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