indeo: Do not reference mismatched tiles
[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 Libav.
17  *
18  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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/internal.h"
39 #include "libavutil/pixdesc.h"
40 #include "avcodec.h"
41 #include "internal.h"
42 #include "get_bits.h"
43 #include "put_bits.h"
44 #include "simple_idct.h"
45 #include "dvdata.h"
46
47 typedef struct BlockInfo {
48     const uint32_t *factor_table;
49     const uint8_t *scan_table;
50     uint8_t pos; /* position in block */
51     void (*idct_put)(uint8_t *dest, int line_size, int16_t *block);
52     uint8_t partial_bit_count;
53     uint32_t partial_bit_buffer;
54     int shift_offset;
55 } BlockInfo;
56
57 static const int dv_iweight_bits = 14;
58
59 /* decode AC coefficients */
60 static void dv_decode_ac(GetBitContext *gb, BlockInfo *mb, int16_t *block)
61 {
62     int last_index = gb->size_in_bits;
63     const uint8_t  *scan_table   = mb->scan_table;
64     const uint32_t *factor_table = mb->factor_table;
65     int pos               = mb->pos;
66     int partial_bit_count = mb->partial_bit_count;
67     int level, run, vlc_len, index;
68
69     OPEN_READER(re, gb);
70     UPDATE_CACHE(re, gb);
71
72     /* if we must parse a partial VLC, we do it here */
73     if (partial_bit_count > 0) {
74         re_cache = re_cache >> partial_bit_count | mb->partial_bit_buffer;
75         re_index -= partial_bit_count;
76         mb->partial_bit_count = 0;
77     }
78
79     /* get the AC coefficients until last_index is reached */
80     for (;;) {
81         av_dlog(NULL, "%2d: bits=%04x index=%d\n", pos, SHOW_UBITS(re, gb, 16),
82                 re_index);
83         /* our own optimized GET_RL_VLC */
84         index   = NEG_USR32(re_cache, TEX_VLC_BITS);
85         vlc_len = ff_dv_rl_vlc[index].len;
86         if (vlc_len < 0) {
87             index = NEG_USR32((unsigned)re_cache << TEX_VLC_BITS, -vlc_len) +
88                     ff_dv_rl_vlc[index].level;
89             vlc_len = TEX_VLC_BITS - vlc_len;
90         }
91         level = ff_dv_rl_vlc[index].level;
92         run   = ff_dv_rl_vlc[index].run;
93
94         /* gotta check if we're still within gb boundaries */
95         if (re_index + vlc_len > last_index) {
96             /* should be < 16 bits otherwise a codeword could have been parsed */
97             mb->partial_bit_count = last_index - re_index;
98             mb->partial_bit_buffer = re_cache & ~(-1u >> mb->partial_bit_count);
99             re_index = last_index;
100             break;
101         }
102         re_index += vlc_len;
103
104         av_dlog(NULL, "run=%d level=%d\n", run, level);
105         pos += run;
106         if (pos >= 64)
107             break;
108
109         level = (level * factor_table[pos] + (1 << (dv_iweight_bits - 1))) >> dv_iweight_bits;
110         block[scan_table[pos]] = level;
111
112         UPDATE_CACHE(re, gb);
113     }
114     CLOSE_READER(re, gb);
115     mb->pos = pos;
116 }
117
118 static inline void bit_copy(PutBitContext *pb, GetBitContext *gb)
119 {
120     int bits_left = get_bits_left(gb);
121     while (bits_left >= MIN_CACHE_BITS) {
122         put_bits(pb, MIN_CACHE_BITS, get_bits(gb, MIN_CACHE_BITS));
123         bits_left -= MIN_CACHE_BITS;
124     }
125     if (bits_left > 0) {
126         put_bits(pb, bits_left, get_bits(gb, bits_left));
127     }
128 }
129
130 /* mb_x and mb_y are in units of 8 pixels */
131 static int dv_decode_video_segment(AVCodecContext *avctx, void *arg)
132 {
133     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
134     DVwork_chunk *work_chunk = arg;
135     int quant, dc, dct_mode, class1, j;
136     int mb_index, mb_x, mb_y, last_index;
137     int y_stride, linesize;
138     int16_t *block, *block1;
139     int c_offset;
140     uint8_t *y_ptr;
141     const uint8_t *buf_ptr;
142     PutBitContext pb, vs_pb;
143     GetBitContext gb;
144     BlockInfo mb_data[5 * DV_MAX_BPM], *mb, *mb1;
145     LOCAL_ALIGNED_16(int16_t, sblock, [5*DV_MAX_BPM], [64]);
146     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, mb_bit_buffer, [  80 + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE]); /* allow some slack */
147     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, vs_bit_buffer, [5*80 + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE]); /* allow some slack */
148     const int log2_blocksize = 3;
149     int is_field_mode[5];
150
151     assert((((int)mb_bit_buffer) & 7) == 0);
152     assert((((int)vs_bit_buffer) & 7) == 0);
153
154     memset(sblock, 0, 5*DV_MAX_BPM*sizeof(*sblock));
155
156     /* pass 1: read DC and AC coefficients in blocks */
157     buf_ptr = &s->buf[work_chunk->buf_offset*80];
158     block1  = &sblock[0][0];
159     mb1     = mb_data;
160     init_put_bits(&vs_pb, vs_bit_buffer, 5 * 80);
161     for (mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++, mb1 += s->sys->bpm, block1 += s->sys->bpm * 64) {
162         /* skip header */
163         quant = buf_ptr[3] & 0x0f;
164         buf_ptr += 4;
165         init_put_bits(&pb, mb_bit_buffer, 80);
166         mb    = mb1;
167         block = block1;
168         is_field_mode[mb_index] = 0;
169         for (j = 0; j < s->sys->bpm; j++) {
170             last_index = s->sys->block_sizes[j];
171             init_get_bits(&gb, buf_ptr, last_index);
172
173             /* get the DC */
174             dc       = get_sbits(&gb, 9);
175             dct_mode = get_bits1(&gb);
176             class1   = get_bits(&gb, 2);
177             if (DV_PROFILE_IS_HD(s->sys)) {
178                 mb->idct_put     = s->idct_put[0];
179                 mb->scan_table   = s->dv_zigzag[0];
180                 mb->factor_table = &s->sys->idct_factor[(j >= 4)*4*16*64 + class1*16*64 + quant*64];
181                 is_field_mode[mb_index] |= !j && dct_mode;
182             } else {
183                 mb->idct_put     = s->idct_put[dct_mode && log2_blocksize == 3];
184                 mb->scan_table   = s->dv_zigzag[dct_mode];
185                 mb->factor_table = &s->sys->idct_factor[(class1 == 3)*2*22*64 + dct_mode*22*64 +
186                                                         (quant + ff_dv_quant_offset[class1])*64];
187             }
188             dc = dc << 2;
189             /* convert to unsigned because 128 is not added in the
190                standard IDCT */
191             dc += 1024;
192             block[0] = dc;
193             buf_ptr += last_index >> 3;
194             mb->pos               = 0;
195             mb->partial_bit_count = 0;
196
197             av_dlog(avctx, "MB block: %d, %d ", mb_index, j);
198             dv_decode_ac(&gb, mb, block);
199
200             /* write the remaining bits in a new buffer only if the
201                block is finished */
202             if (mb->pos >= 64)
203                 bit_copy(&pb, &gb);
204
205             block += 64;
206             mb++;
207         }
208
209         /* pass 2: we can do it just after */
210         av_dlog(avctx, "***pass 2 size=%d MB#=%d\n", put_bits_count(&pb), mb_index);
211         block = block1;
212         mb    = mb1;
213         init_get_bits(&gb, mb_bit_buffer, put_bits_count(&pb));
214         put_bits32(&pb, 0); // padding must be zeroed
215         flush_put_bits(&pb);
216         for (j = 0; j < s->sys->bpm; j++, block += 64, mb++) {
217             if (mb->pos < 64 && get_bits_left(&gb) > 0) {
218                 dv_decode_ac(&gb, mb, block);
219                 /* if still not finished, no need to parse other blocks */
220                 if (mb->pos < 64)
221                     break;
222             }
223         }
224         /* all blocks are finished, so the extra bytes can be used at
225            the video segment level */
226         if (j >= s->sys->bpm)
227             bit_copy(&vs_pb, &gb);
228     }
229
230     /* we need a pass over the whole video segment */
231     av_dlog(avctx, "***pass 3 size=%d\n", put_bits_count(&vs_pb));
232     block = &sblock[0][0];
233     mb    = mb_data;
234     init_get_bits(&gb, vs_bit_buffer, put_bits_count(&vs_pb));
235     put_bits32(&vs_pb, 0); // padding must be zeroed
236     flush_put_bits(&vs_pb);
237     for (mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++) {
238         for (j = 0; j < s->sys->bpm; j++) {
239             if (mb->pos < 64) {
240                 av_dlog(avctx, "start %d:%d\n", mb_index, j);
241                 dv_decode_ac(&gb, mb, block);
242             }
243             if (mb->pos >= 64 && mb->pos < 127)
244                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "AC EOB marker is absent pos=%d\n", mb->pos);
245             block += 64;
246             mb++;
247         }
248     }
249
250     /* compute idct and place blocks */
251     block = &sblock[0][0];
252     mb    = mb_data;
253     for (mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++) {
254         dv_calculate_mb_xy(s, work_chunk, mb_index, &mb_x, &mb_y);
255
256         /* idct_put'ting luminance */
257         if ((s->sys->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P) ||
258             (s->sys->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV411P && mb_x >= (704 / 8)) ||
259             (s->sys->height >= 720 && mb_y != 134)) {
260             y_stride = (s->picture.linesize[0] << ((!is_field_mode[mb_index]) * log2_blocksize));
261         } else {
262             y_stride = (2 << log2_blocksize);
263         }
264         y_ptr = s->picture.data[0] + ((mb_y * s->picture.linesize[0] + mb_x) << log2_blocksize);
265         linesize = s->picture.linesize[0] << is_field_mode[mb_index];
266         mb[0]    .idct_put(y_ptr                                   , linesize, block + 0*64);
267         if (s->sys->video_stype == 4) { /* SD 422 */
268             mb[2].idct_put(y_ptr + (1 << log2_blocksize)           , linesize, block + 2*64);
269         } else {
270             mb[1].idct_put(y_ptr + (1 << log2_blocksize)           , linesize, block + 1*64);
271             mb[2].idct_put(y_ptr                         + y_stride, linesize, block + 2*64);
272             mb[3].idct_put(y_ptr + (1 << log2_blocksize) + y_stride, linesize, block + 3*64);
273         }
274         mb += 4;
275         block += 4*64;
276
277         /* idct_put'ting chrominance */
278         c_offset = (((mb_y >>  (s->sys->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P)) * s->picture.linesize[1] +
279                      (mb_x >> ((s->sys->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV411P) ? 2 : 1))) << log2_blocksize);
280         for (j = 2; j; j--) {
281             uint8_t *c_ptr = s->picture.data[j] + c_offset;
282             if (s->sys->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV411P && mb_x >= (704 / 8)) {
283                   uint64_t aligned_pixels[64/8];
284                   uint8_t *pixels = (uint8_t*)aligned_pixels;
285                   uint8_t *c_ptr1, *ptr1;
286                   int x, y;
287                   mb->idct_put(pixels, 8, block);
288                   for (y = 0; y < (1 << log2_blocksize); y++, c_ptr += s->picture.linesize[j], pixels += 8) {
289                       ptr1   = pixels + (1 << (log2_blocksize - 1));
290                       c_ptr1 = c_ptr + (s->picture.linesize[j] << log2_blocksize);
291                       for (x = 0; x < (1 << (log2_blocksize - 1)); x++) {
292                           c_ptr[x]  = pixels[x];
293                           c_ptr1[x] = ptr1[x];
294                       }
295                   }
296                   block += 64; mb++;
297             } else {
298                   y_stride = (mb_y == 134) ? (1 << log2_blocksize) :
299                                              s->picture.linesize[j] << ((!is_field_mode[mb_index]) * log2_blocksize);
300                   linesize = s->picture.linesize[j] << is_field_mode[mb_index];
301                   (mb++)->    idct_put(c_ptr           , linesize, block); block += 64;
302                   if (s->sys->bpm == 8) {
303                       (mb++)->idct_put(c_ptr + y_stride, linesize, block); block += 64;
304                   }
305             }
306         }
307     }
308     return 0;
309 }
310
311 /* NOTE: exactly one frame must be given (120000 bytes for NTSC,
312    144000 bytes for PAL - or twice those for 50Mbps) */
313 static int dvvideo_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
314                                  void *data, int *got_frame,
315                                  AVPacket *avpkt)
316 {
317     uint8_t *buf = avpkt->data;
318     int buf_size = avpkt->size;
319     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
320     const uint8_t* vsc_pack;
321     int apt, is16_9;
322
323     s->sys = avpriv_dv_frame_profile(s->sys, buf, buf_size);
324     if (!s->sys || buf_size < s->sys->frame_size || ff_dv_init_dynamic_tables(s->sys)) {
325         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "could not find dv frame profile\n");
326         return -1; /* NOTE: we only accept several full frames */
327     }
328
329     s->picture.key_frame = 1;
330     s->picture.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
331     avctx->pix_fmt   = s->sys->pix_fmt;
332     avctx->time_base = s->sys->time_base;
333     avcodec_set_dimensions(avctx, s->sys->width, s->sys->height);
334     if (ff_get_buffer(avctx, &s->picture, 0) < 0) {
335         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
336         return -1;
337     }
338     s->picture.interlaced_frame = 1;
339     s->picture.top_field_first  = 0;
340
341     s->buf = buf;
342     avctx->execute(avctx, dv_decode_video_segment, s->sys->work_chunks, NULL,
343                    dv_work_pool_size(s->sys), sizeof(DVwork_chunk));
344
345     emms_c();
346
347     /* return image */
348     *got_frame = 1;
349     av_frame_move_ref(data, &s->picture);
350
351     /* Determine the codec's sample_aspect ratio from the packet */
352     vsc_pack = buf + 80*5 + 48 + 5;
353     if ( *vsc_pack == dv_video_control ) {
354         apt = buf[4] & 0x07;
355         is16_9 = (vsc_pack && ((vsc_pack[2] & 0x07) == 0x02 || (!apt && (vsc_pack[2] & 0x07) == 0x07)));
356         avctx->sample_aspect_ratio = s->sys->sar[is16_9];
357     }
358
359     return s->sys->frame_size;
360 }
361
362 static int dvvideo_close(AVCodecContext *c)
363 {
364     DVVideoContext *s = c->priv_data;
365
366     av_frame_unref(&s->picture);
367
368     return 0;
369 }
370
371 AVCodec ff_dvvideo_decoder = {
372     .name           = "dvvideo",
373     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
374     .id             = AV_CODEC_ID_DVVIDEO,
375     .priv_data_size = sizeof(DVVideoContext),
376     .init           = ff_dvvideo_init,
377     .close          = dvvideo_close,
378     .decode         = dvvideo_decode_frame,
379     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_SLICE_THREADS,
380     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("DV (Digital Video)"),
381 };