because we already got all the escape codes, so we only have to reinit.
337 void ppmc_flush_mem_dec(void)
338 {
339
340         // Free memory and reinit
341
342         ppmc_free_memory();
343         ppmc_alloc_memory();
344         ppmc_initialize_contexts();
345
346
347         // Be sure that order-0 has at least one probability
348
349         order0_array[o1_byte]++;
350         order0_max_cump++;
351         order0_defined_bytes++;
352
353
354 }
355
356
357
358 // ORDER-(-1) functions, also called ordern1 (Negative1) in functions
359 //
360 // Because order-(-1) does not need to update its probability tables, it
361 // has no tables, and relies on the fact that the cump of byte is its own
362 // value, and the probability is fixed, 1, and the total cump is 257.
363 //
364 // The alphabet has the following distribution: 0-255 the bytes. 256 is
365 // an special symbol which means that we have flushed the encoder tables,
366 // and thus the encoder must flush its tables too.
367 //
368 // The rest of the tables only have 256 symbols, because we have no need
369 // of assign a symbol to the flush code (which already is the order-(-1)
370 // table) nor to the escape code.
371
372
373 // Gets the probability for a given symbol in the order-(-1) (ordern1)
374 void ppmc_get_prob_ordern1(void)
375 {
376         int i;
377         unsigned acum = 0;
378         for (i = 0; i < 256 || i == byte; ++i)
379                 acum += ordern1_table[i];
380         symb_cump=acum;
381         symb_prob=ordern1_table[i];
382         total_cump=ordern1_total_cump;
383 }
384
385
386 // Returns in the variable "total_cump" the current total cump of
387 // order-(-1)
388 void ppmc_get_totf_ordern1(void)
389 {
390         total_cump=ordern1_total_cump;
391 }
392
393
394 // Returns the symbol for a given cump under order-(-1)
395 unsigned long ppmc_get_symbol_ordern1 (void)
396 {
397         return symb_cump;
398 }
399
400
401
402 // ORDER-0 functions
403 //
404 // Due to the fact that order-0 has no context, I use an array for all the
405 // probabilities under order-0, just as you could do in a basic model for
406 // arithmetic coding.
407 //
408 // The main array is: order0_array. Where order0_array[byte] contains the
409 // probability for a given byte. The same applies to order-1.
410 //
411 // To ensure that the updating and coding is done correctly, "byte" can't
412 // be changed till all the coding and updating is done.
413
414
415 // Returns in the variable "total_cump" the current total cump of
416 // order-0
417 void ppmc_get_totf_order0(void)
418 {
419         // Total cump is current total cump plus the escape for the escape code
420         total_cump=order0_defined_bytes+order0_max_cump;
421 }
422
423
424 // Codes a byte under order-0 and returns 1, otherwise it returns a 0 and
425 // has coded an escape code. In this case further coding is needed.
426 //
427 // Returns: 1 in case a byte was coded. 0 in case of escape code.
428 char ppmc_code_byte_order0(void)
429 {
430         unsigned long counter;
431
432         ppmc_get_totf_order0();      //get total cump
433
434         // See if the byte is present
435         if(order0_array[byte]==0)      //a probability of 0
436         {
437
438                 // Because it was not present, output an escape code, prepare variables
439
440                 symb_cump=order0_max_cump;   //obviously its cump is current max_cump
441                 //without escape code's space
442
443                 symb_prob=order0_defined_bytes;  //the number of defined bytes
444
445                 // Code the escape code
446                 range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
447
448                 return 0;    //byte not coded
449         }
450         else
451         {
452
453                 coded_in_order=0;
454
455                 // The symbol is present, code it under order-0
456
457                 symb_prob=order0_array[byte];        //get probability directly
458
459                 // Make cump for current symbol
460
461                 symb_cump=0;         //for first symbol is 0
462                 for(counter=0; counter!=byte ; ++counter)
463                         symb_cump+=order0_array[counter];  //sum probabilities before our symbol
464
465                 // Code the symbol
466                 range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
467
468                 return 1;    //symbol coded under order-0
469         }
470 }
471
472
473 // This functions update order-0 probabilities with current byte, also takes
474 // care about updating variables, and renormalizing.
475 void ppmc_update_order0(void)
476 {
477         if(order0_array[byte]==0)
478         {
479                 // It had a zero probability
480                 order0_array[byte]++;       //increment symbol probability
481                 ++order0_defined_bytes;     //new byte defined
482                 ++order0_max_cump;          //total cump
483                 return;
484         }
485         else
486         {
487                 // It had a non-zero probability
488
489                 // Increment its probability
490                 order0_array[byte]++;      //increment symbol probability
491                 ++order0_max_cump;         //total cump
492
493                 // Check to see if its the maximum in this case renormalize
494                 if(order0_array[byte]==255)
495                         ppmc_renormalize_order0();
496
497                 return;
498         }
499 }
500
501
502 // This functions renormalizes the probabilities at order-0 updating variables
503 void ppmc_renormalize_order0(void)
504 {
505         unsigned long counter;
506
507         // Initialize variables
508         order0_defined_bytes=0;        //clear them
509         order0_max_cump=0;
510
511         // Loop over all probabilities, divide them by a factor of 2 and update variables
512         for(counter=0 ; counter!=256 ; ++counter)
513         {
514                 order0_array[counter]>>=1;   //divide by a factor of 2
515
516                 if(order0_array[counter]!=0) //see if it has a non zero probability
517                         order0_defined_bytes++;
518
519                 order0_max_cump+=order0_array[counter];      //sum to the total cump
520         }
521 }
522
523
524 // Decodes the symbol correspoding to the current order, it returns the byte
525 // or in case of a escape code it returns -1
526 void ppmc_decode_order0(void)
527 {
528         unsigned long current_cump, counter;
529
530
531         // Get the total cump needed for decoding symbol
532         ppmc_get_totf_order0();      //total cump needed for decoding
533         symb_cump=range_decoder_decode(&rc_decoder,total_cump);        //decode it
534
535         // Now check if it's an escape code
536         if(symb_cump>=order0_max_cump)     //the defined code space for the escape code
537         {
538
539                 // Update coding values
540
541                 ppmc_get_escape_prob_order0();
542                 range_decoder_update(&rc_decoder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
543
544                 // Mark as escape code
545
546                 byte=-1;
547
548                 return;   //an escape code
549         }
550         else
551         {
552                 // Now we have to check what symbol it is
553
554                 current_cump=0;      //cump of the current symbol
555
556                 for(counter=0 ; counter!= 256 ; ++counter)
557                 {
558                         if(symb_cump<current_cump)
559                                 break;                  //symbol found, break search loop
560                         current_cump+=order0_array[counter];       //update cump
561                 }
562
563                 counter--;           //-1 (see ac_ppmc.html, searching for a given symbol)
564
565                 byte=counter;        //update the variable with the found symbol
566
567
568                 // Get the cump and prob of byte
569
570                 symb_prob=order0_array[byte];        //the probabilty
571                 symb_cump=current_cump-order0_array[byte]; //using the cump which was
572                 //already made
573
574                 // Update coding state
575
576                 range_decoder_update(&rc_decoder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
577
578                 coded_in_order=0;    //decoded under order-0
579
580                 return;
581         }
582
583 }
584
585
586 // This function returns the probability for the escape codes in the variables
587 void ppmc_get_escape_prob_order0(void)
588 {
589         // To understand that remember that the escape allocated for the escape code
590         // is above the current maximum cump and that it has a probability determined
591         // by the scheme C.
592         symb_prob=order0_defined_bytes;
593         symb_cump=order0_max_cump;
594         total_cump=order0_defined_bytes+order0_max_cump;
595 }
596
597
598
599 // ORDER-1 functions
600 //
601 // Order-1 uses 256 arrays one for every context, obviously they are accessed
602 // like that: order1_array[o1_byte][byte]
603 //
604 // Also for computing the value of the current escape code in a given context
605 // we need to know how many bytes are defined in a given context, they are
606 // stored in an array, and you use them like that:
607 // order1_defined_bytes_array[o1_byte]
608 //
609 // The same goes for the maximum cump of a given context:
610 // order1_max_cump_array[o1_byte]
611 //
612 // Read the order-0 explanation.
613 //
614 // To ensure that the updating and coding is done correctly, "byte" and
615 // "o1_byte" can't be changed till all the coding and updating is done.
616
617
618 // Returns in the variable "total_cump" the current total cump of
619 // order-1. o1_byte should contain the order-1
620 void ppmc_get_totf_order1(void)
621 {
622         // Total cump is current total cump plus the escape for the escape code
623         total_cump=order1_defined_bytes_array[o1_byte]+order1_max_cump_array[o1_byte];
624 }
625
626
627 // Codes a byte under order-1 and returns 1.
628 // Otherwise it returns a 0 it may be that it has coded an escape code, or
629 // that current table was empty, in this case nothing is outputted
630 // In both cases further coding is needed.
631 //
632 // Returns: 1 in case a byte was coded. 0 in case of escape code or empty table.
633 // In case the byte is coded under this context, coded_in_order=1.
634 char ppmc_code_byte_order1(void)
635 {
636         unsigned long counter;
637
638
639         // First check if current order-1 table is empty
640         if(order1_defined_bytes_array[o1_byte]==0)  //it's empty
641         {
642                 return 0;    //byte not coded, nothing done
643         }
644
645
646         // Now try to code this byte under order-1
647
648         ppmc_get_totf_order1();      //get total cump
649
650         // See if the byte is present
651         if(order1_array[o1_byte][byte]==0)      //a probability of 0
652         {
653
654                 // Because it was not present, output an escape code, prepare variables
655
656                 symb_cump=order1_max_cump_array[o1_byte];//obviously its cump is current max_cump
657                 //without escape code's space
658
659                 symb_prob=order1_defined_bytes_array[o1_byte];//the number of defined bytes
660
661                 // Code the escape code
662                 range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
663
664                 return 0;    //byte not coded, escape coded
665         }
666         else
667         {
668
669                 coded_in_order=1;            //because we coded it under order-1
670
671                 // The symbol is present, code it under order-1
672
673                 symb_prob=order1_array[o1_byte][byte];        //get probability directly
674
675                 // Make cump for current symbol
676
677                 symb_cump=0;         //for first symbol is 0
678                 for(counter=0; counter!=byte ; ++counter)
679                         symb_cump+=order1_array[o1_byte][counter];  //sum probabilities before our symbol
680
681                 // Code the symbol
682                 range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
683
684                 return 1;    //symbol coded under order-1
685         }
686 }
687
688
689 // This functions update order-1 probabilities with current byte, also takes
690 // care about updating variables, and renormalizing. o1_byte must be filled.
691 void ppmc_update_order1(void)
692 {
693         if(order1_array[o1_byte][byte]==0)
694         {
695                 // It had a zero probability
696                 order1_array[o1_byte][byte]++;       //increment symbol probability
697                 ++order1_defined_bytes_array[o1_byte];     //new byte defined
698                 ++order1_max_cump_array[o1_byte];          //total cump
699                 return;
700         }
701         else
702         {
703                 // It had a non-zero probability
704
705                 // Increment its probability
706                 order1_array[o1_byte][byte]++;      //increment symbol probability
707                 ++order1_max_cump_array[o1_byte];         //total cump
708
709                 // Check to see if its the maximum in this case renormalize
710                 if(order1_array[o1_byte][byte]==255)
711                         ppmc_renormalize_order1();
712
713                 return;
714         }
715 }
716
717
718 // This functions renormalizes the probabilities at order-1 updating variables
719 void ppmc_renormalize_order1(void)
720 {
721         unsigned long counter;
722
723         // Initialize variables
724         order1_defined_bytes_array[o1_byte]=0;        //clear them
725         order1_max_cump_array[o1_byte]=0;
726
727         // Loop over all probabilities, divide them by a factor of 2 and update variables
728         for(counter=0 ; counter!=256 ; ++counter)
729         {
730                 order1_array[o1_byte][counter]>>=1;   //divide by a factor of 2
731
732                 if(order1_array[o1_byte][counter]!=0) //see if it has a non zero probability
733                         order1_defined_bytes_array[o1_byte]++;
734
735                 order1_max_cump_array[o1_byte]+=order1_array[o1_byte][counter];      //sum to the total cump
736         }
737 }
738
739
740 // Decodes the symbol correspoding to the current order, it returns the byte
741 // or in case of an escape code or empty table it returns -1.
742 // It updates "coded_in_order".
743 void ppmc_decode_order1(void)
744 {
745         unsigned long current_cump, counter;
746
747
748         // First check if current order-1 table is empty
749         if(order1_defined_bytes_array[o1_byte]==0)  //it's empty
750         {
751                 byte=-1;   //byte not coded, nothing done
752                 return;
753         }
754
755
756         // Get the total cump needed for decoding symbol
757         ppmc_get_totf_order1();      //total cump needed for decoding
758         symb_cump=range_decoder_decode(&rc_decoder,total_cump);        //decode it
759
760         // Now check if it's an escape code
761         if(symb_cump>=order1_max_cump_array[o1_byte])     //the defined code space for the escape code
762         {
763
764                 // Update coding values
765
766                 ppmc_get_escape_prob_order1();
767                 range_decoder_update(&rc_decoder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
768
769                 // Mark as escape code
770
771                 byte=-1;
772
773                 return;   //an escape code
774         }
775         else
776         {
777                 // Now we have to check what symbol it is
778
779                 current_cump=0;      //cump of the current symbol
780
781                 for(counter=0 ; counter!= 256 ; ++counter)
782                 {
783                         if(symb_cump<current_cump)
784                                 break;                  //symbol found, break search loop
785                         current_cump+=order1_array[o1_byte][counter];       //update cump
786                 }
787
788                 counter--;           //-1 (see ac_ppmc.html, searching for a given symbol)
789
790                 byte=counter;        //update the variable with the found symbol
791
792
793                 // Get the cump and prob of byte
794
795                 symb_prob=order1_array[o1_byte][byte];        //the probabilty
796                 symb_cump=current_cump-order1_array[o1_byte][byte]; //using the cump which was
797                 //already made
798
799                 // Update coding state
800
801                 range_decoder_update(&rc_decoder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
802
803
804                 // Update coded_in_order used for update exclusion
805
806                 coded_in_order=1;
807
808                 return;
809         }
810
811 }
812
813
814 // This function returns the probability for the escape codes in the variables
815 void ppmc_get_escape_prob_order1(void)
816 {
817         // To understand that remember that the escape allocated for the escape code
818         // is above the current maximum cump and that it has a probability determined
819         // by the scheme C.
820         symb_prob=order1_defined_bytes_array[o1_byte];
821         symb_cump=order1_max_cump_array[o1_byte];
822         total_cump=order1_defined_bytes_array[o1_byte]+order1_max_cump_array[o1_byte];
823 }
824
825
826
827 // ORDER-2 functions
828 //
829 // Order-2 uses a table which holds the contexts data structure of every
830 // structure, its accessed with "ppmc_order2_hash_key(o1_byte, o2_byte)"
831 // and because it uses direct addressing there's no need to check for hash
832 // collisions, which makes it faster. The variable "o2_cntxt" contains o1_byte
833 // and o2_byte used directly to index the order-2 array.
834 //
835 // Though order-2 uses the same routines as lower orders they are rather
836 // different, because we can't allocate memory for all the probabilities
837 // tables, we have to use linked lists for the bytes and probabilities.
838 //
839 // Under order-2 we don't let a probability to be lower than 1, that is,
840 // there can't be a symbol in a linked list with a 0 probability, I choosed
841 // this for three factors: the code is easier to read (it isn't messy)
842 // we gain some speed, and the loss of compression seems little.
843 //
844 // To ensure that the updating is done correctly, "o2_cntxt" and
845 // "o2_ll_node" must not be modified by any routine except those who manage
846 // order-2.
847
848
849 // Returns in the variable "total_cump" the current total cump of
850 // order-2. cntxt must have o1_byte and o2_byte hashed with the hash key
851 // for order-2.
852 void ppmc_get_totf_order2(void)
853 {
854         // Total cump is current total cump plus the escape for the escape code
855         total_cump=order2_array[o2_cntxt].defined_bytes+order2_array[o2_cntxt].max_cump;
856 }
857
858
859 // Codes a byte under order-2 and returns 1.
860 // Otherwise it returns a 0. It may be that it has coded an escape code, or
861 // that current table was empty.
862 //
863 // Returns: 1 in case a byte was coded. 0 in case of escape code or empty table.
864 // In case the byte is coded under this context, coded_in_order=2.
865 char ppmc_code_byte_order2(void)
866 {
867         unsigned long counter;
868         struct _byte_and_freq *node;
869
870
871         // Initialize o2_cntxt
872
873         o2_cntxt=ppmc_order2_hash_key(o1_byte,o2_byte);
874
875
876         // First check if current order-2 context is empty
877         if(order2_array[o2_cntxt].defined_bytes==0)  //it's empty
878         {
879                 return 0;   //byte not coded, nothing done
880         }
881
882
883         // Now try to code this byte under order-2
884
885         ppmc_get_totf_order2();      //get total cump
886
887
888         // See if the byte is present and compute its cump at the same time
889
890         node=order2_array[o2_cntxt].prob; //pointer to first element in the linked list
891
892         symb_cump=0;   //the first symbol always has a 0 cump
893
894
895         // Now search the byte in the linked list
896
897         do{
898                 if(node->byte==byte)
899                         goto ppmc_o2_byte_found;   //bad thing, I know, anyone has a better idea?
900                 symb_cump+=node->freq;       //add the probability of this byte to the cump
901                 if(node->next==0)
902                         break;
903                 node=node->next;             //next element in the linked list
904         }while(1);
905
906
907         // If we reach that point, the byte was not found in the linked list
908         // so we don't need the cump, we have to output an escape code, whose
909         // probabilities are know using the context structure in the table.
910
911         // Byte was not present in the linked list, current node is the last one,
912         // and that's the node needed for creating a new node, save it.
913
914         o2_ll_node=node;
915
916         // Now get the probability and cump of the escape code
917
918         symb_cump=order2_array[o2_cntxt].max_cump;
919         symb_prob=order2_array[o2_cntxt].defined_bytes;
920
921         // Code the escape code
922         range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
923
924         return 0;
925
926
927         // That code is executed when the byte is found in the linked list
928
929 ppmc_o2_byte_found:
930
931
932         // Everything has been tested, now we can feel free to code the byte,
933         // the symb_cump is already computed, now get its probability and code
934         // the byte, also save pointer to this element in the linked lists for
935         // updating.
936
937         coded_in_order=2;      //successfully coded under order-2
938
939         o2_ll_node=node;       //save it for updating
940
941         symb_prob=node->freq;  //get the probability of the byte
942
943         // Code it.
944
945         range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
946
947         return 1;      //byte coded under order-2
948 }
949
950
951 // This functions update order-2 probabilities with current byte, also takes
952 // care about updating variables, and renormalizing.
953 // Of course "o2_ll_node" must point to the element to update or the last one,
954 // based on the "coded_in_order" and checking the pointer of the element we
955 // can decide what to do.
956 //
957 // This updating is only for encoding.
958 void ppmc_update_order2(void)
959 {
960
961         // First of all check if that's the first byte in this context, in that case
962         // we have to initialize some variables in the context structure.
963
964         if(order2_array[o2_cntxt].defined_bytes==0)    //no byte defined yet
965         {
966
967                 if(ppmc_out_of_memory==1)
968                         return;                //exit this function, we can't allocate memory
969
970                 order2_array[o2_cntxt].defined_bytes=1;
971                 order2_array[o2_cntxt].max_cump=1;
972                 order2_array[o2_cntxt].prob=_bytes_pool;
973
974                 _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
975                 _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
976                 _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
977
978                 // Do update of linked list variables and memory use
979
980                 ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
981
982                 if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
983                 {
984
985                         // First check to see that we still have entries in the array
986
987                         if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
988                         {
989                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
990                                 return;
991                         }
992
993                         // Allocate memory for new buffer
994
995                         if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
996                                                 (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
997                         {
998                                 printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
999                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1000                                 return;
1001                         }
1002
1003                         _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
1004
1005                         _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
1006
1007                         _bytes_pool_index++;
1008
1009                 }
1010
1011                 return;      //nothing else to do
1012         }
1013
1014
1015         // The byte was coded under order two, otherwise it was coded under a
1016         // lower order (never higher ones, remember that we are using update
1017         // exclusion) in this case we have to create a new node in the list.
1018
1019         if(coded_in_order==2)  //coded under order-2
1020         {
1021
1022                 // Update its count and variables of this context and check for renormalization
1023
1024                 o2_ll_node->freq++;  //increment its frequency (rather probability)
1025
1026                 order2_array[o2_cntxt].max_cump++;   //total cump
1027
1028                 if(o2_ll_node->freq==255)    //do we have to renormalize?
1029                         ppmc_renormalize_order2(); //renormalize
1030
1031         }
1032         else
1033         {
1034
1035                 // Once every paranoid check has been done we are sure that this byte
1036                 // did not existed and so we have to create a new node in the linked
1037                 // list. Also we have to take care of memory issues.
1038
1039                 if(ppmc_out_of_memory==1)
1040                         return;                //exit this function, we can't allocate mem
1041
1042                 o2_ll_node->next=_bytes_pool;    //put it in the next free entry
1043                 _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
1044                 _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
1045                 _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
1046
1047                 order2_array[o2_cntxt].max_cump++;   //total cump
1048                 order2_array[o2_cntxt].defined_bytes++;   //total cump
1049
1050                 // Do update of linked list variables and memory use
1051
1052                 ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
1053
1054                 if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
1055                 {
1056
1057                         // First check to see that we still have entries in the array
1058
1059                         if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
1060                         {
1061                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1062                                 return;
1063                         }
1064
1065                         // Allocate memory for new buffer
1066
1067                         if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
1068                                                 (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
1069                         {
1070                                 printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
1071                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1072                                 return;
1073                         }
1074
1075                         _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
1076
1077                         _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
1078
1079                         _bytes_pool_index++;
1080
1081                 }
1082
1083         }
1084
1085 }
1086
1087
1088 // This functions renormalizes the probabilities at order-2 updating context
1089 // variables.
1090 void ppmc_renormalize_order2(void)
1091 {
1092         unsigned long counter;
1093         struct _byte_and_freq *node;
1094
1095         // Initialize variables. Defined bytes remain the same.
1096         order2_array[o2_cntxt].max_cump=0;        //clear them
1097
1098         node=order2_array[o2_cntxt].prob;      //get pointer to lined lists
1099
1100         // Divide all the probabilities by 2 and update context variables
1101         while(1)
1102         {
1103                 node->freq>>=1;                      //divide by a factor of 2
1104
1105                 if(node->freq==0)    //don't allow a probability to be 0
1106                         node->freq=1;
1107
1108                 order2_array[o2_cntxt].max_cump+=node->freq; //sum to the total cump
1109
1110                 if(node->next==0)    //last element
1111                         break;
1112                 node=node->next;
1113         }
1114
1115
1116         //printf("\nRenormalization, context:%c%c",o2_byte,o1_byte);
1117
1118 }
1119
1120
1121 // Decodes the symbol correspoding to the current order, it returns the byte
1122 // or in case of an escape code or empty table it returns -1.
1123 // It updates "coded_in_order".
1124 //
1125 // If we decode an escape code, we don't modify "o2_ll_node" and thus its
1126 // work of the updating routine to read till the end of the linked list
1127 // (for adding a new element) however if we decode a byte, we save on
1128 // "o2_ll_node" the pointer to its node. (so updating is faster)
1129 void ppmc_decode_order2(void)
1130 {
1131         unsigned long current_cump, counter;
1132         struct _byte_and_freq *node;
1133
1134         // Initialize o2_cntxt
1135
1136         o2_cntxt=ppmc_order2_hash_key(o1_byte,o2_byte);
1137
1138
1139         // First check if current order-2 context is empty
1140         if(order2_array[o2_cntxt].defined_bytes==0)  //it's empty
1141         {
1142                 byte=-1;   //byte not coded, nothing done
1143                 return;
1144         }
1145
1146
1147         // Get the total cump needed for decoding symbol
1148         ppmc_get_totf_order2();      //total cump needed for decoding
1149         symb_cump=range_decoder_decode(&rc_decoder,total_cump);        //decode it
1150
1151         // Now check if it's an escape code
1152         if(symb_cump>=order2_array[o2_cntxt].max_cump)     //the defined code space for the escape code
1153         {
1154
1155                 // Update coding values
1156
1157                 ppmc_get_escape_prob_order2();
1158                 range_decoder_update(&rc_decoder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
1159
1160                 // Mark as escape code
1161
1162                 byte=-1;
1163
1164                 return;   //an escape code
1165         }
1166         else
1167         {
1168                 // Now we have to check what symbol it is
1169
1170                 current_cump=0;      //cump of the current symbol
1171
1172                 node=order2_array[o2_cntxt].prob;    //get pointer to linked lists
1173
1174                 while(1)
1175                 {
1176                         current_cump+=node->freq; //update cump
1177                         if(symb_cump<current_cump)
1178                                 break;                  //symbol found, break search loop
1179
1180                         node=node->next;          //next element
1181                         //we have no need to check for the last symbol, we'll never read further
1182                         //the end of the linked lists, before we'll found the last byte.
1183                 }
1184
1185
1186                 //read byte value and probability
1187
1188                 symb_prob=node->freq;     //get the probability for updating the state
1189                 byte=node->byte;          //get byte
1190                 o2_ll_node=node;          //used for updating
1191
1192
1193                 // Get the cump of byte
1194
1195                 symb_cump=current_cump-symb_prob;
1196
1197                 // Update coding state
1198
1199                 range_decoder_update(&rc_decoder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
1200
1201                 // Update coded_in_order used for update exclusion
1202
1203                 coded_in_order=2;
1204
1205                 return;
1206         }
1207
1208 }
1209
1210
1211 // This is the routine for updating while decoding. We have to search the byte
1212 // in the linked list, if it's present, update its count, otherwise we have
1213 // hitted the end of the linked list, and there we have to create a new node.
1214 //
1215 // Of course if the byte was matched in order-2 we'll have a pointer to it
1216 // in "o2_ll_node" so we don't need to read the linked list. (we already did
1217 // in decoding)
1218 //
1219 // Another case which we also have to specially deal with, this is the case
1220 // when the context has not been initalized yet.
1221 void ppmc_update_dec_order2(void)
1222 {
1223         struct _byte_and_freq *node;
1224
1225
1226         // Handle the case when the context is not initialized
1227         // This code is the same as the one for the encoding.
1228
1229         if(order2_array[o2_cntxt].defined_bytes==0)    //no byte defined yet
1230         {
1231
1232                 if(ppmc_out_of_memory==1)
1233                         return;                //exit this function, we can't allocate memory
1234
1235                 order2_array[o2_cntxt].defined_bytes=1;
1236                 order2_array[o2_cntxt].max_cump=1;
1237                 order2_array[o2_cntxt].prob=_bytes_pool;
1238
1239                 _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
1240                 _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
1241                 _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
1242
1243                 // Do update of linked list variables and memory use
1244
1245                 ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
1246
1247                 if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
1248                 {
1249
1250                         // First check to see that we still have entries in the array
1251
1252                         if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
1253                         {
1254                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1255                                 return;
1256                         }
1257
1258                         // Allocate memory for new buffer
1259
1260                         if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
1261                                                 (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
1262                         {
1263                                 printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
1264                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1265                                 return;
1266                         }
1267
1268                         _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
1269
1270                         _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
1271
1272                         _bytes_pool_index++;
1273
1274                 }
1275
1276
1277                 return;      //nothing else to do
1278         }
1279
1280
1281         // Current context is initalized, proceed
1282
1283         if(coded_in_order==2)          //check if it was decoded under order-2
1284         {
1285
1286                 // We can be sure that the pointer "o2_ll_node" points to its entry, and
1287                 // it has a non 0 probability (otherwise it couldn't be coded) so just
1288                 // update its probability and max_cump
1289
1290                 o2_ll_node->freq++;          //the probability of the byte
1291                 order2_array[o2_cntxt].max_cump++; //the max_cump
1292
1293                 if(o2_ll_node->freq==255)    //check for renormalization
1294                         ppmc_renormalize_order2();
1295
1296         }
1297         else
1298         {
1299
1300                 // An escape code was decoded under order-2, we have to read till the
1301                 // end of the linked list so we can add a new node for this new byte.
1302
1303                 node=order2_array[o2_cntxt].prob;    //get pointer to linked list
1304
1305                 while(1)
1306                 {
1307                         if(node->next==0)          //check for the end of the linked list
1308                                 break;
1309                         node=node->next;           //next node
1310                 }
1311
1312
1313                 // We reached the end of the linked list, add a new node if possible,
1314                 // we are using the same code of "ppmc_update_order2()" with the
1315                 // difference that the pointer to the linked list is "node"
1316
1317                 if(ppmc_out_of_memory==1)
1318                         return;                //exit this function, we can't allocate mem
1319
1320                 node->next=_bytes_pool;          //put it in the next free entry
1321                 _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
1322                 _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
1323                 _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
1324
1325                 order2_array[o2_cntxt].max_cump++;   //total cump
1326                 order2_array[o2_cntxt].defined_bytes++;   //total cump
1327
1328                 // Do update of linked list variables and memory use
1329
1330                 ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
1331
1332                 if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
1333                 {
1334
1335                         // First check to see that we still have entries in the array
1336
1337                         if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
1338                         {
1339                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1340                                 return;
1341                         }
1342
1343                         // Allocate memory for new buffer
1344
1345                         if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
1346                                                 (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
1347                         {
1348                                 printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
1349                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1350                                 return;
1351                         }
1352
1353                         _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
1354
1355                         _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
1356
1357                         _bytes_pool_index++;
1358
1359                 }
1360
1361                 return;      //we are finished updating
1362
1363         }
1364
1365 }
1366
1367
1368 // This function returns the probability for the escape codes in the variables
1369 void ppmc_get_escape_prob_order2(void)
1370 {
1371         // To understand that remember that the escape allocated for the escape code
1372         // is above the current maximum cump and that it has a probability determined
1373         // by the scheme C.
1374
1375         symb_prob=order2_array[o2_cntxt].defined_bytes;
1376         symb_cump=order2_array[o2_cntxt].max_cump;
1377 }
1378
1379
1380
1381 // ORDER-3 functions
1382 //
1383 // The difference between order-3 and order-3 are just a few, instead of
1384 // keeping a table with the context structures, we keep a hash table with
1385 // pointers to linked lists with the context, so it's only a matter of
1386 // searching current context in the linked list corresponding to its hash
1387 // entry. This is done in "ppmc_get_totf_order3" because that's the first
1388 // routine that both encoding and decoding routines call.
1389
1390
1391 // Returns in the variable "total_cump" the current total cump of
1392 // order-3. Must be called while encoding or decoding before anything else
1393 // because it initializes the pointers to the context structure in
1394 // "o3_context" and o3_cntxt.
1395 //
1396 // If the hash entry is not initialized it returns "o3_context"=0
1397 // If the context is not present in the linked list of context, "o3_context"
1398 // will point to the last element in the linked list.
1399 // If the context is present "o3_context" will point to the context to use.
1400 // One can distinguish the last two by checking the context value of the
1401 // structure, if it's not the same, is the last element.
1402 //
1403 // The routine returns 0 if the hash entry is not initialized or if the
1404 // the context was not present. Otherwise it returns 1, meaning that we
1405 // have to code under this context.
1406 char ppmc_get_totf_order3(void)
1407 {
1408         struct context *cntxt_node;
1409
1410
1411         // First make the hash key for order-3
1412
1413         o3_cntxt=ppmc_order3_hash_key(o1_byte,o2_byte,o3_byte);
1414         full_o3_cntxt=(o1_byte)+(o2_byte<<8)+(o3_byte<<16);    //order-3
1415
1416
1417         // Now check the hash entry in the table
1418
1419         if(order3_hasht[o3_cntxt]==0)  //if 0, not initialized
1420         {
1421
1422                 o3_context=0;        //no hash entry
1423
1424                 return 0;    //hash entry not initialized
1425         }
1426
1427
1428         // Now read trough the linked list of context searching current one
1429
1430         cntxt_node=order3_hasht[o3_cntxt];
1431
1432         while(1)
1433         {
1434
1435                 if(cntxt_node->order4321==full_o3_cntxt)     //compare context
1436                         goto ppmc_gtf_cntxt_found;
1437
1438                 if(cntxt_node->next==0)      //end of context's linked list
1439                         break;
1440
1441                 cntxt_node=cntxt_node->next; //next element
1442
1443         }
1444
1445
1446         // Once there the context was not found
1447         o3_context=cntxt_node;    //pointer to last element in the linked list
1448
1449         return 0;      //it was not present
1450
1451
1452         // The context is found, so return pointer and cump
1453
1454 ppmc_gtf_cntxt_found:
1455
1456         o3_context=cntxt_node;
1457
1458         // Total cump is current total cump plus the escape for the escape code
1459
1460         total_cump=o3_context->defined_bytes+o3_context->max_cump;
1461
1462         return 1;      //context found
1463
1464 }
1465
1466
1467 // Codes a byte under order-3 and returns 1.
1468 // Otherwise it returns a 0.
1469 //
1470 // In case the byte is coded under this context, coded_in_order=3.
1471 char ppmc_code_byte_order3(void)
1472 {
1473         unsigned long counter;
1474         struct _byte_and_freq *node;
1475
1476
1477         // Get current context (if present) and total cump.
1478
1479         if(ppmc_get_totf_order3()==0)
1480                 return 0;
1481
1482
1483         // See if the byte is present and compute its cump at the same time
1484
1485         node=o3_context->prob; //pointer to first element in the linked list
1486
1487         symb_cump=0;   //the first symbol always has a 0 cump
1488
1489
1490         // Now search the byte in the linked list
1491
1492         do{
1493                 if(node->byte==byte)
1494                         goto ppmc_o3_byte_found;   //bad thing, I know, anyone has a better idea?
1495                 symb_cump+=node->freq;       //add the probability of this byte to the cump
1496                 if(node->next==0)
1497                         break;
1498                 node=node->next;             //next element in the linked list
1499         }while(1);
1500
1501
1502         // If we reach that point, the byte was not found in the linked list
1503         // so we don't need the cump, we have to output an escape code, whose
1504         // probabilities are know using the context structure in the table.
1505
1506         // Byte was not present in the linked list, current node is the last one,
1507         // and that's the node needed for creating a new node, save it.
1508
1509         o3_ll_node=node;
1510
1511         // Now get the probability and cump of the escape code
1512
1513         symb_cump=o3_context->max_cump;
1514         symb_prob=o3_context->defined_bytes;
1515
1516         // Code the escape code
1517         range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
1518
1519         return 0;
1520
1521
1522         // That code is executed when the byte is found in the linked list
1523
1524 ppmc_o3_byte_found:
1525
1526
1527         // Everything has been tested, now we can feel free to code the byte,
1528         // the symb_cump is already computed, now get its probability and code
1529         // the byte, also save pointer to this element in the linked lists for
1530         // updating.
1531
1532         coded_in_order=3;      //successfully coded under order-3
1533
1534         o3_ll_node=node;       //save it for updating
1535
1536         symb_prob=node->freq;  //get the probability of the byte
1537
1538         // Code it.
1539
1540         range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
1541
1542         return 1;      //byte coded under order-3
1543 }
1544
1545
1546 // This functions update order-3 probabilities with current byte, also takes
1547 // care about updating variables, and renormalizing.
1548 //
1549 // "o3_ll_node" must point to the element to update or the last one,
1550 // based on the "coded_in_order" and checking the pointer of the element we
1551 // can decide what to do. Also "o3_context" must be initialized.
1552 //
1553 // This updating is only for encoding.
1554 void ppmc_update_order3(void)
1555 {
1556
1557         // First thing first, check if the hash entry is initialized
1558
1559         if(order3_hasht[o3_cntxt]==0)    //no pointer to linked list defined yet
1560         {
1561
1562                 if(ppmc_out_of_memory==1)
1563                         return;                //exit this function, we can't allocate memory
1564
1565
1566                 // First create the context
1567
1568                 order3_hasht[o3_cntxt]=_context_pool;
1569
1570                 _context_pool->next=0;       //this is the last element
1571                 _context_pool->order4321=full_o3_cntxt;      //put context
1572                 _context_pool->prob=_bytes_pool;             //pointer to linked list
1573                 _context_pool->max_cump=1;
1574                 _context_pool->defined_bytes=1;
1575
1576
1577                 // Do update of linked list variables and memory use of contexts
1578
1579                 ++_context_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
1580
1581                 if(_context_pool==_context_pool_max)    //maximum reached
1582                 {
1583
1584                         // First check to see that we still have entries in the array
1585
1586                         if(_context_pool_index==_mempool_max_index)
1587                         {
1588                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1589                                 return;
1590                         }
1591
1592                         // Allocate memory for new buffer
1593
1594                         if((_context_pool=(struct context *)malloc
1595                                                 (sizeof(struct context)*_context_pool_elements_inc))==NULL)
1596                         {
1597                                 printf("Can't allocate memory for context's memory pool.\nIndex: %d",_context_pool_index);
1598                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1599                                 return;
1600                         }
1601
1602                         _context_pool_array[_context_pool_index]=_context_pool;
1603
1604                         _context_pool_max=_context_pool+_context_pool_elements_inc;
1605
1606                         _context_pool_index++;
1607
1608                 }
1609
1610
1611                 // Now care about the first (and last) linked list element
1612
1613                 _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
1614                 _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
1615                 _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
1616
1617                 // Do update of linked list variables and memory use
1618
1619                 ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
1620
1621                 if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
1622                 {
1623
1624                         // First check to see that we still have entries in the array
1625
1626                         if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
1627                         {
1628                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1629                                 return;
1630                         }
1631
1632                         // Allocate memory for new buffer
1633
1634                         if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
1635                                                 (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
1636                         {
1637                                 printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
1638                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1639                                 return;
1640                         }
1641
1642                         _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
1643
1644                         _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
1645
1646                         _bytes_pool_index++;
1647
1648                 }
1649
1650                 return;      //nothing else to do
1651         }
1652
1653
1654
1655
1656         // The byte was coded under order three, otherwise it was coded under a
1657         // lower order (never higher ones, remember that we are using update
1658         // exclusion) in this case we have to create a new node in the list.
1659
1660         if(coded_in_order==3)  //coded under order-3
1661         {
1662
1663                 // Update its count and variables of this context and check for renormalization
1664
1665                 o3_ll_node->freq++;  //increment its frequency (rather probability)
1666
1667                 o3_context->max_cump++;   //total cump
1668
1669                 if(o3_ll_node->freq==255)    //do we have to renormalize?
1670                         ppmc_renormalize_order3(); //renormalize
1671
1672         }
1673         else
1674         {
1675
1676                 // Now we have two cases, under a given context (which we actually found)
1677                 // we coded an escape coded, in that case just create a new node in the
1678                 // linked list of bytes and probabilities. Otherwise we didn't find the
1679                 // same node so we have to create it in the linked list for context.
1680                 // And we can be sure that it at least has one element and that
1681                 // "o3_context" points to the last element, so we can put the new element.
1682
1683                 if(o3_context->order4321==full_o3_cntxt) //chech if that's the last
1684                 {                                      //element or the a context found
1685
1686                         if(ppmc_out_of_memory==1)
1687                                 return;                //exit this function, we can't allocate mem
1688
1689                         o3_ll_node->next=_bytes_pool;    //put it in the next free entry
1690                         _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
1691                         _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
1692                         _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
1693
1694                         o3_context->max_cump++;   //total cump
1695                         o3_context->defined_bytes++;   //total cump
1696
1697                         // Do update of linked list variables and memory use
1698
1699                         ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
1700
1701                         if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
1702                         {
1703
1704                                 // First check to see that we still have entries in the array
1705
1706                                 if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
1707                                 {
1708                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1709                                         return;
1710                                 }
1711
1712                                 // Allocate memory for new buffer
1713
1714                                 if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
1715                                                         (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
1716                                 {
1717                                         printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
1718                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1719                                         return;
1720                                 }
1721
1722                                 _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
1723
1724                                 _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
1725
1726                                 _bytes_pool_index++;
1727
1728                         }
1729                 }
1730                 else
1731                 {
1732
1733                         // We have to create a new context node
1734
1735                         if(ppmc_out_of_memory==1)
1736                                 return;                //exit this function, we can't allocate memory
1737
1738
1739                         // First create the context
1740
1741                         o3_context->next=_context_pool;
1742
1743                         _context_pool->next=0;       //this is the last element
1744                         _context_pool->order4321=full_o3_cntxt;      //put context
1745                         _context_pool->prob=_bytes_pool;             //pointer to linked list
1746                         _context_pool->max_cump=1;
1747                         _context_pool->defined_bytes=1;
1748
1749
1750                         // Do update of linked list variables and memory use of contexts
1751
1752                         ++_context_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
1753
1754                         if(_context_pool==_context_pool_max)    //maximum reached
1755                         {
1756
1757                                 // First check to see that we still have entries in the array
1758
1759                                 if(_context_pool_index==_mempool_max_index)
1760                                 {
1761                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1762                                         return;
1763                                 }
1764
1765                                 // Allocate memory for new buffer
1766
1767                                 if((_context_pool=(struct context *)malloc
1768                                                         (sizeof(struct context)*_context_pool_elements_inc))==NULL)
1769                                 {
1770                                         printf("Can't allocate memory for context's memory pool.\nIndex: %d",_context_pool_index);
1771                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1772                                         return;
1773                                 }
1774
1775                                 _context_pool_array[_context_pool_index]=_context_pool;
1776
1777                                 _context_pool_max=_context_pool+_context_pool_elements_inc;
1778
1779                                 _context_pool_index++;
1780
1781                         }
1782
1783                         // Now care about the first (and last) linked list element
1784
1785                         _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
1786                         _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
1787                         _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
1788
1789                         // Do update of linked list variables and memory use
1790
1791                         ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
1792
1793                         if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
1794                         {
1795
1796                                 // First check to see that we still have entries in the array
1797
1798                                 if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
1799                                 {
1800                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1801                                         return;
1802                                 }
1803
1804                                 // Allocate memory for new buffer
1805
1806                                 if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
1807                                                         (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
1808                                 {
1809                                         printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
1810                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1811                                         return;
1812                                 }
1813
1814                                 _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
1815
1816                                 _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
1817
1818                                 _bytes_pool_index++;
1819
1820                         }
1821
1822                 }
1823
1824         }
1825
1826 }
1827
1828
1829 // This functions renormalizes the probabilities at order-3 updating context
1830 // variables.
1831 void ppmc_renormalize_order3(void)
1832 {
1833         unsigned long counter;
1834         struct _byte_and_freq *node;
1835
1836
1837         // Initialize variables. Defined bytes remain the same.
1838         o3_context->max_cump=0;        //clear them
1839
1840         node=o3_context->prob;      //get pointer to lined lists
1841
1842         // Divide all the probabilities by 2 and update context variables
1843         while(1)
1844         {
1845                 node->freq>>=1;                      //divide by a factor of 2
1846
1847                 if(node->freq==0)    //don't allow a probability to be 0
1848                         node->freq=1;
1849
1850                 o3_context->max_cump+=node->freq; //sum to the total cump
1851
1852                 if(node->next==0)    //last element
1853                         break;
1854                 node=node->next;
1855         }
1856
1857
1858 }
1859
1860
1861 // Decodes the symbol correspoding to the current order, it returns the byte
1862 // or in case of an escape code or empty table it returns -1.
1863 // It updates "coded_in_order".
1864 //
1865 // If we decode an escape code, we don't modify "o3_ll_node" and thus its
1866 // work of the updating routine to read till the end of the linked list
1867 // (for adding a new element) however if we decode a byte, we save on
1868 // "o3_ll_node" the pointer to its node. (so updating is faster)
1869 void ppmc_decode_order3(void)
1870 {
1871         unsigned long current_cump, counter;
1872         struct _byte_and_freq *node;
1873
1874
1875         // Get current context (if present) and total cump.
1876
1877         if(ppmc_get_totf_order3()==0)
1878         {
1879                 byte=-1;
1880                 return;
1881         }
1882
1883
1884         // Decode current cump
1885
1886         symb_cump=range_decoder_decode(&rc_decoder,total_cump);        //decode it
1887
1888         // Now check if it's an escape code
1889         if(symb_cump>=o3_context->max_cump)     //the defined code space for the escape code
1890         {
1891
1892                 // Update coding values
1893
1894                 ppmc_get_escape_prob_order3();
1895                 range_decoder_update(&rc_decoder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
1896
1897                 // Mark as escape code
1898
1899                 byte=-1;
1900
1901                 return;   //an escape code
1902         }
1903         else
1904         {
1905                 // Now we have to check what symbol it is
1906
1907                 current_cump=0;      //cump of the current symbol
1908
1909                 node=o3_context->prob;    //get pointer to linked lists
1910
1911                 while(1)
1912                 {
1913                         current_cump+=node->freq; //update cump
1914                         if(symb_cump<current_cump)
1915                                 break;                  //symbol found, break search loop
1916
1917                         node=node->next;          //next element
1918                         //we have no need to check for the last symbol, we'll never read further
1919                         //the end of the linked lists, before we'll found the last byte.
1920                 }
1921
1922
1923                 //read byte value and probability
1924
1925                 symb_prob=node->freq;     //get the probability for updating the state
1926                 byte=node->byte;          //get byte
1927                 o3_ll_node=node;          //used for updating
1928
1929
1930                 // Get the cump of byte
1931
1932                 symb_cump=current_cump-symb_prob;
1933
1934                 // Update coding state
1935
1936                 range_decoder_update(&rc_decoder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
1937
1938                 // Update coded_in_order used for update exclusion
1939
1940                 coded_in_order=3;
1941
1942                 return;
1943         }
1944
1945 }
1946
1947
1948 // This is the routine for updating while decoding. The only difference with
1949 // the routine for coding is that when an escape code was coded, "o3_ll_node"
1950 // is not initialized so we have to read till the end of the linked list.
1951 // Fortunately "o3_context" will be initialized so we don't need to read its
1952 // linked list.
1953 void ppmc_update_dec_order3(void)
1954 {
1955         struct _byte_and_freq *node;
1956
1957         // First thing first, check if the hash entry is initialized
1958
1959         if(order3_hasht[o3_cntxt]==0)    //no pointer to linked list defined yet
1960         {
1961
1962                 if(ppmc_out_of_memory==1)
1963                         return;                //exit this function, we can't allocate memory
1964
1965
1966                 // First create the context
1967
1968                 order3_hasht[o3_cntxt]=_context_pool;
1969
1970                 _context_pool->next=0;       //this is the last element
1971                 _context_pool->order4321=full_o3_cntxt;      //put context
1972                 _context_pool->prob=_bytes_pool;             //pointer to linked list
1973                 _context_pool->max_cump=1;
1974                 _context_pool->defined_bytes=1;
1975
1976
1977                 // Do update of linked list variables and memory use of contexts
1978
1979                 ++_context_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
1980
1981                 if(_context_pool==_context_pool_max)    //maximum reached
1982                 {
1983
1984                         // First check to see that we still have entries in the array
1985
1986                         if(_context_pool_index==_mempool_max_index)
1987                         {
1988                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1989                                 return;
1990                         }
1991
1992                         // Allocate memory for new buffer
1993
1994                         if((_context_pool=(struct context *)malloc
1995                                                 (sizeof(struct context)*_context_pool_elements_inc))==NULL)
1996                         {
1997                                 printf("Can't allocate memory for context's memory pool.\nIndex: %d",_context_pool_index);
1998                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
1999                                 return;
2000                         }
2001
2002                         _context_pool_array[_context_pool_index]=_context_pool;
2003
2004                         _context_pool_max=_context_pool+_context_pool_elements_inc;
2005
2006                         _context_pool_index++;
2007
2008                 }
2009
2010                 // Now care about the first (and last) linked list element
2011
2012                 _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
2013                 _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
2014                 _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
2015
2016                 // Do update of linked list variables and memory use
2017
2018                 ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
2019
2020                 if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
2021                 {
2022
2023                         // First check to see that we still have entries in the array
2024
2025                         if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
2026                         {
2027                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2028                                 return;
2029                         }
2030
2031                         // Allocate memory for new buffer
2032
2033                         if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
2034                                                 (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
2035                         {
2036                                 printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
2037                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2038                                 return;
2039                         }
2040
2041                         _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
2042
2043                         _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
2044
2045                         _bytes_pool_index++;
2046
2047                 }
2048
2049                 return;      //nothing else to do
2050         }
2051
2052
2053         // The byte was coded under order three, otherwise it was coded under a
2054         // lower order (never higher ones, remember that we are using update
2055         // exclusion) in this case we have to create a new node in the list.
2056
2057         if(coded_in_order==3)  //coded under order-3
2058         {
2059
2060                 // Update its count and variables of this context and check for renormalization
2061
2062                 o3_ll_node->freq++;  //increment its frequency (rather probability)
2063
2064                 o3_context->max_cump++;   //total cump
2065
2066                 if(o3_ll_node->freq==255)    //do we have to renormalize?
2067                         ppmc_renormalize_order3(); //renormalize
2068
2069         }
2070         else
2071         {
2072
2073                 // Now we have two cases, under a given context (which we actually found)
2074                 // we coded an escape coded, in that case just create a new node in the
2075                 // linked list of bytes and probabilities. Otherwise we didn't find the
2076                 // same node so we have to create it in the linked list for context.
2077                 // And we can be sure that it at least has one element and that
2078                 // "o3_context" points to the last element, so we can put the new element.
2079
2080                 if(o3_context->order4321==full_o3_cntxt) //chech if that's the last
2081                 {                                      //element or the a context found
2082
2083                         // Read till the end of the linked list
2084
2085                         node=o3_context->prob;    //get pointer to linked list
2086
2087                         while(1)
2088                         {
2089                                 if(node->next==0)          //check for the end of the linked list
2090                                         break;
2091                                 node=node->next;           //next node
2092                         }
2093
2094                         // Now add element
2095
2096                         if(ppmc_out_of_memory==1)
2097                                 return;                //exit this function, we can't allocate mem
2098
2099                         node->next=_bytes_pool;          //put it in the next free entry
2100                         _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
2101                         _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
2102                         _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
2103
2104                         o3_context->max_cump++;   //total cump
2105                         o3_context->defined_bytes++;   //total cump
2106
2107                         // Do update of linked list variables and memory use
2108
2109                         ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
2110
2111                         if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
2112                         {
2113
2114                                 // First check to see that we still have entries in the array
2115
2116                                 if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
2117                                 {
2118                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2119                                         return;
2120                                 }
2121
2122                                 // Allocate memory for new buffer
2123
2124                                 if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
2125                                                         (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
2126                                 {
2127                                         printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
2128                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2129                                         return;
2130                                 }
2131
2132                                 _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
2133
2134                                 _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
2135
2136                                 _bytes_pool_index++;
2137
2138                         }
2139                 }
2140                 else
2141                 {
2142
2143                         // We have to create a new context node
2144
2145                         if(ppmc_out_of_memory==1)
2146                                 return;                //exit this function, we can't allocate memory
2147
2148
2149                         // First create the context
2150
2151                         o3_context->next=_context_pool;
2152
2153                         _context_pool->next=0;       //this is the last element
2154                         _context_pool->order4321=full_o3_cntxt;      //put context
2155                         _context_pool->prob=_bytes_pool;             //pointer to linked list
2156                         _context_pool->max_cump=1;
2157                         _context_pool->defined_bytes=1;
2158
2159
2160                         // Do update of linked list variables and memory use of contexts
2161
2162                         ++_context_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
2163
2164                         if(_context_pool==_context_pool_max)    //maximum reached
2165                         {
2166
2167                                 // First check to see that we still have entries in the array
2168
2169                                 if(_context_pool_index==_mempool_max_index)
2170                                 {
2171                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2172                                         return;
2173                                 }
2174
2175                                 // Allocate memory for new buffer
2176
2177                                 if((_context_pool=(struct context *)malloc
2178                                                         (sizeof(struct context)*_context_pool_elements_inc))==NULL)
2179                                 {
2180                                         printf("Can't allocate memory for context's memory pool.\nIndex: %d",_context_pool_index);
2181                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2182                                         return;
2183                                 }
2184
2185                                 _context_pool_array[_context_pool_index]=_context_pool;
2186
2187                                 _context_pool_max=_context_pool+_context_pool_elements_inc;
2188
2189                                 _context_pool_index++;
2190
2191                         }
2192
2193                         // Now care about the first (and last) linked list element
2194
2195                         _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
2196                         _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
2197                         _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
2198
2199                         // Do update of linked list variables and memory use
2200
2201                         ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
2202
2203                         if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
2204                         {
2205
2206                                 // First check to see that we still have entries in the array
2207
2208                                 if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
2209                                 {
2210                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2211                                         return;
2212                                 }
2213
2214                                 // Allocate memory for new buffer
2215
2216                                 if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
2217                                                         (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
2218                                 {
2219                                         printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
2220                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2221                                         return;
2222                                 }
2223
2224                                 _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
2225
2226                                 _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
2227
2228                                 _bytes_pool_index++;
2229
2230                         }
2231
2232                 }
2233
2234         }
2235
2236 }
2237
2238
2239
2240 // This function returns the probability for the escape codes in the variables
2241 void ppmc_get_escape_prob_order3(void)
2242 {
2243         // To understand that remember that the escape allocated for the escape code
2244         // is above the current maximum cump and that it has a probability determined
2245         // by the scheme C.
2246
2247         symb_prob=o3_context->defined_bytes;
2248         symb_cump=o3_context->max_cump;
2249 }
2250
2251
2252
2253 // ORDER-4 functions
2254 //
2255 // The routines for order-4 are *equal* to those for order-3, there are a few
2256 // changes like different global variables, and different hash keys.
2257 //
2258 // If you want to go to higher orders, you'd use the same code and data
2259 // structures, with the difference of the context bytes (order4321)
2260 // stored in every context's linked list.
2261
2262
2263 // Returns in the variable "total_cump" the current total cump of
2264 // order-4. Must be called while encoding or decoding before anything else
2265 // because it initializes the pointers to the context structure in
2266 // "o4_context" and o4_cntxt.
2267 //
2268 // If the hash entry is not initialized it returns "o4_context"=0
2269 // If the context is not present in the linked list of context, "o4_context"
2270 // will point to the last element in the linked list.
2271 // If the context is present "o4_context" will point to the context to use.
2272 // One can distinguish the last two by checking the context value of the
2273 // structure, if it's not the same, is the last element.
2274 //
2275 // The routine returns 0 if the hash entry is not initialized or if the
2276 // the context was not present. Otherwise it returns 1, meaning that we
2277 // have to code under this context.
2278 char ppmc_get_totf_order4(void)
2279 {
2280         struct context *cntxt_node;
2281
2282
2283         // First make the hash key for order-4
2284
2285         o4_cntxt=ppmc_order4_hash_key(o1_byte,o2_byte,o3_byte,o4_byte);
2286         full_o4_cntxt=(o1_byte)+(o2_byte<<8)+(o3_byte<<16)+(o4_byte<<24);    //order-4
2287
2288
2289         // Now check the hash entry in the table
2290
2291         if(order4_hasht[o4_cntxt]==0)  //if 0, not initialized
2292         {
2293
2294                 o4_context=0;        //no hash entry
2295
2296                 return 0;    //hash entry not initialized
2297         }
2298
2299
2300         // Now read trough the linked list of context searching current one
2301
2302         cntxt_node=order4_hasht[o4_cntxt];
2303
2304         while(1)
2305         {
2306
2307                 if(cntxt_node->order4321==full_o4_cntxt)     //compare context
2308                         goto ppmc_gtfo4_cntxt_found;
2309
2310                 if(cntxt_node->next==0)      //end of context's linked list
2311                         break;
2312
2313                 cntxt_node=cntxt_node->next; //next element
2314
2315         }
2316
2317
2318         // Once there the context was not found
2319         o4_context=cntxt_node;    //pointer to last element in the linked list
2320
2321         return 0;      //it was not present
2322
2323
2324         // The context is found, so return pointer and cump
2325
2326 ppmc_gtfo4_cntxt_found:
2327
2328         o4_context=cntxt_node;
2329
2330         // Total cump is current total cump plus the escape for the escape code
2331
2332         total_cump=o4_context->defined_bytes+o4_context->max_cump;
2333
2334         return 1;      //context found
2335
2336 }
2337
2338
2339 // Codes a byte under order-4 and returns 1.
2340 // Otherwise it returns a 0.
2341 //
2342 // In case the byte is coded under this context, coded_in_order=4.
2343 char ppmc_code_byte_order4(void)
2344 {
2345         unsigned long counter;
2346         struct _byte_and_freq *node;
2347
2348
2349         // Get current context (if present) and total cump.
2350
2351         if(ppmc_get_totf_order4()==0)
2352                 return 0;
2353
2354
2355         // See if the byte is present and compute its cump at the same time
2356
2357         node=o4_context->prob; //pointer to first element in the linked list
2358
2359         symb_cump=0;   //the first symbol always has a 0 cump
2360
2361
2362         // Now search the byte in the linked list
2363
2364         do{
2365                 if(node->byte==byte)
2366                         goto ppmc_o4_byte_found;   //bad thing, I know, anyone has a better idea?
2367                 symb_cump+=node->freq;       //add the probability of this byte to the cump
2368                 if(node->next==0)
2369                         break;
2370                 node=node->next;             //next element in the linked list
2371         }while(1);
2372
2373
2374         // If we reach that point, the byte was not found in the linked list
2375         // so we don't need the cump, we have to output an escape code, whose
2376         // probabilities are know using the context structure in the table.
2377
2378         // Byte was not present in the linked list, current node is the last one,
2379         // and that's the node needed for creating a new node, save it.
2380
2381         o4_ll_node=node;
2382
2383         // Now get the probability and cump of the escape code
2384
2385         symb_cump=o4_context->max_cump;
2386         symb_prob=o4_context->defined_bytes;
2387
2388         // Code the escape code
2389         range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
2390
2391         return 0;
2392
2393
2394         // That code is executed when the byte is found in the linked list
2395
2396 ppmc_o4_byte_found:
2397
2398
2399         // Everything has been tested, now we can feel free to code the byte,
2400         // the symb_cump is already computed, now get its probability and code
2401         // the byte, also save pointer to this element in the linked lists for
2402         // updating.
2403
2404         coded_in_order=4;      //successfully coded under order-4
2405
2406         o4_ll_node=node;       //save it for updating
2407
2408         symb_prob=node->freq;  //get the probability of the byte
2409
2410         // Code it.
2411
2412         range_coder_encode(&rc_coder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
2413
2414         return 1;      //byte coded under order-4
2415 }
2416
2417
2418 // This functions update order-4 probabilities with current byte, also takes
2419 // care about updating variables, and renormalizing.
2420 //
2421 // "o4_ll_node" must point to the element to update or the last one,
2422 // based on the "coded_in_order" and checking the pointer of the element we
2423 // can decide what to do. Also "o4_context" must be initialized.
2424 //
2425 // This updating is only for encoding.
2426 void ppmc_update_order4(void)
2427 {
2428
2429         // First thing first, check if the hash entry is initialized
2430
2431         if(order4_hasht[o4_cntxt]==0)    //no pointer to linked list defined yet
2432         {
2433
2434                 if(ppmc_out_of_memory==1)
2435                         return;                //exit this function, we can't allocate memory
2436
2437
2438                 // First create the context
2439
2440                 order4_hasht[o4_cntxt]=_context_pool;
2441
2442                 _context_pool->next=0;       //this is the last element
2443                 _context_pool->order4321=full_o4_cntxt;      //put context
2444                 _context_pool->prob=_bytes_pool;             //pointer to linked list
2445                 _context_pool->max_cump=1;
2446                 _context_pool->defined_bytes=1;
2447
2448
2449                 // Do update of linked list variables and memory use of contexts
2450
2451                 ++_context_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
2452
2453                 if(_context_pool==_context_pool_max)    //maximum reached
2454                 {
2455
2456                         // First check to see that we still have entries in the array
2457
2458                         if(_context_pool_index==_mempool_max_index)
2459                         {
2460                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2461                                 return;
2462                         }
2463
2464                         // Allocate memory for new buffer
2465
2466                         if((_context_pool=(struct context *)malloc
2467                                                 (sizeof(struct context)*_context_pool_elements_inc))==NULL)
2468                         {
2469                                 printf("Can't allocate memory for context's memory pool.\nIndex: %d",_context_pool_index);
2470                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2471                                 return;
2472                         }
2473
2474                         _context_pool_array[_context_pool_index]=_context_pool;
2475
2476                         _context_pool_max=_context_pool+_context_pool_elements_inc;
2477
2478                         _context_pool_index++;
2479
2480                 }
2481
2482
2483                 // Now care about the first (and last) linked list element
2484
2485                 _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
2486                 _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
2487                 _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
2488
2489                 // Do update of linked list variables and memory use
2490
2491                 ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
2492
2493                 if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
2494                 {
2495
2496                         // First check to see that we still have entries in the array
2497
2498                         if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
2499                         {
2500                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2501                                 return;
2502                         }
2503
2504                         // Allocate memory for new buffer
2505
2506                         if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
2507                                                 (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
2508                         {
2509                                 printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
2510                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2511                                 return;
2512                         }
2513
2514                         _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
2515
2516                         _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
2517
2518                         _bytes_pool_index++;
2519
2520                 }
2521
2522                 return;      //nothing else to do
2523         }
2524
2525
2526
2527
2528         // The byte was coded under order three, otherwise it was coded under a
2529         // lower order (never higher ones, remember that we are using update
2530         // exclusion) in this case we have to create a new node in the list.
2531
2532         if(coded_in_order==4)  //coded under order-4
2533         {
2534
2535                 // Update its count and variables of this context and check for renormalization
2536
2537                 o4_ll_node->freq++;  //increment its frequency (rather probability)
2538
2539                 o4_context->max_cump++;   //total cump
2540
2541                 if(o4_ll_node->freq==255)    //do we have to renormalize?
2542                         ppmc_renormalize_order4(); //renormalize
2543
2544         }
2545         else
2546         {
2547
2548                 // Now we have two cases, under a given context (which we actually found)
2549                 // we coded an escape coded, in that case just create a new node in the
2550                 // linked list of bytes and probabilities. Otherwise we didn't find the
2551                 // same node so we have to create it in the linked list for context.
2552                 // And we can be sure that it at least has one element and that
2553                 // "o4_context" points to the last element, so we can put the new element.
2554
2555                 if(o4_context->order4321==full_o4_cntxt) //chech if that's the last
2556                 {                                      //element or the a context found
2557
2558                         if(ppmc_out_of_memory==1)
2559                                 return;                //exit this function, we can't allocate mem
2560
2561                         o4_ll_node->next=_bytes_pool;    //put it in the next free entry
2562                         _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
2563                         _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
2564                         _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
2565
2566                         o4_context->max_cump++;   //total cump
2567                         o4_context->defined_bytes++;   //total cump
2568
2569                         // Do update of linked list variables and memory use
2570
2571                         ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
2572
2573                         if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
2574                         {
2575
2576                                 // First check to see that we still have entries in the array
2577
2578                                 if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
2579                                 {
2580                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2581                                         return;
2582                                 }
2583
2584                                 // Allocate memory for new buffer
2585
2586                                 if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
2587                                                         (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
2588                                 {
2589                                         printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
2590                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2591                                         return;
2592                                 }
2593
2594                                 _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
2595
2596                                 _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
2597
2598                                 _bytes_pool_index++;
2599
2600                         }
2601                 }
2602                 else
2603                 {
2604
2605                         // We have to create a new context node
2606
2607                         if(ppmc_out_of_memory==1)
2608                                 return;                //exit this function, we can't allocate memory
2609
2610
2611                         // First create the context
2612
2613                         o4_context->next=_context_pool;
2614
2615                         _context_pool->next=0;       //this is the last element
2616                         _context_pool->order4321=full_o4_cntxt;      //put context
2617                         _context_pool->prob=_bytes_pool;             //pointer to linked list
2618                         _context_pool->max_cump=1;
2619                         _context_pool->defined_bytes=1;
2620
2621
2622                         // Do update of linked list variables and memory use of contexts
2623
2624                         ++_context_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
2625
2626                         if(_context_pool==_context_pool_max)    //maximum reached
2627                         {
2628
2629                                 // First check to see that we still have entries in the array
2630
2631                                 if(_context_pool_index==_mempool_max_index)
2632                                 {
2633                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2634                                         return;
2635                                 }
2636
2637                                 // Allocate memory for new buffer
2638
2639                                 if((_context_pool=(struct context *)malloc
2640                                                         (sizeof(struct context)*_context_pool_elements_inc))==NULL)
2641                                 {
2642                                         printf("Can't allocate memory for context's memory pool.\nIndex: %d",_context_pool_index);
2643                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2644                                         return;
2645                                 }
2646
2647                                 _context_pool_array[_context_pool_index]=_context_pool;
2648
2649                                 _context_pool_max=_context_pool+_context_pool_elements_inc;
2650
2651                                 _context_pool_index++;
2652
2653                         }
2654
2655                         // Now care about the first (and last) linked list element
2656
2657                         _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
2658                         _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
2659                         _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
2660
2661                         // Do update of linked list variables and memory use
2662
2663                         ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
2664
2665                         if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
2666                         {
2667
2668                                 // First check to see that we still have entries in the array
2669
2670                                 if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
2671                                 {
2672                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2673                                         return;
2674                                 }
2675
2676                                 // Allocate memory for new buffer
2677
2678                                 if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
2679                                                         (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
2680                                 {
2681                                         printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
2682                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2683                                         return;
2684                                 }
2685
2686                                 _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
2687
2688                                 _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
2689
2690                                 _bytes_pool_index++;
2691
2692                         }
2693
2694                 }
2695
2696         }
2697
2698 }
2699
2700
2701 // This functions renormalizes the probabilities at order-4 updating context
2702 // variables.
2703 void ppmc_renormalize_order4(void)
2704 {
2705         unsigned long counter;
2706         struct _byte_and_freq *node;
2707
2708
2709         // Initialize variables. Defined bytes remain the same.
2710         o4_context->max_cump=0;        //clear them
2711
2712         node=o4_context->prob;      //get pointer to lined lists
2713
2714         // Divide all the probabilities by 2 and update context variables
2715         while(1)
2716         {
2717                 node->freq>>=1;                      //divide by a factor of 2
2718
2719                 if(node->freq==0)    //don't allow a probability to be 0
2720                         node->freq=1;
2721
2722                 o4_context->max_cump+=node->freq; //sum to the total cump
2723
2724                 if(node->next==0)    //last element
2725                         break;
2726                 node=node->next;
2727         }
2728
2729
2730 }
2731
2732
2733 // Decodes the symbol correspoding to the current order, it returns the byte
2734 // or in case of an escape code or empty table it returns -1.
2735 // It updates "coded_in_order".
2736 //
2737 // If we decode an escape code, we don't modify "o4_ll_node" and thus its
2738 // work of the updating routine to read till the end of the linked list
2739 // (for adding a new element) however if we decode a byte, we save on
2740 // "o4_ll_node" the pointer to its node. (so updating is faster)
2741 void ppmc_decode_order4(void)
2742 {
2743         unsigned long current_cump, counter;
2744         struct _byte_and_freq *node;
2745
2746
2747         // Get current context (if present) and total cump.
2748
2749         if(ppmc_get_totf_order4()==0)
2750         {
2751                 byte=-1;
2752                 return;
2753         }
2754
2755
2756         // Decode current cump
2757
2758         symb_cump=range_decoder_decode(&rc_decoder,total_cump);        //decode it
2759
2760         // Now check if it's an escape code
2761         if(symb_cump>=o4_context->max_cump)     //the defined code space for the escape code
2762         {
2763
2764                 // Update coding values
2765
2766                 ppmc_get_escape_prob_order4();
2767                 range_decoder_update(&rc_decoder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
2768
2769                 // Mark as escape code
2770
2771                 byte=-1;
2772
2773                 return;   //an escape code
2774         }
2775         else
2776         {
2777                 // Now we have to check what symbol it is
2778
2779                 current_cump=0;      //cump of the current symbol
2780
2781                 node=o4_context->prob;    //get pointer to linked lists
2782
2783                 while(1)
2784                 {
2785                         current_cump+=node->freq; //update cump
2786                         if(symb_cump<current_cump)
2787                                 break;                  //symbol found, break search loop
2788
2789                         node=node->next;          //next element
2790                         //we have no need to check for the last symbol, we'll never read further
2791                         //the end of the linked lists, before we'll found the last byte.
2792                 }
2793
2794
2795                 //read byte value and probability
2796
2797                 symb_prob=node->freq;     //get the probability for updating the state
2798                 byte=node->byte;          //get byte
2799                 o4_ll_node=node;          //used for updating
2800
2801
2802                 // Get the cump of byte
2803
2804                 symb_cump=current_cump-symb_prob;
2805
2806                 // Update coding state
2807
2808                 range_decoder_update(&rc_decoder,total_cump,symb_cump,symb_prob);
2809
2810                 // Update coded_in_order used for update exclusion
2811
2812                 coded_in_order=4;
2813
2814                 return;
2815         }
2816
2817 }
2818
2819
2820 // This is the routine for updating while decoding. The only difference with
2821 // the routine for coding is that when an escape code was coded, "o4_ll_node"
2822 // is not initialized so we have to read till the end of the linked list.
2823 // Fortunately "o4_context" will be initialized so we don't need to read its
2824 // linked list.
2825 void ppmc_update_dec_order4(void)
2826 {
2827         struct _byte_and_freq *node;
2828
2829         // First thing first, check if the hash entry is initialized
2830
2831         if(order4_hasht[o4_cntxt]==0)    //no pointer to linked list defined yet
2832         {
2833
2834                 if(ppmc_out_of_memory==1)
2835                         return;                //exit this function, we can't allocate memory
2836
2837
2838                 // First create the context
2839
2840                 order4_hasht[o4_cntxt]=_context_pool;
2841
2842                 _context_pool->next=0;       //this is the last element
2843                 _context_pool->order4321=full_o4_cntxt;      //put context
2844                 _context_pool->prob=_bytes_pool;             //pointer to linked list
2845                 _context_pool->max_cump=1;
2846                 _context_pool->defined_bytes=1;
2847
2848
2849                 // Do update of linked list variables and memory use of contexts
2850
2851                 ++_context_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
2852
2853                 if(_context_pool==_context_pool_max)    //maximum reached
2854                 {
2855
2856                         // First check to see that we still have entries in the array
2857
2858                         if(_context_pool_index==_mempool_max_index)
2859                         {
2860                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2861                                 return;
2862                         }
2863
2864                         // Allocate memory for new buffer
2865
2866                         if((_context_pool=(struct context *)malloc
2867                                                 (sizeof(struct context)*_context_pool_elements_inc))==NULL)
2868                         {
2869                                 printf("Can't allocate memory for context's memory pool.\nIndex: %d",_context_pool_index);
2870                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2871                                 return;
2872                         }
2873
2874                         _context_pool_array[_context_pool_index]=_context_pool;
2875
2876                         _context_pool_max=_context_pool+_context_pool_elements_inc;
2877
2878                         _context_pool_index++;
2879
2880                 }
2881
2882                 // Now care about the first (and last) linked list element
2883
2884                 _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
2885                 _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
2886                 _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
2887
2888                 // Do update of linked list variables and memory use
2889
2890                 ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
2891
2892                 if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
2893                 {
2894
2895                         // First check to see that we still have entries in the array
2896
2897                         if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
2898                         {
2899                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2900                                 return;
2901                         }
2902
2903                         // Allocate memory for new buffer
2904
2905                         if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
2906                                                 (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
2907                         {
2908                                 printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
2909                                 ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2910                                 return;
2911                         }
2912
2913                         _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
2914
2915                         _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
2916
2917                         _bytes_pool_index++;
2918
2919                 }
2920
2921                 return;      //nothing else to do
2922         }
2923
2924
2925         // The byte was coded under order four, otherwise it was coded under a
2926         // lower order (never higher ones, remember that we are using update
2927         // exclusion) in this case we have to create a new node in the list.
2928
2929         if(coded_in_order==4)  //coded under order-4
2930         {
2931
2932                 // Update its count and variables of this context and check for renormalization
2933
2934                 o4_ll_node->freq++;  //increment its frequency (rather probability)
2935
2936                 o4_context->max_cump++;   //total cump
2937
2938                 if(o4_ll_node->freq==255)    //do we have to renormalize?
2939                         ppmc_renormalize_order4(); //renormalize
2940
2941         }
2942         else
2943         {
2944
2945                 // Now we have two cases, under a given context (which we actually found)
2946                 // we coded an escape coded, in that case just create a new node in the
2947                 // linked list of bytes and probabilities. Otherwise we didn't find the
2948                 // same node so we have to create it in the linked list for context.
2949                 // And we can be sure that it at least has one element and that
2950                 // "o4_context" points to the last element, so we can put the new element.
2951
2952                 if(o4_context->order4321==full_o4_cntxt) //chech if that's the last
2953                 {                                      //element or the a context found
2954
2955                         // Read till the end of the linked list
2956
2957                         node=o4_context->prob;    //get pointer to linked list
2958
2959                         while(1)
2960                         {
2961                                 if(node->next==0)          //check for the end of the linked list
2962                                         break;
2963                                 node=node->next;           //next node
2964                         }
2965
2966                         // Now add element
2967
2968                         if(ppmc_out_of_memory==1)
2969                                 return;                //exit this function, we can't allocate mem
2970
2971                         node->next=_bytes_pool;          //put it in the next free entry
2972                         _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
2973                         _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
2974                         _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
2975
2976                         o4_context->max_cump++;   //total cump
2977                         o4_context->defined_bytes++;   //total cump
2978
2979                         // Do update of linked list variables and memory use
2980
2981                         ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
2982
2983                         if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
2984                         {
2985
2986                                 // First check to see that we still have entries in the array
2987
2988                                 if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
2989                                 {
2990                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
2991                                         return;
2992                                 }
2993
2994                                 // Allocate memory for new buffer
2995
2996                                 if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
2997                                                         (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
2998                                 {
2999                                         printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
3000                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
3001                                         return;
3002                                 }
3003
3004                                 _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
3005
3006                                 _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
3007
3008                                 _bytes_pool_index++;
3009
3010                         }
3011                 }
3012                 else
3013                 {
3014
3015                         // We have to create a new context node
3016
3017                         if(ppmc_out_of_memory==1)
3018                                 return;                //exit this function, we can't allocate memory
3019
3020
3021                         // First create the context
3022
3023                         o4_context->next=_context_pool;
3024
3025                         _context_pool->next=0;       //this is the last element
3026                         _context_pool->order4321=full_o4_cntxt;      //put context
3027                         _context_pool->prob=_bytes_pool;             //pointer to linked list
3028                         _context_pool->max_cump=1;
3029                         _context_pool->defined_bytes=1;
3030
3031
3032                         // Do update of linked list variables and memory use of contexts
3033
3034                         ++_context_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
3035
3036                         if(_context_pool==_context_pool_max)    //maximum reached
3037                         {
3038
3039                                 // First check to see that we still have entries in the array
3040
3041                                 if(_context_pool_index==_mempool_max_index)
3042                                 {
3043                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
3044                                         return;
3045                                 }
3046
3047                                 // Allocate memory for new buffer
3048
3049                                 if((_context_pool=(struct context *)malloc
3050                                                         (sizeof(struct context)*_context_pool_elements_inc))==NULL)
3051                                 {
3052                                         printf("Can't allocate memory for context's memory pool.\nIndex: %d",_context_pool_index);
3053                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
3054                                         return;
3055                                 }
3056
3057                                 _context_pool_array[_context_pool_index]=_context_pool;
3058
3059                                 _context_pool_max=_context_pool+_context_pool_elements_inc;
3060
3061                                 _context_pool_index++;
3062
3063                         }
3064
3065                         // Now care about the first (and last) linked list element
3066
3067                         _bytes_pool->byte=byte;          //initialize byte to current one
3068                         _bytes_pool->freq=1;             //it appeared once
3069                         _bytes_pool->next=0;             //now this is last element in ll
3070
3071                         // Do update of linked list variables and memory use
3072
3073                         ++_bytes_pool;           //next time use next entry (this is a pointer)
3074
3075                         if(_bytes_pool==_bytes_pool_max)    //maximum reached
3076                         {
3077
3078                                 // First check to see that we still have entries in the array
3079
3080                                 if(_bytes_pool_index==_mempool_max_index)
3081                                 {
3082                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
3083                                         return;
3084                                 }
3085
3086                                 // Allocate memory for new buffer
3087
3088                                 if((_bytes_pool=(struct _byte_and_freq *)malloc
3089                                                         (sizeof(struct _byte_and_freq)*_bytes_pool_elements_inc))==NULL)
3090                                 {
3091                                         printf("\nCan't allocate memory for bytes memory pool.\nIndex: %d",_bytes_pool_index);
3092                                         ppmc_out_of_memory=1;    //flush
3093                                         return;
3094                                 }
3095
3096                                 _bytes_pool_array[_bytes_pool_index]=_bytes_pool;
3097
3098                                 _bytes_pool_max=_bytes_pool+_bytes_pool_elements_inc;
3099
3100                                 _bytes_pool_index++;
3101
3102                         }
3103
3104                 }
3105
3106         }
3107
3108 }
3109
3110
3111
3112 // This function returns the probability for the escape codes in the variables
3113 void ppmc_get_escape_prob_order4(void)
3114 {
3115         // To understand that remember that the escape allocated for the escape code
3116         // is above the current maximum cump and that it has a probability determined
3117         // by the scheme C.
3118
3119         symb_prob=o4_context->defined_bytes;
3120         symb_cump=o4_context->max_cump;
3121 }
3122