dvdec: drop unnecessary dv_tablegen.h #include
[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/pixdesc.h"
39 #include "avcodec.h"
40 #include "dsputil.h"
41 #include "get_bits.h"
42 #include "put_bits.h"
43 #include "simple_idct.h"
44 #include "dvdata.h"
45 #include "dvquant.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, DCTELEM *block);
52     uint8_t partial_bit_count;
53     uint32_t partial_bit_buffer;
54     int shift_offset;
55 } BlockInfo;
56
57 /* decode AC coefficients */
58 static void dv_decode_ac(GetBitContext *gb, BlockInfo *mb, DCTELEM *block)
59 {
60     int last_index = gb->size_in_bits;
61     const uint8_t  *scan_table   = mb->scan_table;
62     const uint32_t *factor_table = mb->factor_table;
63     int pos               = mb->pos;
64     int partial_bit_count = mb->partial_bit_count;
65     int level, run, vlc_len, index;
66
67     OPEN_READER(re, gb);
68     UPDATE_CACHE(re, gb);
69
70     /* if we must parse a partial VLC, we do it here */
71     if (partial_bit_count > 0) {
72         re_cache = re_cache >> partial_bit_count | mb->partial_bit_buffer;
73         re_index -= partial_bit_count;
74         mb->partial_bit_count = 0;
75     }
76
77     /* get the AC coefficients until last_index is reached */
78     for (;;) {
79         av_dlog(NULL, "%2d: bits=%04x index=%d\n", pos, SHOW_UBITS(re, gb, 16),
80                 re_index);
81         /* our own optimized GET_RL_VLC */
82         index   = NEG_USR32(re_cache, TEX_VLC_BITS);
83         vlc_len = ff_dv_rl_vlc[index].len;
84         if (vlc_len < 0) {
85             index = NEG_USR32((unsigned)re_cache << TEX_VLC_BITS, -vlc_len) +
86                     ff_dv_rl_vlc[index].level;
87             vlc_len = TEX_VLC_BITS - vlc_len;
88         }
89         level = ff_dv_rl_vlc[index].level;
90         run   = ff_dv_rl_vlc[index].run;
91
92         /* gotta check if we're still within gb boundaries */
93         if (re_index + vlc_len > last_index) {
94             /* should be < 16 bits otherwise a codeword could have been parsed */
95             mb->partial_bit_count = last_index - re_index;
96             mb->partial_bit_buffer = re_cache & ~(-1u >> mb->partial_bit_count);
97             re_index = last_index;
98             break;
99         }
100         re_index += vlc_len;
101
102         av_dlog(NULL, "run=%d level=%d\n", run, level);
103         pos += run;
104         if (pos >= 64)
105             break;
106
107         level = (level * factor_table[pos] + (1 << (dv_iweight_bits - 1))) >> dv_iweight_bits;
108         block[scan_table[pos]] = level;
109
110         UPDATE_CACHE(re, gb);
111     }
112     CLOSE_READER(re, gb);
113     mb->pos = pos;
114 }
115
116 static inline void bit_copy(PutBitContext *pb, GetBitContext *gb)
117 {
118     int bits_left = get_bits_left(gb);
119     while (bits_left >= MIN_CACHE_BITS) {
120         put_bits(pb, MIN_CACHE_BITS, get_bits(gb, MIN_CACHE_BITS));
121         bits_left -= MIN_CACHE_BITS;
122     }
123     if (bits_left > 0) {
124         put_bits(pb, bits_left, get_bits(gb, bits_left));
125     }
126 }
127
128 /* mb_x and mb_y are in units of 8 pixels */
129 static int dv_decode_video_segment(AVCodecContext *avctx, void *arg)
130 {
131     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
132     DVwork_chunk *work_chunk = arg;
133     int quant, dc, dct_mode, class1, j;
134     int mb_index, mb_x, mb_y, last_index;
135     int y_stride, linesize;
136     DCTELEM *block, *block1;
137     int c_offset;
138     uint8_t *y_ptr;
139     const uint8_t *buf_ptr;
140     PutBitContext pb, vs_pb;
141     GetBitContext gb;
142     BlockInfo mb_data[5 * DV_MAX_BPM], *mb, *mb1;
143     LOCAL_ALIGNED_16(DCTELEM, sblock, [5*DV_MAX_BPM], [64]);
144     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, mb_bit_buffer, [  80 + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE]); /* allow some slack */
145     LOCAL_ALIGNED_16(uint8_t, vs_bit_buffer, [5*80 + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE]); /* allow some slack */
146     const int log2_blocksize = 3-s->avctx->lowres;
147     int is_field_mode[5];
148
149     assert((((int)mb_bit_buffer) & 7) == 0);
150     assert((((int)vs_bit_buffer) & 7) == 0);
151
152     memset(sblock, 0, 5*DV_MAX_BPM*sizeof(*sblock));
153
154     /* pass 1: read DC and AC coefficients in blocks */
155     buf_ptr = &s->buf[work_chunk->buf_offset*80];
156     block1  = &sblock[0][0];
157     mb1     = mb_data;
158     init_put_bits(&vs_pb, vs_bit_buffer, 5 * 80);
159     for (mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++, mb1 += s->sys->bpm, block1 += s->sys->bpm * 64) {
160         /* skip header */
161         quant = buf_ptr[3] & 0x0f;
162         buf_ptr += 4;
163         init_put_bits(&pb, mb_bit_buffer, 80);
164         mb    = mb1;
165         block = block1;
166         is_field_mode[mb_index] = 0;
167         for (j = 0; j < s->sys->bpm; j++) {
168             last_index = s->sys->block_sizes[j];
169             init_get_bits(&gb, buf_ptr, last_index);
170
171             /* get the DC */
172             dc       = get_sbits(&gb, 9);
173             dct_mode = get_bits1(&gb);
174             class1   = get_bits(&gb, 2);
175             if (DV_PROFILE_IS_HD(s->sys)) {
176                 mb->idct_put     = s->idct_put[0];
177                 mb->scan_table   = s->dv_zigzag[0];
178                 mb->factor_table = &s->sys->idct_factor[(j >= 4)*4*16*64 + class1*16*64 + quant*64];
179                 is_field_mode[mb_index] |= !j && dct_mode;
180             } else {
181                 mb->idct_put     = s->idct_put[dct_mode && log2_blocksize == 3];
182                 mb->scan_table   = s->dv_zigzag[dct_mode];
183                 mb->factor_table = &s->sys->idct_factor[(class1 == 3)*2*22*64 + dct_mode*22*64 +
184                                                         (quant + dv_quant_offset[class1])*64];
185             }
186             dc = dc << 2;
187             /* convert to unsigned because 128 is not added in the
188                standard IDCT */
189             dc += 1024;
190             block[0] = dc;
191             buf_ptr += last_index >> 3;
192             mb->pos               = 0;
193             mb->partial_bit_count = 0;
194
195             av_dlog(avctx, "MB block: %d, %d ", mb_index, j);
196             dv_decode_ac(&gb, mb, block);
197
198             /* write the remaining bits in a new buffer only if the
199                block is finished */
200             if (mb->pos >= 64)
201                 bit_copy(&pb, &gb);
202
203             block += 64;
204             mb++;
205         }
206
207         /* pass 2: we can do it just after */
208         av_dlog(avctx, "***pass 2 size=%d MB#=%d\n", put_bits_count(&pb), mb_index);
209         block = block1;
210         mb    = mb1;
211         init_get_bits(&gb, mb_bit_buffer, put_bits_count(&pb));
212         put_bits32(&pb, 0); // padding must be zeroed
213         flush_put_bits(&pb);
214         for (j = 0; j < s->sys->bpm; j++, block += 64, mb++) {
215             if (mb->pos < 64 && get_bits_left(&gb) > 0) {
216                 dv_decode_ac(&gb, mb, block);
217                 /* if still not finished, no need to parse other blocks */
218                 if (mb->pos < 64)
219                     break;
220             }
221         }
222         /* all blocks are finished, so the extra bytes can be used at
223            the video segment level */
224         if (j >= s->sys->bpm)
225             bit_copy(&vs_pb, &gb);
226     }
227
228     /* we need a pass over the whole video segment */
229     av_dlog(avctx, "***pass 3 size=%d\n", put_bits_count(&vs_pb));
230     block = &sblock[0][0];
231     mb    = mb_data;
232     init_get_bits(&gb, vs_bit_buffer, put_bits_count(&vs_pb));
233     put_bits32(&vs_pb, 0); // padding must be zeroed
234     flush_put_bits(&vs_pb);
235     for (mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++) {
236         for (j = 0; j < s->sys->bpm; j++) {
237             if (mb->pos < 64) {
238                 av_dlog(avctx, "start %d:%d\n", mb_index, j);
239                 dv_decode_ac(&gb, mb, block);
240             }
241             if (mb->pos >= 64 && mb->pos < 127)
242                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "AC EOB marker is absent pos=%d\n", mb->pos);
243             block += 64;
244             mb++;
245         }
246     }
247
248     /* compute idct and place blocks */
249     block = &sblock[0][0];
250     mb    = mb_data;
251     for (mb_index = 0; mb_index < 5; mb_index++) {
252         dv_calculate_mb_xy(s, work_chunk, mb_index, &mb_x, &mb_y);
253
254         /* idct_put'ting luminance */
255         if ((s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV420P) ||
256             (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P && mb_x >= (704 / 8)) ||
257             (s->sys->height >= 720 && mb_y != 134)) {
258             y_stride = (s->picture.linesize[0] << ((!is_field_mode[mb_index]) * log2_blocksize));
259         } else {
260             y_stride = (2 << log2_blocksize);
261         }
262         y_ptr = s->picture.data[0] + ((mb_y * s->picture.linesize[0] + mb_x) << log2_blocksize);
263         linesize = s->picture.linesize[0] << is_field_mode[mb_index];
264         mb[0]    .idct_put(y_ptr                                   , linesize, block + 0*64);
265         if (s->sys->video_stype == 4) { /* SD 422 */
266             mb[2].idct_put(y_ptr + (1 << log2_blocksize)           , linesize, block + 2*64);
267         } else {
268             mb[1].idct_put(y_ptr + (1 << log2_blocksize)           , linesize, block + 1*64);
269             mb[2].idct_put(y_ptr                         + y_stride, linesize, block + 2*64);
270             mb[3].idct_put(y_ptr + (1 << log2_blocksize) + y_stride, linesize, block + 3*64);
271         }
272         mb += 4;
273         block += 4*64;
274
275         /* idct_put'ting chrominance */
276         c_offset = (((mb_y >>  (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV420P)) * s->picture.linesize[1] +
277                      (mb_x >> ((s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P) ? 2 : 1))) << log2_blocksize);
278         for (j = 2; j; j--) {
279             uint8_t *c_ptr = s->picture.data[j] + c_offset;
280             if (s->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P && mb_x >= (704 / 8)) {
281                   uint64_t aligned_pixels[64/8];
282                   uint8_t *pixels = (uint8_t*)aligned_pixels;
283                   uint8_t *c_ptr1, *ptr1;
284                   int x, y;
285                   mb->idct_put(pixels, 8, block);
286                   for (y = 0; y < (1 << log2_blocksize); y++, c_ptr += s->picture.linesize[j], pixels += 8) {
287                       ptr1   = pixels + (1 << (log2_blocksize - 1));
288                       c_ptr1 = c_ptr + (s->picture.linesize[j] << log2_blocksize);
289                       for (x = 0; x < (1 << (log2_blocksize - 1)); x++) {
290                           c_ptr[x]  = pixels[x];
291                           c_ptr1[x] = ptr1[x];
292                       }
293                   }
294                   block += 64; mb++;
295             } else {
296                   y_stride = (mb_y == 134) ? (1 << log2_blocksize) :
297                                              s->picture.linesize[j] << ((!is_field_mode[mb_index]) * log2_blocksize);
298                   linesize = s->picture.linesize[j] << is_field_mode[mb_index];
299                   (mb++)->    idct_put(c_ptr           , linesize, block); block += 64;
300                   if (s->sys->bpm == 8) {
301                       (mb++)->idct_put(c_ptr + y_stride, linesize, block); block += 64;
302                   }
303             }
304         }
305     }
306     return 0;
307 }
308
309 /* NOTE: exactly one frame must be given (120000 bytes for NTSC,
310    144000 bytes for PAL - or twice those for 50Mbps) */
311 static int dvvideo_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
312                                  void *data, int *data_size,
313                                  AVPacket *avpkt)
314 {
315     const uint8_t *buf = avpkt->data;
316     int buf_size = avpkt->size;
317     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
318     const uint8_t* vsc_pack;
319     int apt, is16_9;
320
321     s->sys = avpriv_dv_frame_profile(s->sys, buf, buf_size);
322     if (!s->sys || buf_size < s->sys->frame_size || ff_dv_init_dynamic_tables(s->sys)) {
323         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "could not find dv frame profile\n");
324         return -1; /* NOTE: we only accept several full frames */
325     }
326
327     if (s->picture.data[0])
328         avctx->release_buffer(avctx, &s->picture);
329
330     s->picture.reference = 0;
331     s->picture.key_frame = 1;
332     s->picture.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
333     avctx->pix_fmt   = s->sys->pix_fmt;
334     avctx->time_base = s->sys->time_base;
335     avcodec_set_dimensions(avctx, s->sys->width, s->sys->height);
336     if (avctx->get_buffer(avctx, &s->picture) < 0) {
337         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
338         return -1;
339     }
340     s->picture.interlaced_frame = 1;
341     s->picture.top_field_first  = 0;
342
343     s->buf = buf;
344     avctx->execute(avctx, dv_decode_video_segment, s->sys->work_chunks, NULL,
345                    dv_work_pool_size(s->sys), sizeof(DVwork_chunk));
346
347     emms_c();
348
349     /* return image */
350     *data_size = sizeof(AVFrame);
351     *(AVFrame*)data = s->picture;
352
353     /* Determine the codec's sample_aspect ratio from the packet */
354     vsc_pack = buf + 80*5 + 48 + 5;
355     if ( *vsc_pack == dv_video_control ) {
356         apt = buf[4] & 0x07;
357         is16_9 = (vsc_pack && ((vsc_pack[2] & 0x07) == 0x02 || (!apt && (vsc_pack[2] & 0x07) == 0x07)));
358         avctx->sample_aspect_ratio = s->sys->sar[is16_9];
359     }
360
361     return s->sys->frame_size;
362 }
363
364 static int dvvideo_close(AVCodecContext *c)
365 {
366     DVVideoContext *s = c->priv_data;
367
368     if (s->picture.data[0])
369         c->release_buffer(c, &s->picture);
370
371     return 0;
372 }
373
374 AVCodec ff_dvvideo_decoder = {
375     .name           = "dvvideo",
376     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
377     .id             = CODEC_ID_DVVIDEO,
378     .priv_data_size = sizeof(DVVideoContext),
379     .init           = ff_dvvideo_init,
380     .close          = dvvideo_close,
381     .decode         = dvvideo_decode_frame,
382     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_SLICE_THREADS,
383     .max_lowres = 3,
384     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("DV (Digital Video)"),
385 };