Fix wmv1 encoding if all other msmpeg4-related encoders were disabled.
[ffmpeg.git] / libavcodec / dvdec.c
1 /*
2  * DV decoder
3  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard
4  * Copyright (c) 2004 Roman Shaposhnik
5  *
6  * 50 Mbps (DVCPRO50) support
7  * Copyright (c) 2006 Daniel Maas <dmaas@maasdigital.com>
8  *
9  * 100 Mbps (DVCPRO HD) support
10  * Initial code by Daniel Maas <dmaas@maasdigital.com> (funded by BBC R&D)
11  * Final code by Roman Shaposhnik
12  *
13  * Many thanks to Dan Dennedy <dan@dennedy.org> for providing wealth
14  * of DV technical info.
15  *
16  * This file is part of FFmpeg.
17  *
18  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
19  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
20  * License as published by the Free Software Foundation; either
21  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
22  *
23  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
24  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
25  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
26  * Lesser General Public License for more details.
27  *
28  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
29  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
30  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
31  */
32
33 /**
34  * @file
35  * DV decoder
36  */
37
38 #include "libavutil/avassert.h"
39 #include "libavutil/internal.h"
40 #include "libavutil/imgutils.h"
41 #include "libavutil/pixdesc.h"
42 #include "avcodec.h"
43 #include "idctdsp.h"
44 #include "internal.h"
45 #include "get_bits.h"
46 #include "put_bits.h"
47 #include "simple_idct.h"
48 #include "dvdata.h"
49 #include "dv.h"
50
51 typedef struct BlockInfo {
52     const uint32_t *factor_table;
53     const uint8_t *scan_table;
54     uint8_t pos; /* position in block */
55     void (*idct_put)(uint8_t *dest, int line_size, int16_t *block);
56     uint8_t partial_bit_count;
57     uint32_t partial_bit_buffer;
58     int shift_offset;
59 } BlockInfo;
60
61 static const int dv_iweight_bits = 14;
62
63 static av_cold int dvvideo_decode_init(AVCodecContext *avctx)
64 {
65     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
66     IDCTDSPContext idsp;
67     int i;
68
69     memset(&idsp,0, sizeof(idsp));
70     ff_idctdsp_init(&idsp, avctx);
71
72     for (i = 0; i < 64; i++)
73        s->dv_zigzag[0][i] = idsp.idct_permutation[ff_zigzag_direct[i]];
74
75     if (avctx->lowres){
76         for (i = 0; i < 64; i++){
77             int j = ff_dv_zigzag248_direct[i];
78             s->dv_zigzag[1][i] = idsp.idct_permutation[(j & 7) + (j & 8) * 4 + (j & 48) / 2];
79         }
80     }else
81         memcpy(s->dv_zigzag[1], ff_dv_zigzag248_direct, sizeof(s->dv_zigzag[1]));
82
83     s->idct_put[0] = idsp.idct_put;
84     s->idct_put[1] = ff_simple_idct248_put;
85
86     return ff_dvvideo_init(avctx);
87 }
88
89 /* decode AC coefficients */
90 static void dv_decode_ac(GetBitContext *gb, BlockInfo *mb, int16_t *block)
91 {
92     int last_index = gb->size_in_bits;
93     const uint8_t  *scan_table   = mb->scan_table;
94     const uint32_t *factor_table = mb->factor_table;
95     int pos               = mb->pos;
96     int partial_bit_count = mb->partial_bit_count;
97     int level, run, vlc_len, index;
98
99     OPEN_READER(re, gb);
100     UPDATE_CACHE(re, gb);
101
102     /* if we must parse a partial VLC, we do it here */
103     if (partial_bit_count > 0) {
104         re_cache = re_cache >> partial_bit_count | mb->partial_bit_buffer;
105         re_index -= partial_bit_count;
106         mb->partial_bit_count = 0;
107     }
108
109     /* get the AC coefficients until last_index is reached */
110     for (;;) {
111         av_dlog(NULL, "%2d: bits=%04x index=%d\n", pos, SHOW_UBITS(re, gb, 16),
112                 re_index);
113         /* our own optimized GET_RL_VLC */
114         index   = NEG_USR32(re_cache, TEX_VLC_BITS);
115         vlc_len = ff_dv_rl_vlc[index].len;
116         if (vlc_len < 0) {
117             index = NEG_USR32((unsigned)re_cache << TEX_VLC_BITS, -vlc_len) +
118                     ff_dv_rl_vlc[index].level;
119             vlc_len = TEX_VLC_BITS - vlc_len;
120         }
121         level = ff_dv_rl_vlc[index].level;
122         run   = ff_dv_rl_vlc[index].run;
123
124         /* gotta check if we're still within gb boundaries */
125         if (re_index + vlc_len > last_index) {
126             /* should be < 16 bits otherwise a codeword could have been parsed */
127             mb->partial_bit_count = last_index - re_index;
128             mb->partial_bit_buffer = re_cache & ~(-1u >> mb->partial_bit_count);
129             re_index = last_index;
130             break;
131         }
132         re_index += vlc_len;
133
134         av_dlog(NULL, "run=%d level=%d\n", run, level);
135         pos += run;
136         if (pos >= 64)
137             break;
138
139         level = (level * factor_table[pos] + (1 << (dv_iweight_bits - 1))) >> dv_iweight_bits;
140         block[scan_table[pos]] = level;
141
142         UPDATE_CACHE(re, gb);
143     }
144     CLOSE_READER(re, gb);
145     mb->pos = pos;
146 }
147
148 static inline void bit_copy(PutBitContext *pb, GetBitContext *gb)
149 {
150     int bits_left = get_bits_left(gb);
151     while (bits_left >= MIN_CACHE_BITS) {
152         put_bits(pb, MIN_CACHE_BITS, get_bits(gb, MIN_CACHE_BITS));
153         bits_left -= MIN_CACHE_BITS;
154     }
155     if (bits_left > 0) {
156         put_bits(pb, bits_left, get_bits(gb, bits_left));
157     }
158 }
159
160 /* mb_x and mb_y are in units of 8 pixels */
161 static int dv_decode_video_segment(AVCodecContext *avctx, void *arg)
162 {
163     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
164     DVwork_chunk *work_chunk = arg;
165     int quant, dc, dct_mode, class1, j;
166     int mb_index, mb_x, mb_y, last_index;
167     int y_stride, linesize;
168     int16_t *block, *block1;
169     int c_offset;
170     uint8_t *y_ptr;
171     const uint8_t *buf_ptr;
172     PutBitContext pb, vs_pb;
173     GetBitContext gb;
174     BlockInfo mb_data[5 * DV_MAX_BPM], *mb, *mb1;
175     LOCAL_ALIGNED_16(int16_t, sblock, [5*DV_MAX_BPM], [64]);
176     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, mb_bit_buffer, [  80 + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE]); /* allow some slack */
177     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, vs_bit_buffer, [5*80 + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE]); /* allow some slack */
178     const int log2_blocksize = 3-s->avctx->lowres;
179     int is_field_mode[5];
180
181     av_assert1((((int)mb_bit_buffer) & 7) == 0);
182     av_assert1((((int)vs_bit_buffer) & 7) == 0);
183
184     memset(sblock, 0, 5*DV_MAX_BPM*sizeof(*sblock));
185
186     /* pass 1: read DC and AC coefficients in blocks */
187     buf_ptr = &s->buf[work_chunk->buf_offset*80];
188     block1  = &sblock[0][0];
189     mb1     = mb_data;
190     init_put_bits(&vs_pb, vs_bit_buffer, 5 * 80);
191     for (mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++, mb1 += s->sys->bpm, block1 += s->sys->bpm * 64) {
192         /* skip header */
193         quant = buf_ptr[3] & 0x0f;
194         buf_ptr += 4;
195         init_put_bits(&pb, mb_bit_buffer, 80);
196         mb    = mb1;
197         block = block1;
198         is_field_mode[mb_index] = 0;
199         for (j = 0; j < s->sys->bpm; j++) {
200             last_index = s->sys->block_sizes[j];
201             init_get_bits(&gb, buf_ptr, last_index);
202
203             /* get the DC */
204             dc       = get_sbits(&gb, 9);
205             dct_mode = get_bits1(&gb);
206             class1   = get_bits(&gb, 2);
207             if (DV_PROFILE_IS_HD(s->sys)) {
208                 mb->idct_put     = s->idct_put[0];
209                 mb->scan_table   = s->dv_zigzag[0];
210                 mb->factor_table = &s->idct_factor[(j >= 4)*4*16*64 + class1*16*64 + quant*64];
211                 is_field_mode[mb_index] |= !j && dct_mode;
212             } else {
213                 mb->idct_put     = s->idct_put[dct_mode && log2_blocksize == 3];
214                 mb->scan_table   = s->dv_zigzag[dct_mode];
215                 mb->factor_table = &s->idct_factor[(class1 == 3)*2*22*64 + dct_mode*22*64 +
216                                                         (quant + ff_dv_quant_offset[class1])*64];
217             }
218             dc = dc << 2;
219             /* convert to unsigned because 128 is not added in the
220                standard IDCT */
221             dc += 1024;
222             block[0] = dc;
223             buf_ptr += last_index >> 3;
224             mb->pos               = 0;
225             mb->partial_bit_count = 0;
226
227             av_dlog(avctx, "MB block: %d, %d ", mb_index, j);
228             dv_decode_ac(&gb, mb, block);
229
230             /* write the remaining bits in a new buffer only if the
231                block is finished */
232             if (mb->pos >= 64)
233                 bit_copy(&pb, &gb);
234
235             block += 64;
236             mb++;
237         }
238
239         /* pass 2: we can do it just after */
240         av_dlog(avctx, "***pass 2 size=%d MB#=%d\n", put_bits_count(&pb), mb_index);
241         block = block1;
242         mb    = mb1;
243         init_get_bits(&gb, mb_bit_buffer, put_bits_count(&pb));
244         put_bits32(&pb, 0); // padding must be zeroed
245         flush_put_bits(&pb);
246         for (j = 0; j < s->sys->bpm; j++, block += 64, mb++) {
247             if (mb->pos < 64 && get_bits_left(&gb) > 0) {
248                 dv_decode_ac(&gb, mb, block);
249                 /* if still not finished, no need to parse other blocks */
250                 if (mb->pos < 64)
251                     break;
252             }
253         }
254         /* all blocks are finished, so the extra bytes can be used at
255            the video segment level */
256         if (j >= s->sys->bpm)
257             bit_copy(&vs_pb, &gb);
258     }
259
260     /* we need a pass over the whole video segment */
261     av_dlog(avctx, "***pass 3 size=%d\n", put_bits_count(&vs_pb));
262     block = &sblock[0][0];
263     mb    = mb_data;
264     init_get_bits(&gb, vs_bit_buffer, put_bits_count(&vs_pb));
265     put_bits32(&vs_pb, 0); // padding must be zeroed
266     flush_put_bits(&vs_pb);
267     for (mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++) {
268         for (j = 0; j < s->sys->bpm; j++) {
269             if (mb->pos < 64 && get_bits_left(&gb) > 0) {
270                 av_dlog(avctx, "start %d:%d\n", mb_index, j);
271                 dv_decode_ac(&gb, mb, block);
272             }
273             if (mb->pos >= 64 && mb->pos < 127)
274                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "AC EOB marker is absent pos=%d\n", mb->pos);
275             block += 64;
276             mb++;
277         }
278     }
279
280     /* compute idct and place blocks */
281     block = &sblock[0][0];
282     mb    = mb_data;
283     for (mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++) {
284         dv_calculate_mb_xy(s, work_chunk, mb_index, &mb_x, &mb_y);
285
286         /* idct_put'ting luminance */
287         if ((s->sys->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P) ||
288             (s->sys->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV411P && mb_x >= (704 / 8)) ||
289             (s->sys->height >= 720 && mb_y != 134)) {
290             y_stride = (s->frame->linesize[0] << ((!is_field_mode[mb_index]) * log2_blocksize));
291         } else {
292             y_stride = (2 << log2_blocksize);
293         }
294         y_ptr = s->frame->data[0] + ((mb_y * s->frame->linesize[0] + mb_x) << log2_blocksize);
295         linesize = s->frame->linesize[0] << is_field_mode[mb_index];
296         mb[0]    .idct_put(y_ptr                                   , linesize, block + 0*64);
297         if (s->sys->video_stype == 4) { /* SD 422 */
298             mb[2].idct_put(y_ptr + (1 << log2_blocksize)           , linesize, block + 2*64);
299         } else {
300             mb[1].idct_put(y_ptr + (1 << log2_blocksize)           , linesize, block + 1*64);
301             mb[2].idct_put(y_ptr                         + y_stride, linesize, block + 2*64);
302             mb[3].idct_put(y_ptr + (1 << log2_blocksize) + y_stride, linesize, block + 3*64);
303         }
304         mb += 4;
305         block += 4*64;
306
307         /* idct_put'ting chrominance */
308         c_offset = (((mb_y >>  (s->sys->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P)) * s->frame->linesize[1] +
309                      (mb_x >> ((s->sys->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV411P) ? 2 : 1))) << log2_blocksize);
310         for (j = 2; j; j--) {
311             uint8_t *c_ptr = s->frame->data[j] + c_offset;
312             if (s->sys->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV411P && mb_x >= (704 / 8)) {
313                   uint64_t aligned_pixels[64/8];
314                   uint8_t *pixels = (uint8_t*)aligned_pixels;
315                   uint8_t *c_ptr1, *ptr1;
316                   int x, y;
317                   mb->idct_put(pixels, 8, block);
318                   for (y = 0; y < (1 << log2_blocksize); y++, c_ptr += s->frame->linesize[j], pixels += 8) {
319                       ptr1   = pixels + ((1 << (log2_blocksize))>>1);
320                       c_ptr1 = c_ptr + (s->frame->linesize[j] << log2_blocksize);
321                       for (x = 0; x < (1 << FFMAX(log2_blocksize - 1, 0)); x++) {
322                           c_ptr[x]  = pixels[x];
323                           c_ptr1[x] = ptr1[x];
324                       }
325                   }
326                   block += 64; mb++;
327             } else {
328                   y_stride = (mb_y == 134) ? (1 << log2_blocksize) :
329                                              s->frame->linesize[j] << ((!is_field_mode[mb_index]) * log2_blocksize);
330                   linesize = s->frame->linesize[j] << is_field_mode[mb_index];
331                   (mb++)->    idct_put(c_ptr           , linesize, block); block += 64;
332                   if (s->sys->bpm == 8) {
333                       (mb++)->idct_put(c_ptr + y_stride, linesize, block); block += 64;
334                   }
335             }
336         }
337     }
338     return 0;
339 }
340
341 /* NOTE: exactly one frame must be given (120000 bytes for NTSC,
342    144000 bytes for PAL - or twice those for 50Mbps) */
343 static int dvvideo_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
344                                  void *data, int *got_frame,
345                                  AVPacket *avpkt)
346 {
347     uint8_t *buf = avpkt->data;
348     int buf_size = avpkt->size;
349     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
350     const uint8_t* vsc_pack;
351     int apt, is16_9, ret;
352     const DVprofile *sys;
353
354     sys = avpriv_dv_frame_profile2(avctx, s->sys, buf, buf_size);
355     if (!sys || buf_size < sys->frame_size) {
356         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "could not find dv frame profile\n");
357         return -1; /* NOTE: we only accept several full frames */
358     }
359
360     if (sys != s->sys) {
361         ret = ff_dv_init_dynamic_tables(s, sys);
362         if (ret < 0) {
363             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing the work tables.\n");
364             return ret;
365         }
366         s->sys = sys;
367     }
368
369     s->frame            = data;
370     s->frame->key_frame = 1;
371     s->frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
372     avctx->pix_fmt   = s->sys->pix_fmt;
373     avctx->time_base = s->sys->time_base;
374
375     ret = ff_set_dimensions(avctx, s->sys->width, s->sys->height);
376     if (ret < 0)
377         return ret;
378
379     /* Determine the codec's sample_aspect ratio from the packet */
380     vsc_pack = buf + 80*5 + 48 + 5;
381     if ( *vsc_pack == dv_video_control ) {
382         apt = buf[4] & 0x07;
383         is16_9 = (vsc_pack[2] & 0x07) == 0x02 || (!apt && (vsc_pack[2] & 0x07) == 0x07);
384         ff_set_sar(avctx, s->sys->sar[is16_9]);
385     }
386
387     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, s->frame, 0)) < 0)
388         return ret;
389     s->frame->interlaced_frame = 1;
390     s->frame->top_field_first  = 0;
391
392     /* Determine the codec's field order from the packet */
393     if ( *vsc_pack == dv_video_control ) {
394         s->frame->top_field_first = !(vsc_pack[3] & 0x40);
395     }
396
397     s->buf = buf;
398     avctx->execute(avctx, dv_decode_video_segment, s->work_chunks, NULL,
399                    dv_work_pool_size(s->sys), sizeof(DVwork_chunk));
400
401     emms_c();
402
403     /* return image */
404     *got_frame = 1;
405
406     return s->sys->frame_size;
407 }
408
409 AVCodec ff_dvvideo_decoder = {
410     .name           = "dvvideo",
411     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("DV (Digital Video)"),
412     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
413     .id             = AV_CODEC_ID_DVVIDEO,
414     .priv_data_size = sizeof(DVVideoContext),
415     .init           = dvvideo_decode_init,
416     .decode         = dvvideo_decode_frame,
417     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_SLICE_THREADS,
418     .max_lowres     = 3,
419 };