dsputil: Split off IDCT bits into their own 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 "idctdsp.h"
37 #include "internal.h"
38 #include "mpeg12.h"
39 #include "mpeg12data.h"
40 #include "libavutil/imgutils.h"
41
42 #define EA_PREAMBLE_SIZE    8
43 #define MADk_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'k')    /* MAD i-frame */
44 #define MADm_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'm')    /* MAD p-frame */
45 #define MADe_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'e')    /* MAD lqp-frame */
46
47 typedef struct MadContext {
48     AVCodecContext *avctx;
49     BlockDSPContext bdsp;
50     BswapDSPContext bbdsp;
51     IDCTDSPContext idsp;
52     AVFrame *last_frame;
53     GetBitContext gb;
54     void *bitstream_buf;
55     unsigned int bitstream_buf_size;
56     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, block)[64];
57     ScanTable scantable;
58     uint16_t quant_matrix[64];
59     int mb_x;
60     int mb_y;
61 } MadContext;
62
63 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
64 {
65     MadContext *s = avctx->priv_data;
66     s->avctx = avctx;
67     avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
68     ff_blockdsp_init(&s->bdsp, avctx);
69     ff_bswapdsp_init(&s->bbdsp);
70     ff_idctdsp_init(&s->idsp, avctx);
71     ff_init_scantable_permutation(s->idsp.idct_permutation, FF_NO_IDCT_PERM);
72     ff_init_scantable(s->idsp.idct_permutation, &s->scantable, ff_zigzag_direct);
73     ff_mpeg12_init_vlcs();
74
75     s->last_frame = av_frame_alloc();
76     if (!s->last_frame)
77         return AVERROR(ENOMEM);
78
79     return 0;
80 }
81
82 static inline void comp(unsigned char *dst, int dst_stride,
83                         unsigned char *src, int src_stride, int add)
84 {
85     int j, i;
86     for (j=0; j<8; j++)
87         for (i=0; i<8; i++)
88             dst[j*dst_stride + i] = av_clip_uint8(src[j*src_stride + i] + add);
89 }
90
91 static inline void comp_block(MadContext *t, AVFrame *frame,
92                               int mb_x, int mb_y,
93                               int j, int mv_x, int mv_y, int add)
94 {
95     if (j < 4) {
96         comp(frame->data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*frame->linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
97              frame->linesize[0],
98              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,
99              t->last_frame->linesize[0], add);
100     } else if (!(t->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
101         int index = j - 3;
102         comp(frame->data[index] + (mb_y*8)*frame->linesize[index] + mb_x * 8,
103              frame->linesize[index],
104              t->last_frame->data[index] + (mb_y * 8 + (mv_y/2))*t->last_frame->linesize[index] + mb_x * 8 + (mv_x/2),
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 void 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;
175             }
176
177             block[j] = level;
178         }
179         CLOSE_READER(re, &s->gb);
180     }
181 }
182
183 static int decode_motion(GetBitContext *gb)
184 {
185     int value = 0;
186     if (get_bits1(gb)) {
187         if (get_bits1(gb))
188             value = -17;
189         value += get_bits(gb, 4) + 1;
190     }
191     return value;
192 }
193
194 static void decode_mb(MadContext *s, AVFrame *frame, int inter)
195 {
196     int mv_map = 0;
197     int mv_x, mv_y;
198     int j;
199
200     if (inter) {
201         int v = decode210(&s->gb);
202         if (v < 2) {
203             mv_map = v ? get_bits(&s->gb, 6) : 63;
204             mv_x = decode_motion(&s->gb);
205             mv_y = decode_motion(&s->gb);
206         } else {
207             mv_map = 0;
208         }
209     }
210
211     for (j=0; j<6; j++) {
212         if (mv_map & (1<<j)) {  // mv_x and mv_y are guarded by mv_map
213             int add = 2*decode_motion(&s->gb);
214             comp_block(s, frame, s->mb_x, s->mb_y, j, mv_x, mv_y, add);
215         } else {
216             s->bdsp.clear_block(s->block);
217             decode_block_intra(s, s->block);
218             idct_put(s, frame, s->block, s->mb_x, s->mb_y, j);
219         }
220     }
221 }
222
223 static void calc_quant_matrix(MadContext *s, int qscale)
224 {
225     int i;
226
227     s->quant_matrix[0] = (ff_inv_aanscales[0]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[0]) >> 11;
228     for (i=1; i<64; i++)
229         s->quant_matrix[i] = (ff_inv_aanscales[i]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[i]*qscale + 32) >> 10;
230 }
231
232 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
233                         void *data, int *got_frame,
234                         AVPacket *avpkt)
235 {
236     const uint8_t *buf = avpkt->data;
237     int buf_size       = avpkt->size;
238     const uint8_t *buf_end = buf+buf_size;
239     MadContext *s     = avctx->priv_data;
240     AVFrame *frame    = data;
241     int width, height;
242     int chunk_type;
243     int inter, ret;
244
245     if (buf_size < 17) {
246         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input buffer too small\n");
247         *got_frame = 0;
248         return -1;
249     }
250
251     chunk_type = AV_RL32(&buf[0]);
252     inter = (chunk_type == MADm_TAG || chunk_type == MADe_TAG);
253     buf += 8;
254
255     av_reduce(&avctx->time_base.num, &avctx->time_base.den,
256               AV_RL16(&buf[6]), 1000, 1<<30);
257
258     width  = AV_RL16(&buf[8]);
259     height = AV_RL16(&buf[10]);
260     calc_quant_matrix(s, buf[13]);
261     buf += 16;
262
263     if (avctx->width != width || avctx->height != height) {
264         av_frame_unref(s->last_frame);
265         if ((ret = ff_set_dimensions(avctx, width, height)) < 0)
266             return ret;
267     }
268
269     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF)) < 0) {
270         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
271         return ret;
272     }
273
274     if (inter && !s->last_frame->data[0]) {
275         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Missing reference frame.\n");
276         ret = ff_get_buffer(avctx, s->last_frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
277         if (ret < 0)
278             return ret;
279         memset(s->last_frame->data[0], 0, s->last_frame->height *
280                s->last_frame->linesize[0]);
281         memset(s->last_frame->data[1], 0x80, s->last_frame->height / 2 *
282                s->last_frame->linesize[1]);
283         memset(s->last_frame->data[2], 0x80, s->last_frame->height / 2 *
284                s->last_frame->linesize[2]);
285     }
286
287     av_fast_padded_malloc(&s->bitstream_buf, &s->bitstream_buf_size,
288                           buf_end - buf);
289     if (!s->bitstream_buf)
290         return AVERROR(ENOMEM);
291     s->bbdsp.bswap16_buf(s->bitstream_buf, (const uint16_t *) buf,
292                          (buf_end - buf) / 2);
293     init_get_bits(&s->gb, s->bitstream_buf, 8*(buf_end-buf));
294
295     for (s->mb_y=0; s->mb_y < (avctx->height+15)/16; s->mb_y++)
296         for (s->mb_x=0; s->mb_x < (avctx->width +15)/16; s->mb_x++)
297             decode_mb(s, frame, inter);
298
299     *got_frame = 1;
300
301     if (chunk_type != MADe_TAG) {
302         av_frame_unref(s->last_frame);
303         if ((ret = av_frame_ref(s->last_frame, frame)) < 0)
304             return ret;
305     }
306
307     return buf_size;
308 }
309
310 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
311 {
312     MadContext *t = avctx->priv_data;
313     av_frame_free(&t->last_frame);
314     av_free(t->bitstream_buf);
315     return 0;
316 }
317
318 AVCodec ff_eamad_decoder = {
319     .name           = "eamad",
320     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Electronic Arts Madcow Video"),
321     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
322     .id             = AV_CODEC_ID_MAD,
323     .priv_data_size = sizeof(MadContext),
324     .init           = decode_init,
325     .close          = decode_end,
326     .decode         = decode_frame,
327     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
328 };