cosmetics: Group .name and .long_name together in codec/format declarations
[ffmpeg.git] / libavcodec / dnxhddec.c
1 /*
2  * VC3/DNxHD decoder.
3  * Copyright (c) 2007 SmartJog S.A., Baptiste Coudurier <baptiste dot coudurier at smartjog dot com>
4  * Copyright (c) 2011 MirriAd Ltd
5  *
6  * 10 bit support added by MirriAd Ltd, Joseph Artsimovich <joseph@mirriad.com>
7  *
8  * This file is part of Libav.
9  *
10  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
12  * License as published by the Free Software Foundation; either
13  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
14  *
15  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
18  * Lesser General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
21  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
23  */
24
25 #include "libavutil/imgutils.h"
26 #include "avcodec.h"
27 #include "get_bits.h"
28 #include "dnxhddata.h"
29 #include "dsputil.h"
30 #include "internal.h"
31
32 typedef struct DNXHDContext {
33     AVCodecContext *avctx;
34     GetBitContext gb;
35     int cid;                            ///< compression id
36     unsigned int width, height;
37     unsigned int mb_width, mb_height;
38     uint32_t mb_scan_index[68];         /* max for 1080p */
39     int cur_field;                      ///< current interlaced field
40     VLC ac_vlc, dc_vlc, run_vlc;
41     int last_dc[3];
42     DSPContext dsp;
43     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, blocks)[8][64];
44     ScanTable scantable;
45     const CIDEntry *cid_table;
46     int bit_depth; // 8, 10 or 0 if not initialized at all.
47     void (*decode_dct_block)(struct DNXHDContext *ctx, int16_t *block,
48                              int n, int qscale);
49 } DNXHDContext;
50
51 #define DNXHD_VLC_BITS 9
52 #define DNXHD_DC_VLC_BITS 7
53
54 static void dnxhd_decode_dct_block_8(DNXHDContext *ctx, int16_t *block, int n, int qscale);
55 static void dnxhd_decode_dct_block_10(DNXHDContext *ctx, int16_t *block, int n, int qscale);
56
57 static av_cold int dnxhd_decode_init(AVCodecContext *avctx)
58 {
59     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
60
61     ctx->avctx = avctx;
62     return 0;
63 }
64
65 static int dnxhd_init_vlc(DNXHDContext *ctx, int cid)
66 {
67     if (cid != ctx->cid) {
68         int index;
69
70         if ((index = ff_dnxhd_get_cid_table(cid)) < 0) {
71             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported cid %d\n", cid);
72             return -1;
73         }
74         ctx->cid_table = &ff_dnxhd_cid_table[index];
75
76         ff_free_vlc(&ctx->ac_vlc);
77         ff_free_vlc(&ctx->dc_vlc);
78         ff_free_vlc(&ctx->run_vlc);
79
80         init_vlc(&ctx->ac_vlc, DNXHD_VLC_BITS, 257,
81                  ctx->cid_table->ac_bits, 1, 1,
82                  ctx->cid_table->ac_codes, 2, 2, 0);
83         init_vlc(&ctx->dc_vlc, DNXHD_DC_VLC_BITS, ctx->bit_depth + 4,
84                  ctx->cid_table->dc_bits, 1, 1,
85                  ctx->cid_table->dc_codes, 1, 1, 0);
86         init_vlc(&ctx->run_vlc, DNXHD_VLC_BITS, 62,
87                  ctx->cid_table->run_bits, 1, 1,
88                  ctx->cid_table->run_codes, 2, 2, 0);
89
90         ff_init_scantable(ctx->dsp.idct_permutation, &ctx->scantable, ff_zigzag_direct);
91         ctx->cid = cid;
92     }
93     return 0;
94 }
95
96 static int dnxhd_decode_header(DNXHDContext *ctx, AVFrame *frame,
97                                const uint8_t *buf, int buf_size, int first_field)
98 {
99     static const uint8_t header_prefix[] = { 0x00, 0x00, 0x02, 0x80, 0x01 };
100     int i, cid;
101
102     if (buf_size < 0x280)
103         return -1;
104
105     if (memcmp(buf, header_prefix, 5)) {
106         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in header\n");
107         return -1;
108     }
109     if (buf[5] & 2) { /* interlaced */
110         ctx->cur_field = buf[5] & 1;
111         frame->interlaced_frame = 1;
112         frame->top_field_first  = first_field ^ ctx->cur_field;
113         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "interlaced %d, cur field %d\n", buf[5] & 3, ctx->cur_field);
114     }
115
116     ctx->height = AV_RB16(buf + 0x18);
117     ctx->width  = AV_RB16(buf + 0x1a);
118
119     av_dlog(ctx->avctx, "width %d, height %d\n", ctx->width, ctx->height);
120
121     if (buf[0x21] & 0x40) {
122         ctx->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P10;
123         ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 10;
124         if (ctx->bit_depth != 10) {
125             ff_dsputil_init(&ctx->dsp, ctx->avctx);
126             ctx->bit_depth = 10;
127             ctx->decode_dct_block = dnxhd_decode_dct_block_10;
128         }
129     } else {
130         ctx->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P;
131         ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 8;
132         if (ctx->bit_depth != 8) {
133             ff_dsputil_init(&ctx->dsp, ctx->avctx);
134             ctx->bit_depth = 8;
135             ctx->decode_dct_block = dnxhd_decode_dct_block_8;
136         }
137     }
138
139     cid = AV_RB32(buf + 0x28);
140     av_dlog(ctx->avctx, "compression id %d\n", cid);
141
142     if (dnxhd_init_vlc(ctx, cid) < 0)
143         return -1;
144
145     if (buf_size < ctx->cid_table->coding_unit_size) {
146         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "incorrect frame size\n");
147         return -1;
148     }
149
150     ctx->mb_width = ctx->width>>4;
151     ctx->mb_height = buf[0x16d];
152
153     av_dlog(ctx->avctx, "mb width %d, mb height %d\n", ctx->mb_width, ctx->mb_height);
154
155     if ((ctx->height+15)>>4 == ctx->mb_height && frame->interlaced_frame)
156         ctx->height <<= 1;
157
158     if (ctx->mb_height > 68 ||
159         (ctx->mb_height << frame->interlaced_frame) > (ctx->height+15)>>4) {
160         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "mb height too big: %d\n", ctx->mb_height);
161         return -1;
162     }
163
164     for (i = 0; i < ctx->mb_height; i++) {
165         ctx->mb_scan_index[i] = AV_RB32(buf + 0x170 + (i<<2));
166         av_dlog(ctx->avctx, "mb scan index %d\n", ctx->mb_scan_index[i]);
167         if (buf_size < ctx->mb_scan_index[i] + 0x280) {
168             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mb scan index\n");
169             return -1;
170         }
171     }
172
173     return 0;
174 }
175
176 static av_always_inline void dnxhd_decode_dct_block(DNXHDContext *ctx,
177                                                     int16_t *block, int n,
178                                                     int qscale,
179                                                     int index_bits,
180                                                     int level_bias,
181                                                     int level_shift)
182 {
183     int i, j, index1, index2, len;
184     int level, component, sign;
185     const uint8_t *weight_matrix;
186     OPEN_READER(bs, &ctx->gb);
187
188     if (n&2) {
189         component = 1 + (n&1);
190         weight_matrix = ctx->cid_table->chroma_weight;
191     } else {
192         component = 0;
193         weight_matrix = ctx->cid_table->luma_weight;
194     }
195
196     UPDATE_CACHE(bs, &ctx->gb);
197     GET_VLC(len, bs, &ctx->gb, ctx->dc_vlc.table, DNXHD_DC_VLC_BITS, 1);
198     if (len) {
199         level = GET_CACHE(bs, &ctx->gb);
200         LAST_SKIP_BITS(bs, &ctx->gb, len);
201         sign  = ~level >> 31;
202         level = (NEG_USR32(sign ^ level, len) ^ sign) - sign;
203         ctx->last_dc[component] += level;
204     }
205     block[0] = ctx->last_dc[component];
206
207     for (i = 1; ; i++) {
208         UPDATE_CACHE(bs, &ctx->gb);
209         GET_VLC(index1, bs, &ctx->gb, ctx->ac_vlc.table,
210                 DNXHD_VLC_BITS, 2);
211         level = ctx->cid_table->ac_level[index1];
212         if (!level) /* EOB */
213             break;
214
215         sign = SHOW_SBITS(bs, &ctx->gb, 1);
216         SKIP_BITS(bs, &ctx->gb, 1);
217
218         if (ctx->cid_table->ac_index_flag[index1]) {
219             level += SHOW_UBITS(bs, &ctx->gb, index_bits) << 6;
220             SKIP_BITS(bs, &ctx->gb, index_bits);
221         }
222
223         if (ctx->cid_table->ac_run_flag[index1]) {
224             UPDATE_CACHE(bs, &ctx->gb);
225             GET_VLC(index2, bs, &ctx->gb, ctx->run_vlc.table,
226                     DNXHD_VLC_BITS, 2);
227             i += ctx->cid_table->run[index2];
228         }
229
230         if (i > 63) {
231             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "ac tex damaged %d, %d\n", n, i);
232             break;
233         }
234
235         j = ctx->scantable.permutated[i];
236         level = (2*level+1) * qscale * weight_matrix[i];
237         if (level_bias < 32 || weight_matrix[i] != level_bias)
238             level += level_bias;
239         level >>= level_shift;
240
241         block[j] = (level^sign) - sign;
242     }
243
244     CLOSE_READER(bs, &ctx->gb);
245 }
246
247 static void dnxhd_decode_dct_block_8(DNXHDContext *ctx, int16_t *block,
248                                      int n, int qscale)
249 {
250     dnxhd_decode_dct_block(ctx, block, n, qscale, 4, 32, 6);
251 }
252
253 static void dnxhd_decode_dct_block_10(DNXHDContext *ctx, int16_t *block,
254                                       int n, int qscale)
255 {
256     dnxhd_decode_dct_block(ctx, block, n, qscale, 6, 8, 4);
257 }
258
259 static int dnxhd_decode_macroblock(DNXHDContext *ctx, AVFrame *frame, int x, int y)
260 {
261     int shift1 = ctx->bit_depth == 10;
262     int dct_linesize_luma   = frame->linesize[0];
263     int dct_linesize_chroma = frame->linesize[1];
264     uint8_t *dest_y, *dest_u, *dest_v;
265     int dct_y_offset, dct_x_offset;
266     int qscale, i;
267
268     qscale = get_bits(&ctx->gb, 11);
269     skip_bits1(&ctx->gb);
270
271     for (i = 0; i < 8; i++) {
272         ctx->dsp.clear_block(ctx->blocks[i]);
273         ctx->decode_dct_block(ctx, ctx->blocks[i], i, qscale);
274     }
275
276     if (frame->interlaced_frame) {
277         dct_linesize_luma   <<= 1;
278         dct_linesize_chroma <<= 1;
279     }
280
281     dest_y = frame->data[0] + ((y * dct_linesize_luma)   << 4) + (x << (4 + shift1));
282     dest_u = frame->data[1] + ((y * dct_linesize_chroma) << 4) + (x << (3 + shift1));
283     dest_v = frame->data[2] + ((y * dct_linesize_chroma) << 4) + (x << (3 + shift1));
284
285     if (ctx->cur_field) {
286         dest_y += frame->linesize[0];
287         dest_u += frame->linesize[1];
288         dest_v += frame->linesize[2];
289     }
290
291     dct_y_offset = dct_linesize_luma << 3;
292     dct_x_offset = 8 << shift1;
293     ctx->dsp.idct_put(dest_y,                               dct_linesize_luma, ctx->blocks[0]);
294     ctx->dsp.idct_put(dest_y + dct_x_offset,                dct_linesize_luma, ctx->blocks[1]);
295     ctx->dsp.idct_put(dest_y + dct_y_offset,                dct_linesize_luma, ctx->blocks[4]);
296     ctx->dsp.idct_put(dest_y + dct_y_offset + dct_x_offset, dct_linesize_luma, ctx->blocks[5]);
297
298     if (!(ctx->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
299         dct_y_offset = dct_linesize_chroma << 3;
300         ctx->dsp.idct_put(dest_u,                dct_linesize_chroma, ctx->blocks[2]);
301         ctx->dsp.idct_put(dest_v,                dct_linesize_chroma, ctx->blocks[3]);
302         ctx->dsp.idct_put(dest_u + dct_y_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[6]);
303         ctx->dsp.idct_put(dest_v + dct_y_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[7]);
304     }
305
306     return 0;
307 }
308
309 static int dnxhd_decode_macroblocks(DNXHDContext *ctx, AVFrame *frame,
310                                     const uint8_t *buf, int buf_size)
311 {
312     int x, y;
313     for (y = 0; y < ctx->mb_height; y++) {
314         ctx->last_dc[0] =
315         ctx->last_dc[1] =
316         ctx->last_dc[2] = 1 << (ctx->bit_depth + 2); // for levels +2^(bitdepth-1)
317         init_get_bits(&ctx->gb, buf + ctx->mb_scan_index[y], (buf_size - ctx->mb_scan_index[y]) << 3);
318         for (x = 0; x < ctx->mb_width; x++) {
319             //START_TIMER;
320             dnxhd_decode_macroblock(ctx, frame, x, y);
321             //STOP_TIMER("decode macroblock");
322         }
323     }
324     return 0;
325 }
326
327 static int dnxhd_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame,
328                               AVPacket *avpkt)
329 {
330     const uint8_t *buf = avpkt->data;
331     int buf_size = avpkt->size;
332     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
333     AVFrame *picture = data;
334     int first_field = 1;
335     int ret;
336
337     av_dlog(avctx, "frame size %d\n", buf_size);
338
339  decode_coding_unit:
340     if (dnxhd_decode_header(ctx, picture, buf, buf_size, first_field) < 0)
341         return -1;
342
343     if ((avctx->width || avctx->height) &&
344         (ctx->width != avctx->width || ctx->height != avctx->height)) {
345         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "frame size changed: %dx%d -> %dx%d\n",
346                avctx->width, avctx->height, ctx->width, ctx->height);
347         first_field = 1;
348     }
349
350     if (av_image_check_size(ctx->width, ctx->height, 0, avctx))
351         return -1;
352     avcodec_set_dimensions(avctx, ctx->width, ctx->height);
353
354     if (first_field) {
355         if ((ret = ff_get_buffer(avctx, picture, 0)) < 0) {
356             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
357             return ret;
358         }
359         picture->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
360         picture->key_frame = 1;
361     }
362
363     dnxhd_decode_macroblocks(ctx, picture, buf + 0x280, buf_size - 0x280);
364
365     if (first_field && picture->interlaced_frame) {
366         buf      += ctx->cid_table->coding_unit_size;
367         buf_size -= ctx->cid_table->coding_unit_size;
368         first_field = 0;
369         goto decode_coding_unit;
370     }
371
372     *got_frame = 1;
373     return buf_size;
374 }
375
376 static av_cold int dnxhd_decode_close(AVCodecContext *avctx)
377 {
378     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
379
380     ff_free_vlc(&ctx->ac_vlc);
381     ff_free_vlc(&ctx->dc_vlc);
382     ff_free_vlc(&ctx->run_vlc);
383     return 0;
384 }
385
386 AVCodec ff_dnxhd_decoder = {
387     .name           = "dnxhd",
388     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("VC3/DNxHD"),
389     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
390     .id             = AV_CODEC_ID_DNXHD,
391     .priv_data_size = sizeof(DNXHDContext),
392     .init           = dnxhd_decode_init,
393     .close          = dnxhd_decode_close,
394     .decode         = dnxhd_decode_frame,
395     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
396 };