libavformat/mxfenc: add missing dnxhr mxfcontainer essence ULs
[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 "blockdsp.h"
33 #include "bytestream.h"
34 #include "bswapdsp.h"
35 #include "get_bits.h"
36 #include "aandcttab.h"
37 #include "eaidct.h"
38 #include "idctdsp.h"
39 #include "internal.h"
40 #include "mpeg12data.h"
41 #include "mpeg12vlc.h"
42
43 #define EA_PREAMBLE_SIZE    8
44 #define MADk_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'k')    /* MAD I-frame */
45 #define MADm_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'm')    /* MAD P-frame */
46 #define MADe_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'e')    /* MAD lqp-frame */
47
48 typedef struct MadContext {
49     AVCodecContext *avctx;
50     BlockDSPContext bdsp;
51     BswapDSPContext bbdsp;
52     IDCTDSPContext idsp;
53     AVFrame *last_frame;
54     GetBitContext gb;
55     void *bitstream_buf;
56     unsigned int bitstream_buf_size;
57     DECLARE_ALIGNED(32, int16_t, block)[64];
58     ScanTable scantable;
59     uint16_t quant_matrix[64];
60     int mb_x;
61     int mb_y;
62 } MadContext;
63
64 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
65 {
66     MadContext *s = avctx->priv_data;
67     s->avctx = avctx;
68     avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
69     ff_blockdsp_init(&s->bdsp, avctx);
70     ff_bswapdsp_init(&s->bbdsp);
71     ff_idctdsp_init(&s->idsp, avctx);
72     ff_init_scantable_permutation(s->idsp.idct_permutation, FF_IDCT_PERM_NONE);
73     ff_init_scantable(s->idsp.idct_permutation, &s->scantable, ff_zigzag_direct);
74     ff_mpeg12_init_vlcs();
75
76     s->last_frame = av_frame_alloc();
77     if (!s->last_frame)
78         return AVERROR(ENOMEM);
79
80     return 0;
81 }
82
83 static inline void comp(unsigned char *dst, ptrdiff_t dst_stride,
84                         unsigned char *src, ptrdiff_t src_stride, int add)
85 {
86     int j, i;
87     for (j=0; j<8; j++)
88         for (i=0; i<8; i++)
89             dst[j*dst_stride + i] = av_clip_uint8(src[j*src_stride + i] + add);
90 }
91
92 static inline void comp_block(MadContext *t, AVFrame *frame,
93                               int mb_x, int mb_y,
94                               int j, int mv_x, int mv_y, int add)
95 {
96     if (j < 4) {
97         unsigned offset = (mb_y*16 + ((j&2)<<2) + mv_y)*t->last_frame->linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3) + mv_x;
98         if (offset >= (t->avctx->height - 7) * t->last_frame->linesize[0] - 7)
99             return;
100         comp(frame->data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*frame->linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
101              frame->linesize[0],
102              t->last_frame->data[0] + offset,
103              t->last_frame->linesize[0], add);
104     } else if (!(t->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GRAY)) {
105         int index = j - 3;
106         unsigned offset = (mb_y * 8 + (mv_y/2))*t->last_frame->linesize[index] + mb_x * 8 + (mv_x/2);
107         if (offset >= (t->avctx->height/2 - 7) * t->last_frame->linesize[index] - 7)
108             return;
109         comp(frame->data[index] + (mb_y*8)*frame->linesize[index] + mb_x * 8,
110              frame->linesize[index],
111              t->last_frame->data[index] + offset,
112              t->last_frame->linesize[index], add);
113     }
114 }
115
116 static inline void idct_put(MadContext *t, AVFrame *frame, int16_t *block,
117                             int mb_x, int mb_y, int j)
118 {
119     if (j < 4) {
120         ff_ea_idct_put_c(
121             frame->data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*frame->linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
122             frame->linesize[0], block);
123     } else if (!(t->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GRAY)) {
124         int index = j - 3;
125         ff_ea_idct_put_c(
126             frame->data[index] + (mb_y*8)*frame->linesize[index] + mb_x*8,
127             frame->linesize[index], block);
128     }
129 }
130
131 static inline int decode_block_intra(MadContext *s, int16_t * block)
132 {
133     int level, i, j, run;
134     RLTable *rl = &ff_rl_mpeg1;
135     const uint8_t *scantable = s->scantable.permutated;
136     int16_t *quant_matrix = s->quant_matrix;
137
138     block[0] = (128 + get_sbits(&s->gb, 8)) * quant_matrix[0];
139
140     /* The RL decoder is derived from mpeg1_decode_block_intra;
141        Escaped level and run values a decoded differently */
142     i = 0;
143     {
144         OPEN_READER(re, &s->gb);
145         /* now quantify & encode AC coefficients */
146         for (;;) {
147             UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
148             GET_RL_VLC(level, run, re, &s->gb, rl->rl_vlc[0], TEX_VLC_BITS, 2, 0);
149
150             if (level == 127) {
151                 break;
152             } else if (level != 0) {
153                 i += run;
154                 if (i > 63) {
155                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
156                            "ac-tex damaged at %d %d\n", s->mb_x, s->mb_y);
157                     return -1;
158                 }
159                 j = scantable[i];
160                 level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
161                 level = (level-1)|1;
162                 level = (level ^ SHOW_SBITS(re, &s->gb, 1)) - SHOW_SBITS(re, &s->gb, 1);
163                 LAST_SKIP_BITS(re, &s->gb, 1);
164             } else {
165                 /* escape */
166                 UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
167                 level = SHOW_SBITS(re, &s->gb, 10); SKIP_BITS(re, &s->gb, 10);
168
169                 UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
170                 run = SHOW_UBITS(re, &s->gb, 6)+1; LAST_SKIP_BITS(re, &s->gb, 6);
171
172                 i += run;
173                 if (i > 63) {
174                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
175                            "ac-tex damaged at %d %d\n", s->mb_x, s->mb_y);
176                     return -1;
177                 }
178                 j = scantable[i];
179                 if (level < 0) {
180                     level = -level;
181                     level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
182                     level = (level-1)|1;
183                     level = -level;
184                 } else {
185                     level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
186                     level = (level-1)|1;
187                 }
188             }
189
190             block[j] = level;
191         }
192         CLOSE_READER(re, &s->gb);
193     }
194     return 0;
195 }
196
197 static int decode_motion(GetBitContext *gb)
198 {
199     int value = 0;
200     if (get_bits1(gb)) {
201         if (get_bits1(gb))
202             value = -17;
203         value += get_bits(gb, 4) + 1;
204     }
205     return value;
206 }
207
208 static int decode_mb(MadContext *s, AVFrame *frame, int inter)
209 {
210     int mv_map = 0;
211     int av_uninit(mv_x), av_uninit(mv_y);
212     int j;
213
214     if (inter) {
215         int v = decode210(&s->gb);
216         if (v < 2) {
217             mv_map = v ? get_bits(&s->gb, 6) : 63;
218             mv_x = decode_motion(&s->gb);
219             mv_y = decode_motion(&s->gb);
220         }
221     }
222
223     for (j=0; j<6; j++) {
224         if (mv_map & (1<<j)) {  // mv_x and mv_y are guarded by mv_map
225             int add = 2*decode_motion(&s->gb);
226             if (s->last_frame->data[0])
227                 comp_block(s, frame, s->mb_x, s->mb_y, j, mv_x, mv_y, add);
228         } else {
229             s->bdsp.clear_block(s->block);
230             if(decode_block_intra(s, s->block) < 0)
231                 return -1;
232             idct_put(s, frame, s->block, s->mb_x, s->mb_y, j);
233         }
234     }
235     return 0;
236 }
237
238 static void calc_quant_matrix(MadContext *s, int qscale)
239 {
240     int i;
241
242     s->quant_matrix[0] = (ff_inv_aanscales[0]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[0]) >> 11;
243     for (i=1; i<64; i++)
244         s->quant_matrix[i] = (ff_inv_aanscales[i]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[i]*qscale + 32) >> 10;
245 }
246
247 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
248                         void *data, int *got_frame,
249                         AVPacket *avpkt)
250 {
251     const uint8_t *buf = avpkt->data;
252     int buf_size       = avpkt->size;
253     MadContext *s     = avctx->priv_data;
254     AVFrame *frame    = data;
255     GetByteContext gb;
256     int width, height;
257     int chunk_type;
258     int inter, ret;
259
260     bytestream2_init(&gb, buf, buf_size);
261
262     chunk_type = bytestream2_get_le32(&gb);
263     inter = (chunk_type == MADm_TAG || chunk_type == MADe_TAG);
264     bytestream2_skip(&gb, 10);
265
266     av_reduce(&avctx->framerate.den, &avctx->framerate.num,
267               bytestream2_get_le16(&gb), 1000, 1<<30);
268
269     width  = bytestream2_get_le16(&gb);
270     height = bytestream2_get_le16(&gb);
271     bytestream2_skip(&gb, 1);
272     calc_quant_matrix(s, bytestream2_get_byte(&gb));
273     bytestream2_skip(&gb, 2);
274
275     if (bytestream2_get_bytes_left(&gb) < 2) {
276         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input data too small\n");
277         return AVERROR_INVALIDDATA;
278     }
279
280     if (width < 16 || height < 16) {
281         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Dimensions too small\n");
282         return AVERROR_INVALIDDATA;
283     }
284
285     if (avctx->width != width || avctx->height != height) {
286         av_frame_unref(s->last_frame);
287         if((width * (int64_t)height)/2048*7 > bytestream2_get_bytes_left(&gb))
288             return AVERROR_INVALIDDATA;
289         if ((ret = ff_set_dimensions(avctx, width, height)) < 0)
290             return ret;
291     }
292
293     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF)) < 0)
294         return ret;
295
296     if (inter && !s->last_frame->data[0]) {
297         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Missing reference frame.\n");
298         ret = ff_get_buffer(avctx, s->last_frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
299         if (ret < 0)
300             return ret;
301         memset(s->last_frame->data[0], 0, s->last_frame->height *
302                s->last_frame->linesize[0]);
303         memset(s->last_frame->data[1], 0x80, s->last_frame->height / 2 *
304                s->last_frame->linesize[1]);
305         memset(s->last_frame->data[2], 0x80, s->last_frame->height / 2 *
306                s->last_frame->linesize[2]);
307     }
308
309     av_fast_padded_malloc(&s->bitstream_buf, &s->bitstream_buf_size,
310                           bytestream2_get_bytes_left(&gb));
311     if (!s->bitstream_buf)
312         return AVERROR(ENOMEM);
313     s->bbdsp.bswap16_buf(s->bitstream_buf, (const uint16_t *)(buf + bytestream2_tell(&gb)),
314                          bytestream2_get_bytes_left(&gb) / 2);
315     memset((uint8_t*)s->bitstream_buf + bytestream2_get_bytes_left(&gb), 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
316     init_get_bits(&s->gb, s->bitstream_buf, 8*(bytestream2_get_bytes_left(&gb)));
317
318     for (s->mb_y=0; s->mb_y < (avctx->height+15)/16; s->mb_y++)
319         for (s->mb_x=0; s->mb_x < (avctx->width +15)/16; s->mb_x++)
320             if(decode_mb(s, frame, inter) < 0)
321                 return AVERROR_INVALIDDATA;
322
323     *got_frame = 1;
324
325     if (chunk_type != MADe_TAG) {
326         av_frame_unref(s->last_frame);
327         if ((ret = av_frame_ref(s->last_frame, frame)) < 0)
328             return ret;
329     }
330
331     return buf_size;
332 }
333
334 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
335 {
336     MadContext *t = avctx->priv_data;
337     av_frame_free(&t->last_frame);
338     av_freep(&t->bitstream_buf);
339     return 0;
340 }
341
342 AVCodec ff_eamad_decoder = {
343     .name           = "eamad",
344     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Electronic Arts Madcow Video"),
345     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
346     .id             = AV_CODEC_ID_MAD,
347     .priv_data_size = sizeof(MadContext),
348     .init           = decode_init,
349     .close          = decode_end,
350     .decode         = decode_frame,
351     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
352 };