4xm: check bitstream_size boundary before using it
[ffmpeg.git] / libavcodec / 4xm.c
1 /*
2  * 4XM codec
3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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/frame.h"
28 #include "libavutil/intreadwrite.h"
29 #include "avcodec.h"
30 #include "bytestream.h"
31 #include "dsputil.h"
32 #include "get_bits.h"
33 #include "internal.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 *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, int16_t, 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(int16_t 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, int linesize)
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] * linesize / 2;
264         else
265             f->mv[i] = (i & 15) - 8 + ((i >> 4) - 8) * linesize / 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, 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         break;
331     }
332 }
333
334 static int 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     int ret;
345     int scale   = 1;
346     unsigned dc = 0;
347
348     if (code < 0 || code > 6 || log2w < 0)
349         return AVERROR_INVALIDDATA;
350
351     if (code == 1) {
352         log2h--;
353         if ((ret = decode_p_block(f, dst, src, log2w, log2h, stride)) < 0)
354             return ret;
355         return decode_p_block(f, dst + (stride << log2h),
356                               src + (stride << log2h),
357                               log2w, log2h, stride);
358     } else if (code == 2) {
359         log2w--;
360         if ((ret = decode_p_block(f, dst , src, log2w, log2h, stride)) < 0)
361             return ret;
362         return decode_p_block(f, dst + (1 << log2w),
363                               src + (1 << log2w),
364                               log2w, log2h, stride);
365     } else if (code == 6) {
366         if (log2w) {
367             dst[0]      = bytestream2_get_le16(&f->g2);
368             dst[1]      = bytestream2_get_le16(&f->g2);
369         } else {
370             dst[0]      = bytestream2_get_le16(&f->g2);
371             dst[stride] = bytestream2_get_le16(&f->g2);
372         }
373         return 0;
374     }
375
376     if (code == 0) {
377         src  += f->mv[bytestream2_get_byte(&f->g)];
378     } else if (code == 3 && f->version >= 2) {
379         return 0;
380     } else if (code == 4) {
381         src  += f->mv[bytestream2_get_byte(&f->g)];
382         dc    = bytestream2_get_le16(&f->g2);
383     } else if (code == 5) {
384         scale = 0;
385         dc    = bytestream2_get_le16(&f->g2);
386     }
387
388     if (start > src || src > end) {
389         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "mv out of pic\n");
390         return AVERROR_INVALIDDATA;
391     }
392
393     mcdc(dst, src, log2w, h, stride, scale, dc);
394
395     return 0;
396 }
397
398 static int decode_p_frame(FourXContext *f, AVFrame *frame,
399                           const uint8_t *buf, int length)
400 {
401     int x, y;
402     const int width  = f->avctx->width;
403     const int height = f->avctx->height;
404     uint16_t *dst    = (uint16_t *)frame->data[0];
405     const int stride =             frame->linesize[0] >> 1;
406     uint16_t *src;
407     unsigned int bitstream_size, bytestream_size, wordstream_size, extra,
408                  bytestream_offset, wordstream_offset;
409     int ret;
410
411     if (!f->last_picture->data[0]) {
412         if ((ret = ff_get_buffer(f->avctx, f->last_picture,
413                                  AV_GET_BUFFER_FLAG_REF)) < 0) {
414             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
415             return ret;
416         }
417         memset(f->last_picture->data[0], 0,
418                f->avctx->height * FFABS(f->last_picture->linesize[0]));
419     }
420
421     src = (uint16_t *)f->last_picture->data[0];
422
423     if (f->version > 1) {
424         if (length < 20)
425             return AVERROR_INVALIDDATA;
426         extra           = 20;
427         bitstream_size  = AV_RL32(buf + 8);
428         wordstream_size = AV_RL32(buf + 12);
429         bytestream_size = AV_RL32(buf + 16);
430     } else {
431         extra           = 0;
432         bitstream_size  = AV_RL16(buf - 4);
433         wordstream_size = AV_RL16(buf - 2);
434         bytestream_size = FFMAX(length - bitstream_size - wordstream_size, 0);
435     }
436
437     if (bitstream_size + bytestream_size + wordstream_size + extra != length
438         || bitstream_size  > (1 << 26)
439         || bytestream_size > (1 << 26)
440         || wordstream_size > (1 << 26)) {
441         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "lengths %d %d %d %d\n",
442                bitstream_size, bytestream_size, wordstream_size,
443                bitstream_size + bytestream_size + wordstream_size - length);
444         return AVERROR_INVALIDDATA;
445     }
446
447     av_fast_malloc(&f->bitstream_buffer, &f->bitstream_buffer_size,
448                    bitstream_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
449     if (!f->bitstream_buffer)
450         return AVERROR(ENOMEM);
451     f->dsp.bswap_buf(f->bitstream_buffer, (const uint32_t*)(buf + extra),
452                      bitstream_size / 4);
453     memset((uint8_t*)f->bitstream_buffer + bitstream_size,
454            0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
455     init_get_bits(&f->gb, f->bitstream_buffer, 8 * bitstream_size);
456
457     wordstream_offset = extra + bitstream_size;
458     bytestream_offset = extra + bitstream_size + wordstream_size;
459     bytestream2_init(&f->g2, buf + wordstream_offset,
460                      length - wordstream_offset);
461     bytestream2_init(&f->g, buf + bytestream_offset,
462                      length - bytestream_offset);
463
464     init_mv(f, frame->linesize[0]);
465
466     for (y = 0; y < height; y += 8) {
467         for (x = 0; x < width; x += 8)
468             if ((ret = decode_p_block(f, dst + x, src + x, 3, 3, stride)) < 0)
469                 return ret;
470         src += 8 * stride;
471         dst += 8 * stride;
472     }
473
474     return 0;
475 }
476
477 /**
478  * decode block and dequantize.
479  * Note this is almost identical to MJPEG.
480  */
481 static int decode_i_block(FourXContext *f, int16_t *block)
482 {
483     int code, i, j, level, val;
484
485     /* DC coef */
486     val = get_vlc2(&f->pre_gb, f->pre_vlc.table, ACDC_VLC_BITS, 3);
487     if (val >> 4)
488         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "error dc run != 0\n");
489
490     if (val)
491         val = get_xbits(&f->gb, val);
492
493     val        = val * dequant_table[0] + f->last_dc;
494     f->last_dc = block[0] = val;
495     /* AC coefs */
496     i = 1;
497     for (;;) {
498         code = get_vlc2(&f->pre_gb, f->pre_vlc.table, ACDC_VLC_BITS, 3);
499
500         /* EOB */
501         if (code == 0)
502             break;
503         if (code == 0xf0) {
504             i += 16;
505         } else {
506             level = get_xbits(&f->gb, code & 0xf);
507             i    += code >> 4;
508             if (i >= 64) {
509                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "run %d oveflow\n", i);
510                 return 0;
511             }
512
513             j = ff_zigzag_direct[i];
514             block[j] = level * dequant_table[j];
515             i++;
516             if (i >= 64)
517                 break;
518         }
519     }
520
521     return 0;
522 }
523
524 static inline void idct_put(FourXContext *f, AVFrame *frame, int x, int y)
525 {
526     int16_t (*block)[64] = f->block;
527     int stride           = frame->linesize[0] >> 1;
528     int i;
529     uint16_t *dst = ((uint16_t*)frame->data[0]) + y * stride + x;
530
531     for (i = 0; i < 4; i++) {
532         block[i][0] += 0x80 * 8 * 8;
533         idct(block[i]);
534     }
535
536     if (!(f->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
537         for (i = 4; i < 6; i++)
538             idct(block[i]);
539     }
540
541     /* Note transform is:
542      * y  = ( 1b + 4g + 2r) / 14
543      * cb = ( 3b - 2g - 1r) / 14
544      * cr = (-1b - 4g + 5r) / 14 */
545     for (y = 0; y < 8; y++) {
546         for (x = 0; x < 8; x++) {
547             int16_t *temp = block[(x >> 2) + 2 * (y >> 2)] +
548                             2 * (x & 3) + 2 * 8 * (y & 3); // FIXME optimize
549             int cb = block[4][x + 8 * y];
550             int cr = block[5][x + 8 * y];
551             int cg = (cb + cr) >> 1;
552             int y;
553
554             cb += cb;
555
556             y               = temp[0];
557             dst[0]          = ((y + cb) >> 3) + (((y - cg) & 0xFC) << 3) + (((y + cr) & 0xF8) << 8);
558             y               = temp[1];
559             dst[1]          = ((y + cb) >> 3) + (((y - cg) & 0xFC) << 3) + (((y + cr) & 0xF8) << 8);
560             y               = temp[8];
561             dst[stride]     = ((y + cb) >> 3) + (((y - cg) & 0xFC) << 3) + (((y + cr) & 0xF8) << 8);
562             y               = temp[9];
563             dst[1 + stride] = ((y + cb) >> 3) + (((y - cg) & 0xFC) << 3) + (((y + cr) & 0xF8) << 8);
564             dst            += 2;
565         }
566         dst += 2 * stride - 2 * 8;
567     }
568 }
569
570 static int decode_i_mb(FourXContext *f)
571 {
572     int ret;
573     int i;
574
575     f->dsp.clear_blocks(f->block[0]);
576
577     for (i = 0; i < 6; i++)
578         if ((ret = decode_i_block(f, f->block[i])) < 0)
579             return ret;
580
581     return 0;
582 }
583
584 static const uint8_t *read_huffman_tables(FourXContext *f,
585                                           const uint8_t * const buf,
586                                           int len)
587 {
588     int frequency[512] = { 0 };
589     uint8_t flag[512];
590     int up[512];
591     uint8_t len_tab[257];
592     int bits_tab[257];
593     int start, end;
594     const uint8_t *ptr = buf;
595     int j;
596
597     memset(up, -1, sizeof(up));
598
599     start = *ptr++;
600     end   = *ptr++;
601     for (;;) {
602         int i;
603
604         len -= end - start + 1;
605
606         if (end < start || len < 0)
607             return NULL;
608
609         for (i = start; i <= end; i++)
610             frequency[i] = *ptr++;
611         start = *ptr++;
612         if (start == 0)
613             break;
614
615         if (--len < 0)
616             return NULL;
617
618         end = *ptr++;
619     }
620     frequency[256] = 1;
621
622     while ((ptr - buf) & 3)
623         ptr++; // 4byte align
624
625     for (j = 257; j < 512; j++) {
626         int min_freq[2] = { 256 * 256, 256 * 256 };
627         int smallest[2] = { 0, 0 };
628         int i;
629         for (i = 0; i < j; i++) {
630             if (frequency[i] == 0)
631                 continue;
632             if (frequency[i] < min_freq[1]) {
633                 if (frequency[i] < min_freq[0]) {
634                     min_freq[1] = min_freq[0];
635                     smallest[1] = smallest[0];
636                     min_freq[0] = frequency[i];
637                     smallest[0] = i;
638                 } else {
639                     min_freq[1] = frequency[i];
640                     smallest[1] = i;
641                 }
642             }
643         }
644         if (min_freq[1] == 256 * 256)
645             break;
646
647         frequency[j]           = min_freq[0] + min_freq[1];
648         flag[smallest[0]]      = 0;
649         flag[smallest[1]]      = 1;
650         up[smallest[0]]        =
651         up[smallest[1]]        = j;
652         frequency[smallest[0]] = frequency[smallest[1]] = 0;
653     }
654
655     for (j = 0; j < 257; j++) {
656         int node, len = 0, bits = 0;
657
658         for (node = j; up[node] != -1; node = up[node]) {
659             bits += flag[node] << len;
660             len++;
661             if (len > 31)
662                 // can this happen at all ?
663                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR,
664                        "vlc length overflow\n");
665         }
666
667         bits_tab[j] = bits;
668         len_tab[j]  = len;
669     }
670
671     if (init_vlc(&f->pre_vlc, ACDC_VLC_BITS, 257, len_tab, 1, 1,
672                  bits_tab, 4, 4, 0))
673         return NULL;
674
675     return ptr;
676 }
677
678 static int mix(int c0, int c1)
679 {
680     int blue  =  2 * (c0 & 0x001F) + (c1 & 0x001F);
681     int green = (2 * (c0 & 0x03E0) + (c1 & 0x03E0)) >> 5;
682     int red   =  2 * (c0 >> 10)    + (c1 >> 10);
683     return red / 3 * 1024 + green / 3 * 32 + blue / 3;
684 }
685
686 static int decode_i2_frame(FourXContext *f, AVFrame *frame, const uint8_t *buf, int length)
687 {
688     int x, y, x2, y2;
689     const int width  = f->avctx->width;
690     const int height = f->avctx->height;
691     const int mbs    = (FFALIGN(width, 16) >> 4) * (FFALIGN(height, 16) >> 4);
692     uint16_t *dst    = (uint16_t*)frame->data[0];
693     const int stride =            frame->linesize[0]>>1;
694     GetByteContext g3;
695
696     if (length < mbs * 8) {
697         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "packet size too small\n");
698         return AVERROR_INVALIDDATA;
699     }
700     bytestream2_init(&g3, buf, length);
701
702     for (y = 0; y < height; y += 16) {
703         for (x = 0; x < width; x += 16) {
704             unsigned int color[4] = { 0 }, bits;
705             // warning following is purely guessed ...
706             color[0] = bytestream2_get_le16u(&g3);
707             color[1] = bytestream2_get_le16u(&g3);
708
709             if (color[0] & 0x8000)
710                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "unk bit 1\n");
711             if (color[1] & 0x8000)
712                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "unk bit 2\n");
713
714             color[2] = mix(color[0], color[1]);
715             color[3] = mix(color[1], color[0]);
716
717             bits = bytestream2_get_le32u(&g3);
718             for (y2 = 0; y2 < 16; y2++) {
719                 for (x2 = 0; x2 < 16; x2++) {
720                     int index = 2 * (x2 >> 2) + 8 * (y2 >> 2);
721                     dst[y2 * stride + x2] = color[(bits >> index) & 3];
722                 }
723             }
724             dst += 16;
725         }
726         dst += 16 * stride - x;
727     }
728
729     return 0;
730 }
731
732 static int decode_i_frame(FourXContext *f, AVFrame *frame, const uint8_t *buf, int length)
733 {
734     int x, y, ret;
735     const int width  = f->avctx->width;
736     const int height = f->avctx->height;
737     const unsigned int bitstream_size = AV_RL32(buf);
738     int token_count av_unused;
739     unsigned int prestream_size;
740     const uint8_t *prestream;
741
742     if (bitstream_size > (1 << 26))
743         return AVERROR_INVALIDDATA;
744
745     if (length < bitstream_size + 12) {
746         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "packet size too small\n");
747         return AVERROR_INVALIDDATA;
748     }
749
750     token_count    =     AV_RL32(buf + bitstream_size + 8);
751     prestream_size = 4 * AV_RL32(buf + bitstream_size + 4);
752     prestream      =             buf + bitstream_size + 12;
753
754     if (prestream_size + bitstream_size + 12 != length
755         || prestream_size > (1 << 26)) {
756         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "size mismatch %d %d %d\n",
757                prestream_size, bitstream_size, length);
758         return AVERROR_INVALIDDATA;
759     }
760
761     prestream = read_huffman_tables(f, prestream, prestream_size);
762     if (!prestream) {
763         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "Error reading Huffman tables.\n");
764         return AVERROR_INVALIDDATA;
765     }
766
767     init_get_bits(&f->gb, buf + 4, 8 * bitstream_size);
768
769     prestream_size = length + buf - prestream;
770
771     av_fast_malloc(&f->bitstream_buffer, &f->bitstream_buffer_size,
772                    prestream_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
773     if (!f->bitstream_buffer)
774         return AVERROR(ENOMEM);
775     f->dsp.bswap_buf(f->bitstream_buffer, (const uint32_t*)prestream,
776                      prestream_size / 4);
777     memset((uint8_t*)f->bitstream_buffer + prestream_size,
778            0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
779     init_get_bits(&f->pre_gb, f->bitstream_buffer, 8 * prestream_size);
780
781     f->last_dc = 0 * 128 * 8 * 8;
782
783     for (y = 0; y < height; y += 16) {
784         for (x = 0; x < width; x += 16) {
785             if ((ret = decode_i_mb(f)) < 0)
786                 return ret;
787
788             idct_put(f, frame, x, y);
789         }
790     }
791
792     if (get_vlc2(&f->pre_gb, f->pre_vlc.table, ACDC_VLC_BITS, 3) != 256)
793         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "end mismatch\n");
794
795     return 0;
796 }
797
798 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
799                         int *got_frame, AVPacket *avpkt)
800 {
801     const uint8_t *buf    = avpkt->data;
802     int buf_size          = avpkt->size;
803     FourXContext *const f = avctx->priv_data;
804     AVFrame *picture      = data;
805     int i, frame_4cc, frame_size, ret;
806
807     if (buf_size < 20)
808         return AVERROR_INVALIDDATA;
809
810     if (buf_size < AV_RL32(buf + 4) + 8) {
811         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "size mismatch %d %d\n",
812                buf_size, AV_RL32(buf + 4));
813         return AVERROR_INVALIDDATA;
814     }
815
816     frame_4cc = AV_RL32(buf);
817
818     if (frame_4cc == AV_RL32("cfrm")) {
819         int free_index       = -1;
820         int id, whole_size;
821         const int data_size  = buf_size - 20;
822         CFrameBuffer *cfrm;
823
824         if (data_size < 0)
825             return AVERROR_INVALIDDATA;
826
827         id         = AV_RL32(buf + 12);
828         whole_size = AV_RL32(buf + 16);
829
830         for (i = 0; i < CFRAME_BUFFER_COUNT; i++)
831             if (f->cfrm[i].id && f->cfrm[i].id < avctx->frame_number)
832                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "lost c frame %d\n",
833                        f->cfrm[i].id);
834
835         for (i = 0; i < CFRAME_BUFFER_COUNT; i++) {
836             if (f->cfrm[i].id == id)
837                 break;
838             if (f->cfrm[i].size == 0)
839                 free_index = i;
840         }
841
842         if (i >= CFRAME_BUFFER_COUNT) {
843             i             = free_index;
844             f->cfrm[i].id = id;
845         }
846         cfrm = &f->cfrm[i];
847
848         cfrm->data = av_fast_realloc(cfrm->data, &cfrm->allocated_size,
849                                      cfrm->size + data_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
850         // explicit check needed as memcpy below might not catch a NULL
851         if (!cfrm->data) {
852             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "realloc failure");
853             return AVERROR(ENOMEM);
854         }
855
856         memcpy(cfrm->data + cfrm->size, buf + 20, data_size);
857         cfrm->size += data_size;
858
859         if (cfrm->size >= whole_size) {
860             buf        = cfrm->data;
861             frame_size = cfrm->size;
862
863             if (id != avctx->frame_number)
864                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "cframe id mismatch %d %d\n",
865                        id, avctx->frame_number);
866
867             if (f->version <= 1)
868                 return AVERROR_INVALIDDATA;
869
870             cfrm->size = cfrm->id = 0;
871             frame_4cc  = AV_RL32("pfrm");
872         } else
873             return buf_size;
874     } else {
875         buf        = buf      + 12;
876         frame_size = buf_size - 12;
877     }
878
879     // alternatively we would have to use our own buffer management
880     avctx->flags |= CODEC_FLAG_EMU_EDGE;
881
882     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, picture, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF)) < 0) {
883         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
884         return ret;
885     }
886
887     if (frame_4cc == AV_RL32("ifr2")) {
888         picture->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
889         if ((ret = decode_i2_frame(f, picture, buf - 4, frame_size + 4)) < 0)
890             return ret;
891     } else if (frame_4cc == AV_RL32("ifrm")) {
892         picture->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
893         if ((ret = decode_i_frame(f, picture, buf, frame_size)) < 0)
894             return ret;
895     } else if (frame_4cc == AV_RL32("pfrm") || frame_4cc == AV_RL32("pfr2")) {
896         picture->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
897         if ((ret = decode_p_frame(f, picture, buf, frame_size)) < 0)
898             return ret;
899     } else if (frame_4cc == AV_RL32("snd_")) {
900         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ignoring snd_ chunk length:%d\n",
901                buf_size);
902     } else {
903         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ignoring unknown chunk length:%d\n",
904                buf_size);
905     }
906
907     picture->key_frame = picture->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I;
908
909     av_frame_unref(f->last_picture);
910     if ((ret = av_frame_ref(f->last_picture, picture)) < 0)
911         return ret;
912     *got_frame = 1;
913
914     emms_c();
915
916     return buf_size;
917 }
918
919 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
920 {
921     FourXContext * const f = avctx->priv_data;
922
923     if (avctx->extradata_size != 4 || !avctx->extradata) {
924         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "extradata wrong or missing\n");
925         return 1;
926     }
927
928     f->version = AV_RL32(avctx->extradata) >> 16;
929     ff_dsputil_init(&f->dsp, avctx);
930     f->avctx = avctx;
931     init_vlcs(f);
932
933     if (f->version > 2)
934         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB565;
935     else
936         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_BGR555;
937
938     f->last_picture = av_frame_alloc();
939     if (!f->last_picture)
940         return AVERROR(ENOMEM);
941
942     return 0;
943 }
944
945
946 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
947 {
948     FourXContext * const f = avctx->priv_data;
949     int i;
950
951     av_freep(&f->bitstream_buffer);
952     f->bitstream_buffer_size = 0;
953     for (i = 0; i < CFRAME_BUFFER_COUNT; i++) {
954         av_freep(&f->cfrm[i].data);
955         f->cfrm[i].allocated_size = 0;
956     }
957     ff_free_vlc(&f->pre_vlc);
958     av_frame_free(&f->last_picture);
959
960     return 0;
961 }
962
963 AVCodec ff_fourxm_decoder = {
964     .name           = "4xm",
965     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
966     .id             = AV_CODEC_ID_4XM,
967     .priv_data_size = sizeof(FourXContext),
968     .init           = decode_init,
969     .close          = decode_end,
970     .decode         = decode_frame,
971     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
972     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("4X Movie"),
973 };