ffv1dec: support decoding older 1.3 bitstream variant
[ffmpeg.git] / libavcodec / 4xm.c
1 /*
2  * 4XM codec
3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * 4XM codec.
25  */
26
27 #include "libavutil/intreadwrite.h"
28 #include "avcodec.h"
29 #include "bytestream.h"
30 #include "dsputil.h"
31 #include "get_bits.h"
32
33 #include "libavutil/avassert.h"
34
35 #define BLOCK_TYPE_VLC_BITS 5
36 #define ACDC_VLC_BITS 9
37
38 #define CFRAME_BUFFER_COUNT 100
39
40 static const uint8_t block_type_tab[2][4][8][2] = {
41     {
42         {    // { 8, 4, 2 } x { 8, 4, 2}
43             { 0, 1 }, { 2, 2 }, { 6, 3 }, { 14, 4 }, { 30, 5 }, { 31, 5 }, { 0, 0 }
44         }, { // { 8, 4 } x 1
45             { 0, 1 }, { 0, 0 }, { 2, 2 }, { 6, 3 }, { 14, 4 }, { 15, 4 }, { 0, 0 }
46         }, { // 1 x { 8, 4 }
47             { 0, 1 }, { 2, 2 }, { 0, 0 }, { 6, 3 }, { 14, 4 }, { 15, 4 }, { 0, 0 }
48         }, { // 1 x 2, 2 x 1
49             { 0, 1 }, { 0, 0 }, { 0, 0 }, { 2, 2 }, { 6, 3 }, { 14, 4 }, { 15, 4 }
50         }
51     }, {
52         {   // { 8, 4, 2 } x { 8, 4, 2}
53             { 1, 2 }, { 4, 3 }, { 5, 3 }, { 0, 2 }, { 6, 3 }, { 7, 3 }, { 0, 0 }
54         }, {// { 8, 4 } x 1
55             { 1, 2 }, { 0, 0 }, { 2, 2 }, { 0, 2 }, { 6, 3 }, { 7, 3 }, { 0, 0 }
56         }, {// 1 x { 8, 4 }
57             { 1, 2 }, { 2, 2 }, { 0, 0 }, { 0, 2 }, { 6, 3 }, { 7, 3 }, { 0, 0 }
58         }, {// 1 x 2, 2 x 1
59             { 1, 2 }, { 0, 0 }, { 0, 0 }, { 0, 2 }, { 2, 2 }, { 6, 3 }, { 7, 3 }
60       }
61     }
62 };
63
64 static const uint8_t size2index[4][4] = {
65     { -1, 3, 1, 1 },
66     {  3, 0, 0, 0 },
67     {  2, 0, 0, 0 },
68     {  2, 0, 0, 0 },
69 };
70
71 static const int8_t mv[256][2] = {
72     {   0,   0 }, {   0,  -1 }, {  -1,   0 }, {   1,   0 }, {   0,   1 }, {  -1,  -1 }, {   1,  -1 }, {  -1,   1 },
73     {   1,   1 }, {   0,  -2 }, {  -2,   0 }, {   2,   0 }, {   0,   2 }, {  -1,  -2 }, {   1,  -2 }, {  -2,  -1 },
74     {   2,  -1 }, {  -2,   1 }, {   2,   1 }, {  -1,   2 }, {   1,   2 }, {  -2,  -2 }, {   2,  -2 }, {  -2,   2 },
75     {   2,   2 }, {   0,  -3 }, {  -3,   0 }, {   3,   0 }, {   0,   3 }, {  -1,  -3 }, {   1,  -3 }, {  -3,  -1 },
76     {   3,  -1 }, {  -3,   1 }, {   3,   1 }, {  -1,   3 }, {   1,   3 }, {  -2,  -3 }, {   2,  -3 }, {  -3,  -2 },
77     {   3,  -2 }, {  -3,   2 }, {   3,   2 }, {  -2,   3 }, {   2,   3 }, {   0,  -4 }, {  -4,   0 }, {   4,   0 },
78     {   0,   4 }, {  -1,  -4 }, {   1,  -4 }, {  -4,  -1 }, {   4,  -1 }, {   4,   1 }, {  -1,   4 }, {   1,   4 },
79     {  -3,  -3 }, {  -3,   3 }, {   3,   3 }, {  -2,  -4 }, {  -4,  -2 }, {   4,  -2 }, {  -4,   2 }, {  -2,   4 },
80     {   2,   4 }, {  -3,  -4 }, {   3,  -4 }, {   4,  -3 }, {  -5,   0 }, {  -4,   3 }, {  -3,   4 }, {   3,   4 },
81     {  -1,  -5 }, {  -5,  -1 }, {  -5,   1 }, {  -1,   5 }, {  -2,  -5 }, {   2,  -5 }, {   5,  -2 }, {   5,   2 },
82     {  -4,  -4 }, {  -4,   4 }, {  -3,  -5 }, {  -5,  -3 }, {  -5,   3 }, {   3,   5 }, {  -6,   0 }, {   0,   6 },
83     {  -6,  -1 }, {  -6,   1 }, {   1,   6 }, {   2,  -6 }, {  -6,   2 }, {   2,   6 }, {  -5,  -4 }, {   5,   4 },
84     {   4,   5 }, {  -6,  -3 }, {   6,   3 }, {  -7,   0 }, {  -1,  -7 }, {   5,  -5 }, {  -7,   1 }, {  -1,   7 },
85     {   4,  -6 }, {   6,   4 }, {  -2,  -7 }, {  -7,   2 }, {  -3,  -7 }, {   7,  -3 }, {   3,   7 }, {   6,  -5 },
86     {   0,  -8 }, {  -1,  -8 }, {  -7,  -4 }, {  -8,   1 }, {   4,   7 }, {   2,  -8 }, {  -2,   8 }, {   6,   6 },
87     {  -8,   3 }, {   5,  -7 }, {  -5,   7 }, {   8,  -4 }, {   0,  -9 }, {  -9,  -1 }, {   1,   9 }, {   7,  -6 },
88     {  -7,   6 }, {  -5,  -8 }, {  -5,   8 }, {  -9,   3 }, {   9,  -4 }, {   7,  -7 }, {   8,  -6 }, {   6,   8 },
89     {  10,   1 }, { -10,   2 }, {   9,  -5 }, {  10,  -3 }, {  -8,  -7 }, { -10,  -4 }, {   6,  -9 }, { -11,   0 },
90     {  11,   1 }, { -11,  -2 }, {  -2,  11 }, {   7,  -9 }, {  -7,   9 }, {  10,   6 }, {  -4,  11 }, {   8,  -9 },
91     {   8,   9 }, {   5,  11 }, {   7, -10 }, {  12,  -3 }, {  11,   6 }, {  -9,  -9 }, {   8,  10 }, {   5,  12 },
92     { -11,   7 }, {  13,   2 }, {   6, -12 }, {  10,   9 }, { -11,   8 }, {  -7,  12 }, {   0,  14 }, {  14,  -2 },
93     {  -9,  11 }, {  -6,  13 }, { -14,  -4 }, {  -5, -14 }, {   5,  14 }, { -15,  -1 }, { -14,  -6 }, {   3, -15 },
94     {  11, -11 }, {  -7,  14 }, {  -5,  15 }, {   8, -14 }, {  15,   6 }, {   3,  16 }, {   7, -15 }, { -16,   5 },
95     {   0,  17 }, { -16,  -6 }, { -10,  14 }, { -16,   7 }, {  12,  13 }, { -16,   8 }, { -17,   6 }, { -18,   3 },
96     {  -7,  17 }, {  15,  11 }, {  16,  10 }, {   2, -19 }, {   3, -19 }, { -11, -16 }, { -18,   8 }, { -19,  -6 },
97     {   2, -20 }, { -17, -11 }, { -10, -18 }, {   8,  19 }, { -21,  -1 }, { -20,   7 }, {  -4,  21 }, {  21,   5 },
98     {  15,  16 }, {   2, -22 }, { -10, -20 }, { -22,   5 }, {  20, -11 }, {  -7, -22 }, { -12,  20 }, {  23,  -5 },
99     {  13, -20 }, {  24,  -2 }, { -15,  19 }, { -11,  22 }, {  16,  19 }, {  23, -10 }, { -18, -18 }, {  -9, -24 },
100     {  24, -10 }, {  -3,  26 }, { -23,  13 }, { -18, -20 }, {  17,  21 }, {  -4,  27 }, {  27,   6 }, {   1, -28 },
101     { -11,  26 }, { -17, -23 }, {   7,  28 }, {  11, -27 }, {  29,   5 }, { -23, -19 }, { -28, -11 }, { -21,  22 },
102     { -30,   7 }, { -17,  26 }, { -27,  16 }, {  13,  29 }, {  19, -26 }, {  10, -31 }, { -14, -30 }, {  20, -27 },
103     { -29,  18 }, { -16, -31 }, { -28, -22 }, {  21, -30 }, { -25,  28 }, {  26, -29 }, {  25, -32 }, { -32, -32 }
104 };
105
106 /* This is simply the scaled down elementwise product of the standard JPEG
107  * quantizer table and the AAN premul table. */
108 static const uint8_t dequant_table[64] = {
109     16, 15, 13, 19, 24, 31, 28, 17,
110     17, 23, 25, 31, 36, 63, 45, 21,
111     18, 24, 27, 37, 52, 59, 49, 20,
112     16, 28, 34, 40, 60, 80, 51, 20,
113     18, 31, 48, 66, 68, 86, 56, 21,
114     19, 38, 56, 59, 64, 64, 48, 20,
115     27, 48, 55, 55, 56, 51, 35, 15,
116     20, 35, 34, 32, 31, 22, 15,  8,
117 };
118
119 static VLC block_type_vlc[2][4];
120
121
122 typedef struct CFrameBuffer {
123     unsigned int allocated_size;
124     unsigned int size;
125     int id;
126     uint8_t *data;
127 } CFrameBuffer;
128
129 typedef struct FourXContext {
130     AVCodecContext *avctx;
131     DSPContext dsp;
132     AVFrame current_picture, last_picture;
133     GetBitContext pre_gb;          ///< ac/dc prefix
134     GetBitContext gb;
135     GetByteContext g;
136     GetByteContext g2;
137     int mv[256];
138     VLC pre_vlc;
139     int last_dc;
140     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block)[6][64];
141     void *bitstream_buffer;
142     unsigned int bitstream_buffer_size;
143     int version;
144     CFrameBuffer cfrm[CFRAME_BUFFER_COUNT];
145 } FourXContext;
146
147
148 #define FIX_1_082392200  70936
149 #define FIX_1_414213562  92682
150 #define FIX_1_847759065 121095
151 #define FIX_2_613125930 171254
152
153 #define MULTIPLY(var, const) (((var) * (const)) >> 16)
154
155 static void idct(DCTELEM block[64])
156 {
157     int tmp0, tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7;
158     int tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
159     int z5, z10, z11, z12, z13;
160     int i;
161     int temp[64];
162
163     for (i = 0; i < 8; i++) {
164         tmp10 = block[8 * 0 + i] + block[8 * 4 + i];
165         tmp11 = block[8 * 0 + i] - block[8 * 4 + i];
166
167         tmp13 = block[8 * 2 + i] + block[8 * 6 + i];
168         tmp12 = MULTIPLY(block[8 * 2 + i] - block[8 * 6 + i], FIX_1_414213562) - tmp13;
169
170         tmp0 = tmp10 + tmp13;
171         tmp3 = tmp10 - tmp13;
172         tmp1 = tmp11 + tmp12;
173         tmp2 = tmp11 - tmp12;
174
175         z13 = block[8 * 5 + i] + block[8 * 3 + i];
176         z10 = block[8 * 5 + i] - block[8 * 3 + i];
177         z11 = block[8 * 1 + i] + block[8 * 7 + i];
178         z12 = block[8 * 1 + i] - block[8 * 7 + i];
179
180         tmp7  =          z11 + z13;
181         tmp11 = MULTIPLY(z11 - z13, FIX_1_414213562);
182
183         z5    = MULTIPLY(z10 + z12, FIX_1_847759065);
184         tmp10 = MULTIPLY(z12,  FIX_1_082392200) - z5;
185         tmp12 = MULTIPLY(z10, -FIX_2_613125930) + z5;
186
187         tmp6 = tmp12 - tmp7;
188         tmp5 = tmp11 - tmp6;
189         tmp4 = tmp10 + tmp5;
190
191         temp[8 * 0 + i] = tmp0 + tmp7;
192         temp[8 * 7 + i] = tmp0 - tmp7;
193         temp[8 * 1 + i] = tmp1 + tmp6;
194         temp[8 * 6 + i] = tmp1 - tmp6;
195         temp[8 * 2 + i] = tmp2 + tmp5;
196         temp[8 * 5 + i] = tmp2 - tmp5;
197         temp[8 * 4 + i] = tmp3 + tmp4;
198         temp[8 * 3 + i] = tmp3 - tmp4;
199     }
200
201     for (i = 0; i < 8 * 8; i += 8) {
202         tmp10 = temp[0 + i] + temp[4 + i];
203         tmp11 = temp[0 + i] - temp[4 + i];
204
205         tmp13 = temp[2 + i] + temp[6 + i];
206         tmp12 = MULTIPLY(temp[2 + i] - temp[6 + i], FIX_1_414213562) - tmp13;
207
208         tmp0 = tmp10 + tmp13;
209         tmp3 = tmp10 - tmp13;
210         tmp1 = tmp11 + tmp12;
211         tmp2 = tmp11 - tmp12;
212
213         z13 = temp[5 + i] + temp[3 + i];
214         z10 = temp[5 + i] - temp[3 + i];
215         z11 = temp[1 + i] + temp[7 + i];
216         z12 = temp[1 + i] - temp[7 + i];
217
218         tmp7  = z11 + z13;
219         tmp11 = MULTIPLY(z11 - z13, FIX_1_414213562);
220
221         z5    = MULTIPLY(z10 + z12, FIX_1_847759065);
222         tmp10 = MULTIPLY(z12,  FIX_1_082392200) - z5;
223         tmp12 = MULTIPLY(z10, -FIX_2_613125930) + z5;
224
225         tmp6 = tmp12 - tmp7;
226         tmp5 = tmp11 - tmp6;
227         tmp4 = tmp10 + tmp5;
228
229         block[0 + i] = (tmp0 + tmp7) >> 6;
230         block[7 + i] = (tmp0 - tmp7) >> 6;
231         block[1 + i] = (tmp1 + tmp6) >> 6;
232         block[6 + i] = (tmp1 - tmp6) >> 6;
233         block[2 + i] = (tmp2 + tmp5) >> 6;
234         block[5 + i] = (tmp2 - tmp5) >> 6;
235         block[4 + i] = (tmp3 + tmp4) >> 6;
236         block[3 + i] = (tmp3 - tmp4) >> 6;
237     }
238 }
239
240 static av_cold void init_vlcs(FourXContext *f)
241 {
242     static VLC_TYPE table[2][4][32][2];
243     int i, j;
244
245     for (i = 0; i < 2; i++) {
246         for (j = 0; j < 4; j++) {
247             block_type_vlc[i][j].table           = table[i][j];
248             block_type_vlc[i][j].table_allocated = 32;
249             init_vlc(&block_type_vlc[i][j], BLOCK_TYPE_VLC_BITS, 7,
250                      &block_type_tab[i][j][0][1], 2, 1,
251                      &block_type_tab[i][j][0][0], 2, 1,
252                      INIT_VLC_USE_NEW_STATIC);
253         }
254     }
255 }
256
257 static void init_mv(FourXContext *f)
258 {
259     int i;
260
261     for (i = 0; i < 256; i++) {
262         if (f->version > 1)
263             f->mv[i] = mv[i][0] + mv[i][1] * f->current_picture.linesize[0] / 2;
264         else
265             f->mv[i] = (i & 15) - 8 + ((i >> 4) - 8) * f->current_picture.linesize[0] / 2;
266     }
267 }
268
269 #if HAVE_BIGENDIAN
270 #define LE_CENTRIC_MUL(dst, src, scale, dc)             \
271     {                                                   \
272         unsigned tmpval = AV_RN32(src);                 \
273         tmpval = (tmpval << 16) | (tmpval >> 16);       \
274         tmpval = tmpval * (scale) + (dc);               \
275         tmpval = (tmpval << 16) | (tmpval >> 16);       \
276         AV_WN32A(dst, tmpval);                          \
277     }
278 #else
279 #define LE_CENTRIC_MUL(dst, src, scale, dc)              \
280     {                                                    \
281         unsigned tmpval = AV_RN32(src) * (scale) + (dc); \
282         AV_WN32A(dst, tmpval);                           \
283     }
284 #endif
285
286 static inline void mcdc(uint16_t *dst, const uint16_t *src, int log2w,
287                         int h, int stride, int scale, unsigned dc)
288 {
289     int i;
290     dc *= 0x10001;
291
292     switch (log2w) {
293     case 0:
294         for (i = 0; i < h; i++) {
295             dst[0] = scale * src[0] + dc;
296             if (scale)
297                 src += stride;
298             dst += stride;
299         }
300         break;
301     case 1:
302         for (i = 0; i < h; i++) {
303             LE_CENTRIC_MUL(dst, src, scale, dc);
304             if (scale)
305                 src += stride;
306             dst += stride;
307         }
308         break;
309     case 2:
310         for (i = 0; i < h; i++) {
311             LE_CENTRIC_MUL(dst, src, scale, dc);
312             LE_CENTRIC_MUL(dst + 2, src + 2, scale, dc);
313             if (scale)
314                 src += stride;
315             dst += stride;
316         }
317         break;
318     case 3:
319         for (i = 0; i < h; i++) {
320             LE_CENTRIC_MUL(dst,     src,     scale, dc);
321             LE_CENTRIC_MUL(dst + 2, src + 2, scale, dc);
322             LE_CENTRIC_MUL(dst + 4, src + 4, scale, dc);
323             LE_CENTRIC_MUL(dst + 6, src + 6, scale, dc);
324             if (scale)
325                 src += stride;
326             dst += stride;
327         }
328         break;
329     default:
330         av_assert2(0);
331     }
332 }
333
334 static void decode_p_block(FourXContext *f, uint16_t *dst, uint16_t *src,
335                            int log2w, int log2h, int stride)
336 {
337     const int index = size2index[log2h][log2w];
338     const int h     = 1 << log2h;
339     int code        = get_vlc2(&f->gb,
340                                block_type_vlc[1 - (f->version > 1)][index].table,
341                                BLOCK_TYPE_VLC_BITS, 1);
342     uint16_t *start = (uint16_t *)f->last_picture.data[0];
343     uint16_t *end   = start + stride * (f->avctx->height - h + 1) - (1 << log2w);
344
345     av_assert2(code >= 0 && code <= 6);
346
347     if (code == 0) {
348         if (f->g.buffer_end - f->g.buffer < 1) {
349             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "bytestream overread\n");
350             return;
351         }
352         src += f->mv[bytestream2_get_byte(&f->g)];
353         if (start > src || src > end) {
354             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "mv out of pic\n");
355             return;
356         }
357         mcdc(dst, src, log2w, h, stride, 1, 0);
358     } else if (code == 1) {
359         log2h--;
360         decode_p_block(f, dst, src, log2w, log2h, stride);
361         decode_p_block(f, dst + (stride << log2h),
362                           src + (stride << log2h), log2w, log2h, stride);
363     } else if (code == 2) {
364         log2w--;
365         decode_p_block(f, dst , src, log2w, log2h, stride);
366         decode_p_block(f, dst + (1 << log2w),
367                           src + (1 << log2w), log2w, log2h, stride);
368     } else if (code == 3 && f->version < 2) {
369         mcdc(dst, src, log2w, h, stride, 1, 0);
370     } else if (code == 4) {
371         if (f->g.buffer_end - f->g.buffer < 1) {
372             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "bytestream overread\n");
373             return;
374         }
375         src += f->mv[bytestream2_get_byte(&f->g)];
376         if (start > src || src > end) {
377             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "mv out of pic\n");
378             return;
379         }
380         if (f->g2.buffer_end - f->g2.buffer < 1){
381             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "wordstream overread\n");
382             return;
383         }
384         mcdc(dst, src, log2w, h, stride, 1, bytestream2_get_le16(&f->g2));
385     } else if (code == 5) {
386         if (f->g2.buffer_end - f->g2.buffer < 1) {
387             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "wordstream overread\n");
388             return;
389         }
390         mcdc(dst, src, log2w, h, stride, 0, bytestream2_get_le16(&f->g2));
391     } else if (code == 6) {
392         if (f->g2.buffer_end - f->g2.buffer < 2) {
393             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "wordstream overread\n");
394             return;
395         }
396         if (log2w) {
397             dst[0]      = bytestream2_get_le16(&f->g2);
398             dst[1]      = bytestream2_get_le16(&f->g2);
399         } else {
400             dst[0]      = bytestream2_get_le16(&f->g2);
401             dst[stride] = bytestream2_get_le16(&f->g2);
402         }
403     }
404 }
405
406 static int decode_p_frame(FourXContext *f, const uint8_t *buf, int length)
407 {
408     int x, y;
409     const int width  = f->avctx->width;
410     const int height = f->avctx->height;
411     uint16_t *src    = (uint16_t *)f->last_picture.data[0];
412     uint16_t *dst    = (uint16_t *)f->current_picture.data[0];
413     const int stride =             f->current_picture.linesize[0] >> 1;
414     unsigned int bitstream_size, bytestream_size, wordstream_size, extra,
415                  bytestream_offset, wordstream_offset;
416
417     if (f->version > 1) {
418         extra           = 20;
419         if (length < extra)
420             return -1;
421         bitstream_size  = AV_RL32(buf + 8);
422         wordstream_size = AV_RL32(buf + 12);
423         bytestream_size = AV_RL32(buf + 16);
424     } else {
425         extra           = 0;
426         bitstream_size  = AV_RL16(buf - 4);
427         wordstream_size = AV_RL16(buf - 2);
428         bytestream_size = FFMAX(length - bitstream_size - wordstream_size, 0);
429     }
430
431     if (bitstream_size > length ||
432         bytestream_size > length - bitstream_size ||
433         wordstream_size > length - bytestream_size - bitstream_size ||
434         extra > length - bytestream_size - bitstream_size - wordstream_size) {
435         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "lengths %d %d %d %d\n", bitstream_size, bytestream_size, wordstream_size,
436         bitstream_size+ bytestream_size+ wordstream_size - length);
437         return -1;
438     }
439
440     av_fast_malloc(&f->bitstream_buffer, &f->bitstream_buffer_size,
441                    bitstream_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
442     if (!f->bitstream_buffer)
443         return AVERROR(ENOMEM);
444     f->dsp.bswap_buf(f->bitstream_buffer, (const uint32_t*)(buf + extra),
445                      bitstream_size / 4);
446     memset((uint8_t*)f->bitstream_buffer + bitstream_size,
447            0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
448     init_get_bits(&f->gb, f->bitstream_buffer, 8 * bitstream_size);
449
450     wordstream_offset = extra + bitstream_size;
451     bytestream_offset = extra + bitstream_size + wordstream_size;
452     bytestream2_init(&f->g2, buf + wordstream_offset,
453                      length - wordstream_offset);
454     bytestream2_init(&f->g, buf + bytestream_offset,
455                      length - bytestream_offset);
456
457     init_mv(f);
458
459     for (y = 0; y < height; y += 8) {
460         for (x = 0; x < width; x += 8)
461             decode_p_block(f, dst + x, src + x, 3, 3, stride);
462         src += 8 * stride;
463         dst += 8 * stride;
464     }
465
466     return 0;
467 }
468
469 /**
470  * decode block and dequantize.
471  * Note this is almost identical to MJPEG.
472  */
473 static int decode_i_block(FourXContext *f, DCTELEM *block)
474 {
475     int code, i, j, level, val;
476
477     if (get_bits_left(&f->gb) < 2){
478         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "%d bits left before decode_i_block()\n", get_bits_left(&f->gb));
479         return -1;
480     }
481
482     /* DC coef */
483     val = get_vlc2(&f->pre_gb, f->pre_vlc.table, ACDC_VLC_BITS, 3);
484     if (val >> 4)
485         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "error dc run != 0\n");
486
487     if (val)
488         val = get_xbits(&f->gb, val);
489
490     val        = val * dequant_table[0] + f->last_dc;
491     f->last_dc = block[0] = val;
492     /* AC coefs */
493     i = 1;
494     for (;;) {
495         code = get_vlc2(&f->pre_gb, f->pre_vlc.table, ACDC_VLC_BITS, 3);
496
497         /* EOB */
498         if (code == 0)
499             break;
500         if (code == 0xf0) {
501             i += 16;
502         } else {
503             level = get_xbits(&f->gb, code & 0xf);
504             i    += code >> 4;
505             if (i >= 64) {
506                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "run %d oveflow\n", i);
507                 return 0;
508             }
509
510             j = ff_zigzag_direct[i];
511             block[j] = level * dequant_table[j];
512             i++;
513             if (i >= 64)
514                 break;
515         }
516     }
517
518     return 0;
519 }
520
521 static inline void idct_put(FourXContext *f, int x, int y)
522 {
523     DCTELEM (*block)[64] = f->block;
524     int stride           = f->current_picture.linesize[0] >> 1;
525     int i;
526     uint16_t *dst = ((uint16_t*)f->current_picture.data[0]) + y * stride + x;
527
528     for (i = 0; i < 4; i++) {
529         block[i][0] += 0x80 * 8 * 8;
530         idct(block[i]);
531     }
532
533     if (!(f->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
534         for (i = 4; i < 6; i++)
535             idct(block[i]);
536     }
537
538     /* Note transform is:
539      * y  = ( 1b + 4g + 2r) / 14
540      * cb = ( 3b - 2g - 1r) / 14
541      * cr = (-1b - 4g + 5r) / 14 */
542     for (y = 0; y < 8; y++) {
543         for (x = 0; x < 8; x++) {
544             DCTELEM *temp = block[(x >> 2) + 2 * (y >> 2)] +
545                             2 * (x & 3) + 2 * 8 * (y & 3); // FIXME optimize
546             int cb = block[4][x + 8 * y];
547             int cr = block[5][x + 8 * y];
548             int cg = (cb + cr) >> 1;
549             int y;
550
551             cb += cb;
552
553             y               = temp[0];
554             dst[0]          = ((y + cb) >> 3) + (((y - cg) & 0xFC) << 3) + (((y + cr) & 0xF8) << 8);
555             y               = temp[1];
556             dst[1]          = ((y + cb) >> 3) + (((y - cg) & 0xFC) << 3) + (((y + cr) & 0xF8) << 8);
557             y               = temp[8];
558             dst[stride]     = ((y + cb) >> 3) + (((y - cg) & 0xFC) << 3) + (((y + cr) & 0xF8) << 8);
559             y               = temp[9];
560             dst[1 + stride] = ((y + cb) >> 3) + (((y - cg) & 0xFC) << 3) + (((y + cr) & 0xF8) << 8);
561             dst            += 2;
562         }
563         dst += 2 * stride - 2 * 8;
564     }
565 }
566
567 static int decode_i_mb(FourXContext *f)
568 {
569     int i;
570
571     f->dsp.clear_blocks(f->block[0]);
572
573     for (i = 0; i < 6; i++)
574         if (decode_i_block(f, f->block[i]) < 0)
575             return -1;
576
577     return 0;
578 }
579
580 static const uint8_t *read_huffman_tables(FourXContext *f,
581                                           const uint8_t * const buf, int buf_size)
582 {
583     int frequency[512] = { 0 };
584     uint8_t flag[512];
585     int up[512];
586     uint8_t len_tab[257];
587     int bits_tab[257];
588     int start, end;
589     const uint8_t *ptr = buf;
590     const uint8_t *ptr_end = buf + buf_size;
591     int j;
592
593     memset(up, -1, sizeof(up));
594
595     start = *ptr++;
596     end   = *ptr++;
597     for (;;) {
598         int i;
599
600         if (start <= end && ptr_end - ptr < end - start + 1 + 1)
601             return NULL;
602         for (i = start; i <= end; i++)
603             frequency[i] = *ptr++;
604         start = *ptr++;
605         if (start == 0)
606             break;
607
608         end = *ptr++;
609     }
610     frequency[256] = 1;
611
612     while ((ptr - buf) & 3)
613         ptr++; // 4byte align
614
615     for (j = 257; j < 512; j++) {
616         int min_freq[2] = { 256 * 256, 256 * 256 };
617         int smallest[2] = { 0, 0 };
618         int i;
619         for (i = 0; i < j; i++) {
620             if (frequency[i] == 0)
621                 continue;
622             if (frequency[i] < min_freq[1]) {
623                 if (frequency[i] < min_freq[0]) {
624                     min_freq[1] = min_freq[0];
625                     smallest[1] = smallest[0];
626                     min_freq[0] = frequency[i];
627                     smallest[0] = i;
628                 } else {
629                     min_freq[1] = frequency[i];
630                     smallest[1] = i;
631                 }
632             }
633         }
634         if (min_freq[1] == 256 * 256)
635             break;
636
637         frequency[j]           = min_freq[0] + min_freq[1];
638         flag[smallest[0]]      = 0;
639         flag[smallest[1]]      = 1;
640         up[smallest[0]]        =
641         up[smallest[1]]        = j;
642         frequency[smallest[0]] = frequency[smallest[1]] = 0;
643     }
644
645     for (j = 0; j < 257; j++) {
646         int node, len = 0, bits = 0;
647
648         for (node = j; up[node] != -1; node = up[node]) {
649             bits += flag[node] << len;
650             len++;
651             if (len > 31)
652                 // can this happen at all ?
653                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR,
654                        "vlc length overflow\n");
655         }
656
657         bits_tab[j] = bits;
658         len_tab[j]  = len;
659     }
660
661     if (init_vlc(&f->pre_vlc, ACDC_VLC_BITS, 257, len_tab, 1, 1,
662                  bits_tab, 4, 4, 0))
663         return NULL;
664
665     return ptr;
666 }
667
668 static int mix(int c0, int c1)
669 {
670     int blue  =  2 * (c0 & 0x001F) + (c1 & 0x001F);
671     int green = (2 * (c0 & 0x03E0) + (c1 & 0x03E0)) >> 5;
672     int red   =  2 * (c0 >> 10)    + (c1 >> 10);
673     return red / 3 * 1024 + green / 3 * 32 + blue / 3;
674 }
675
676 static int decode_i2_frame(FourXContext *f, const uint8_t *buf, int length)
677 {
678     int x, y, x2, y2;
679     const int width  = f->avctx->width;
680     const int height = f->avctx->height;
681     const int mbs    = (FFALIGN(width, 16) >> 4) * (FFALIGN(height, 16) >> 4);
682     uint16_t *dst    = (uint16_t*)f->current_picture.data[0];
683     const int stride =            f->current_picture.linesize[0]>>1;
684     const uint8_t *buf_end = buf + length;
685     GetByteContext g3;
686
687     if (length < mbs * 8) {
688         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "packet size too small\n");
689         return AVERROR_INVALIDDATA;
690     }
691     bytestream2_init(&g3, buf, length);
692
693     for (y = 0; y < height; y += 16) {
694         for (x = 0; x < width; x += 16) {
695             unsigned int color[4] = { 0 }, bits;
696             if (buf_end - buf < 8)
697                 return -1;
698             // warning following is purely guessed ...
699             color[0] = bytestream2_get_le16u(&g3);
700             color[1] = bytestream2_get_le16u(&g3);
701
702             if (color[0] & 0x8000)
703                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "unk bit 1\n");
704             if (color[1] & 0x8000)
705                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "unk bit 2\n");
706
707             color[2] = mix(color[0], color[1]);
708             color[3] = mix(color[1], color[0]);
709
710             bits = bytestream2_get_le32u(&g3);
711             for (y2 = 0; y2 < 16; y2++) {
712                 for (x2 = 0; x2 < 16; x2++) {
713                     int index = 2 * (x2 >> 2) + 8 * (y2 >> 2);
714                     dst[y2 * stride + x2] = color[(bits >> index) & 3];
715                 }
716             }
717             dst += 16;
718         }
719         dst += 16 * stride - x;
720     }
721
722     return 0;
723 }
724
725 static int decode_i_frame(FourXContext *f, const uint8_t *buf, int length)
726 {
727     int x, y;
728     const int width  = f->avctx->width;
729     const int height = f->avctx->height;
730     const unsigned int bitstream_size = AV_RL32(buf);
731     unsigned int prestream_size;
732     const uint8_t *prestream;
733
734     if (bitstream_size > (1<<26) || length < bitstream_size + 12) {
735         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "packet size too small\n");
736         return AVERROR_INVALIDDATA;
737     }
738
739     prestream_size = 4 * AV_RL32(buf + bitstream_size + 4);
740     prestream      =             buf + bitstream_size + 12;
741
742     if (prestream_size + bitstream_size + 12 != length
743         || bitstream_size > (1 << 26)
744         || prestream_size > (1 << 26)) {
745         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "size mismatch %d %d %d\n",
746                prestream_size, bitstream_size, length);
747         return -1;
748     }
749
750     prestream = read_huffman_tables(f, prestream, buf + length - prestream);
751     if (!prestream)
752         return -1;
753
754     init_get_bits(&f->gb, buf + 4, 8 * bitstream_size);
755
756     prestream_size = length + buf - prestream;
757
758     av_fast_malloc(&f->bitstream_buffer, &f->bitstream_buffer_size,
759                    prestream_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
760     if (!f->bitstream_buffer)
761         return AVERROR(ENOMEM);
762     f->dsp.bswap_buf(f->bitstream_buffer, (const uint32_t*)prestream,
763                      prestream_size / 4);
764     memset((uint8_t*)f->bitstream_buffer + prestream_size,
765            0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
766     init_get_bits(&f->pre_gb, f->bitstream_buffer, 8 * prestream_size);
767
768     f->last_dc = 0 * 128 * 8 * 8;
769
770     for (y = 0; y < height; y += 16) {
771         for (x = 0; x < width; x += 16) {
772             if (decode_i_mb(f) < 0)
773                 return -1;
774
775             idct_put(f, x, y);
776         }
777     }
778
779     if (get_vlc2(&f->pre_gb, f->pre_vlc.table, ACDC_VLC_BITS, 3) != 256)
780         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "end mismatch\n");
781
782     return 0;
783 }
784
785 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
786                         int *data_size, AVPacket *avpkt)
787 {
788     const uint8_t *buf    = avpkt->data;
789     int buf_size          = avpkt->size;
790     FourXContext *const f = avctx->priv_data;
791     AVFrame *picture      = data;
792     AVFrame *p, temp;
793     int i, frame_4cc, frame_size;
794
795     if (buf_size < 12)
796         return AVERROR_INVALIDDATA;
797     frame_4cc = AV_RL32(buf);
798     if (buf_size != AV_RL32(buf + 4) + 8 || buf_size < 20)
799         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "size mismatch %d %d\n",
800                buf_size, AV_RL32(buf + 4));
801
802     if (frame_4cc == AV_RL32("cfrm")) {
803         int free_index       = -1;
804         const int data_size  = buf_size - 20;
805         const int id         = AV_RL32(buf + 12);
806         const int whole_size = AV_RL32(buf + 16);
807         CFrameBuffer *cfrm;
808
809         if (data_size < 0 || whole_size < 0) {
810             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "sizes invalid\n");
811             return AVERROR_INVALIDDATA;
812         }
813
814         for (i = 0; i < CFRAME_BUFFER_COUNT; i++)
815             if (f->cfrm[i].id && f->cfrm[i].id < avctx->frame_number)
816                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "lost c frame %d\n",
817                        f->cfrm[i].id);
818
819         for (i = 0; i < CFRAME_BUFFER_COUNT; i++) {
820             if (f->cfrm[i].id == id)
821                 break;
822             if (f->cfrm[i].size == 0)
823                 free_index = i;
824         }
825
826         if (i >= CFRAME_BUFFER_COUNT) {
827             i             = free_index;
828             f->cfrm[i].id = id;
829         }
830         cfrm = &f->cfrm[i];
831
832         if (data_size > UINT_MAX -  cfrm->size - FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)
833             return AVERROR_INVALIDDATA;
834
835         cfrm->data = av_fast_realloc(cfrm->data, &cfrm->allocated_size,
836                                      cfrm->size + data_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
837         // explicit check needed as memcpy below might not catch a NULL
838         if (!cfrm->data) {
839             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "realloc falure\n");
840             return -1;
841         }
842
843         memcpy(cfrm->data + cfrm->size, buf + 20, data_size);
844         cfrm->size += data_size;
845
846         if (cfrm->size >= whole_size) {
847             buf        = cfrm->data;
848             frame_size = cfrm->size;
849
850             if (id != avctx->frame_number)
851                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "cframe id mismatch %d %d\n",
852                        id, avctx->frame_number);
853
854             cfrm->size = cfrm->id = 0;
855             frame_4cc  = AV_RL32("pfrm");
856         } else
857             return buf_size;
858     } else {
859         buf        = buf      + 12;
860         frame_size = buf_size - 12;
861     }
862
863     temp               = f->current_picture;
864     f->current_picture = f->last_picture;
865     f->last_picture    = temp;
866
867     p                  = &f->current_picture;
868     avctx->coded_frame = p;
869
870     // alternatively we would have to use our own buffer management
871     avctx->flags |= CODEC_FLAG_EMU_EDGE;
872
873     p->reference= 3;
874     if (avctx->reget_buffer(avctx, p) < 0) {
875         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reget_buffer() failed\n");
876         return -1;
877     }
878
879     if (frame_4cc == AV_RL32("ifr2")) {
880         p->pict_type= AV_PICTURE_TYPE_I;
881         if (decode_i2_frame(f, buf - 4, frame_size + 4) < 0) {
882             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode i2 frame failed\n");
883             return -1;
884         }
885     } else if (frame_4cc == AV_RL32("ifrm")) {
886         p->pict_type= AV_PICTURE_TYPE_I;
887         if (decode_i_frame(f, buf, frame_size) < 0) {
888             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode i frame failed\n");
889             return -1;
890         }
891     } else if (frame_4cc == AV_RL32("pfrm") || frame_4cc == AV_RL32("pfr2")) {
892         if (!f->last_picture.data[0]) {
893             f->last_picture.reference = 3;
894             if (avctx->get_buffer(avctx, &f->last_picture) < 0) {
895                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
896                 return -1;
897             }
898         }
899
900         p->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
901         if (decode_p_frame(f, buf, frame_size) < 0) {
902             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode p frame failed\n");
903             return -1;
904         }
905     } else if (frame_4cc == AV_RL32("snd_")) {
906         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ignoring snd_ chunk length:%d\n",
907                buf_size);
908     } else {
909         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ignoring unknown chunk length:%d\n",
910                buf_size);
911     }
912
913     p->key_frame = p->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I;
914
915     *picture   = *p;
916     *data_size = sizeof(AVPicture);
917
918     emms_c();
919
920     return buf_size;
921 }
922
923
924 static av_cold void common_init(AVCodecContext *avctx)
925 {
926     FourXContext * const f = avctx->priv_data;
927
928     ff_dsputil_init(&f->dsp, avctx);
929
930     f->avctx = avctx;
931 }
932
933 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
934 {
935     FourXContext * const f = avctx->priv_data;
936
937     if (avctx->extradata_size != 4 || !avctx->extradata) {
938         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "extradata wrong or missing\n");
939         return 1;
940     }
941     if((avctx->width % 16) || (avctx->height % 16)) {
942         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported width/height\n");
943         return AVERROR_INVALIDDATA;
944     }
945
946     avcodec_get_frame_defaults(&f->current_picture);
947     avcodec_get_frame_defaults(&f->last_picture);
948     f->version = AV_RL32(avctx->extradata) >> 16;
949     common_init(avctx);
950     init_vlcs(f);
951
952     if (f->version > 2)
953         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_RGB565;
954     else
955         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_BGR555;
956
957     return 0;
958 }
959
960
961 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
962 {
963     FourXContext * const f = avctx->priv_data;
964     int i;
965
966     av_freep(&f->bitstream_buffer);
967     f->bitstream_buffer_size = 0;
968     for (i = 0; i < CFRAME_BUFFER_COUNT; i++) {
969         av_freep(&f->cfrm[i].data);
970         f->cfrm[i].allocated_size = 0;
971     }
972     ff_free_vlc(&f->pre_vlc);
973     if (f->current_picture.data[0])
974         avctx->release_buffer(avctx, &f->current_picture);
975     if (f->last_picture.data[0])
976         avctx->release_buffer(avctx, &f->last_picture);
977
978     return 0;
979 }
980
981 AVCodec ff_fourxm_decoder = {
982     .name           = "4xm",
983     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
984     .id             = AV_CODEC_ID_4XM,
985     .priv_data_size = sizeof(FourXContext),
986     .init           = decode_init,
987     .close          = decode_end,
988     .decode         = decode_frame,
989     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
990     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("4X Movie"),
991 };