Merge commit '502512ea0f179165782777265f441d4061ff6012'
[ffmpeg.git] / libavcodec / eamad.c
1 /*
2  * Electronic Arts Madcow Video Decoder
3  * Copyright (c) 2007-2009 Peter Ross
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * Electronic Arts Madcow Video Decoder
25  * @author Peter Ross <pross@xvid.org>
26  *
27  * @see technical details at
28  * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=Electronic_Arts_MAD
29  */
30
31 #include "avcodec.h"
32 #include "get_bits.h"
33 #include "aandcttab.h"
34 #include "eaidct.h"
35 #include "internal.h"
36 #include "mpeg12.h"
37 #include "mpeg12data.h"
38 #include "libavutil/imgutils.h"
39
40 #define EA_PREAMBLE_SIZE    8
41 #define MADk_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'k')    /* MAD i-frame */
42 #define MADm_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'm')    /* MAD p-frame */
43 #define MADe_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'e')    /* MAD lqp-frame */
44
45 typedef struct MadContext {
46     AVCodecContext *avctx;
47     DSPContext dsp;
48     AVFrame *last_frame;
49     GetBitContext gb;
50     void *bitstream_buf;
51     unsigned int bitstream_buf_size;
52     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, block)[64];
53     ScanTable scantable;
54     uint16_t quant_matrix[64];
55     int mb_x;
56     int mb_y;
57 } MadContext;
58
59 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
60 {
61     MadContext *s = avctx->priv_data;
62     s->avctx = avctx;
63     avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
64     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
65     ff_init_scantable_permutation(s->dsp.idct_permutation, FF_NO_IDCT_PERM);
66     ff_init_scantable(s->dsp.idct_permutation, &s->scantable, ff_zigzag_direct);
67     ff_mpeg12_init_vlcs();
68
69     s->last_frame = av_frame_alloc();
70     if (!s->last_frame)
71         return AVERROR(ENOMEM);
72
73     return 0;
74 }
75
76 static inline void comp(unsigned char *dst, int dst_stride,
77                         unsigned char *src, int src_stride, int add)
78 {
79     int j, i;
80     for (j=0; j<8; j++)
81         for (i=0; i<8; i++)
82             dst[j*dst_stride + i] = av_clip_uint8(src[j*src_stride + i] + add);
83 }
84
85 static inline void comp_block(MadContext *t, AVFrame *frame,
86                               int mb_x, int mb_y,
87                               int j, int mv_x, int mv_y, int add)
88 {
89     if (j < 4) {
90         unsigned offset = (mb_y*16 + ((j&2)<<2) + mv_y)*t->last_frame->linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3) + mv_x;
91         if (offset >= (t->avctx->height - 7) * t->last_frame->linesize[0] - 7)
92             return;
93         comp(frame->data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*frame->linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
94              frame->linesize[0],
95              t->last_frame->data[0] + offset,
96              t->last_frame->linesize[0], add);
97     } else if (!(t->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
98         int index = j - 3;
99         unsigned offset = (mb_y * 8 + (mv_y/2))*t->last_frame->linesize[index] + mb_x * 8 + (mv_x/2);
100         if (offset >= (t->avctx->height/2 - 7) * t->last_frame->linesize[index] - 7)
101             return;
102         comp(frame->data[index] + (mb_y*8)*frame->linesize[index] + mb_x * 8,
103              frame->linesize[index],
104              t->last_frame->data[index] + offset,
105              t->last_frame->linesize[index], add);
106     }
107 }
108
109 static inline void idct_put(MadContext *t, AVFrame *frame, int16_t *block,
110                             int mb_x, int mb_y, int j)
111 {
112     if (j < 4) {
113         ff_ea_idct_put_c(
114             frame->data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*frame->linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
115             frame->linesize[0], block);
116     } else if (!(t->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
117         int index = j - 3;
118         ff_ea_idct_put_c(
119             frame->data[index] + (mb_y*8)*frame->linesize[index] + mb_x*8,
120             frame->linesize[index], block);
121     }
122 }
123
124 static inline int decode_block_intra(MadContext *s, int16_t * block)
125 {
126     int level, i, j, run;
127     RLTable *rl = &ff_rl_mpeg1;
128     const uint8_t *scantable = s->scantable.permutated;
129     int16_t *quant_matrix = s->quant_matrix;
130
131     block[0] = (128 + get_sbits(&s->gb, 8)) * quant_matrix[0];
132
133     /* The RL decoder is derived from mpeg1_decode_block_intra;
134        Escaped level and run values a decoded differently */
135     i = 0;
136     {
137         OPEN_READER(re, &s->gb);
138         /* now quantify & encode AC coefficients */
139         for (;;) {
140             UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
141             GET_RL_VLC(level, run, re, &s->gb, rl->rl_vlc[0], TEX_VLC_BITS, 2, 0);
142
143             if (level == 127) {
144                 break;
145             } else if (level != 0) {
146                 i += run;
147                 j = scantable[i];
148                 level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
149                 level = (level-1)|1;
150                 level = (level ^ SHOW_SBITS(re, &s->gb, 1)) - SHOW_SBITS(re, &s->gb, 1);
151                 LAST_SKIP_BITS(re, &s->gb, 1);
152             } else {
153                 /* escape */
154                 UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
155                 level = SHOW_SBITS(re, &s->gb, 10); SKIP_BITS(re, &s->gb, 10);
156
157                 UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
158                 run = SHOW_UBITS(re, &s->gb, 6)+1; LAST_SKIP_BITS(re, &s->gb, 6);
159
160                 i += run;
161                 j = scantable[i];
162                 if (level < 0) {
163                     level = -level;
164                     level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
165                     level = (level-1)|1;
166                     level = -level;
167                 } else {
168                     level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
169                     level = (level-1)|1;
170                 }
171             }
172             if (i > 63) {
173                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "ac-tex damaged at %d %d\n", s->mb_x, s->mb_y);
174                 return -1;
175             }
176
177             block[j] = level;
178         }
179         CLOSE_READER(re, &s->gb);
180     }
181     return 0;
182 }
183
184 static int decode_motion(GetBitContext *gb)
185 {
186     int value = 0;
187     if (get_bits1(gb)) {
188         if (get_bits1(gb))
189             value = -17;
190         value += get_bits(gb, 4) + 1;
191     }
192     return value;
193 }
194
195 static int decode_mb(MadContext *s, AVFrame *frame, int inter)
196 {
197     int mv_map = 0;
198     int mv_x, mv_y;
199     int j;
200
201     if (inter) {
202         int v = decode210(&s->gb);
203         if (v < 2) {
204             mv_map = v ? get_bits(&s->gb, 6) : 63;
205             mv_x = decode_motion(&s->gb);
206             mv_y = decode_motion(&s->gb);
207         }
208     }
209
210     for (j=0; j<6; j++) {
211         if (mv_map & (1<<j)) {  // mv_x and mv_y are guarded by mv_map
212             int add = 2*decode_motion(&s->gb);
213             if (s->last_frame->data[0])
214                 comp_block(s, frame, s->mb_x, s->mb_y, j, mv_x, mv_y, add);
215         } else {
216             s->dsp.clear_block(s->block);
217             if(decode_block_intra(s, s->block) < 0)
218                 return -1;
219             idct_put(s, frame, s->block, s->mb_x, s->mb_y, j);
220         }
221     }
222     return 0;
223 }
224
225 static void calc_quant_matrix(MadContext *s, int qscale)
226 {
227     int i;
228
229     s->quant_matrix[0] = (ff_inv_aanscales[0]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[0]) >> 11;
230     for (i=1; i<64; i++)
231         s->quant_matrix[i] = (ff_inv_aanscales[i]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[i]*qscale + 32) >> 10;
232 }
233
234 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
235                         void *data, int *got_frame,
236                         AVPacket *avpkt)
237 {
238     const uint8_t *buf = avpkt->data;
239     int buf_size       = avpkt->size;
240     const uint8_t *buf_end = buf+buf_size;
241     MadContext *s     = avctx->priv_data;
242     AVFrame *frame    = data;
243     int width, height;
244     int chunk_type;
245     int inter, ret;
246
247     if (buf_size < 26) {
248         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input buffer too small\n");
249         *got_frame = 0;
250         return AVERROR_INVALIDDATA;
251     }
252
253     chunk_type = AV_RL32(&buf[0]);
254     inter = (chunk_type == MADm_TAG || chunk_type == MADe_TAG);
255     buf += 8;
256
257     av_reduce(&avctx->time_base.num, &avctx->time_base.den,
258               AV_RL16(&buf[6]), 1000, 1<<30);
259
260     width  = AV_RL16(&buf[8]);
261     height = AV_RL16(&buf[10]);
262     calc_quant_matrix(s, buf[13]);
263     buf += 16;
264
265     if (width < 16 || height < 16) {
266         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Dimensions too small\n");
267         return AVERROR_INVALIDDATA;
268     }
269
270     if (avctx->width != width || avctx->height != height) {
271         av_frame_unref(s->last_frame);
272         if((width * height)/2048*7 > buf_end-buf)
273             return AVERROR_INVALIDDATA;
274         if ((ret = ff_set_dimensions(avctx, width, height)) < 0)
275             return ret;
276     }
277
278     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF)) < 0)
279         return ret;
280
281     if (inter && !s->last_frame->data[0]) {
282         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Missing reference frame.\n");
283         ret = ff_get_buffer(avctx, s->last_frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
284         if (ret < 0)
285             return ret;
286         memset(s->last_frame->data[0], 0, s->last_frame->height *
287                s->last_frame->linesize[0]);
288         memset(s->last_frame->data[1], 0x80, s->last_frame->height / 2 *
289                s->last_frame->linesize[1]);
290         memset(s->last_frame->data[2], 0x80, s->last_frame->height / 2 *
291                s->last_frame->linesize[2]);
292     }
293
294     av_fast_padded_malloc(&s->bitstream_buf, &s->bitstream_buf_size,
295                           buf_end - buf);
296     if (!s->bitstream_buf)
297         return AVERROR(ENOMEM);
298     s->dsp.bswap16_buf(s->bitstream_buf, (const uint16_t*)buf, (buf_end-buf)/2);
299     memset((uint8_t*)s->bitstream_buf + (buf_end-buf), 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
300     init_get_bits(&s->gb, s->bitstream_buf, 8*(buf_end-buf));
301
302     for (s->mb_y=0; s->mb_y < (avctx->height+15)/16; s->mb_y++)
303         for (s->mb_x=0; s->mb_x < (avctx->width +15)/16; s->mb_x++)
304             if(decode_mb(s, frame, inter) < 0)
305                 return AVERROR_INVALIDDATA;
306
307     *got_frame = 1;
308
309     if (chunk_type != MADe_TAG) {
310         av_frame_unref(s->last_frame);
311         if ((ret = av_frame_ref(s->last_frame, frame)) < 0)
312             return ret;
313     }
314
315     return buf_size;
316 }
317
318 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
319 {
320     MadContext *t = avctx->priv_data;
321     av_frame_free(&t->last_frame);
322     av_free(t->bitstream_buf);
323     return 0;
324 }
325
326 AVCodec ff_eamad_decoder = {
327     .name           = "eamad",
328     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Electronic Arts Madcow Video"),
329     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
330     .id             = AV_CODEC_ID_MAD,
331     .priv_data_size = sizeof(MadContext),
332     .init           = decode_init,
333     .close          = decode_end,
334     .decode         = decode_frame,
335     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
336 };