f9b43a147b7c6f0f1384427cba59d918aa32769a
[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 "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 frame;
49     AVFrame last_frame;
50     GetBitContext gb;
51     void *bitstream_buf;
52     unsigned int bitstream_buf_size;
53     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, block)[64];
54     ScanTable scantable;
55     uint16_t quant_matrix[64];
56     int mb_x;
57     int mb_y;
58 } MadContext;
59
60 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
61 {
62     MadContext *s = avctx->priv_data;
63     s->avctx = avctx;
64     avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
65     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
66     ff_init_scantable_permutation(s->dsp.idct_permutation, FF_NO_IDCT_PERM);
67     ff_init_scantable(s->dsp.idct_permutation, &s->scantable, ff_zigzag_direct);
68     ff_mpeg12_init_vlcs();
69     return 0;
70 }
71
72 static inline void comp(unsigned char *dst, int dst_stride,
73                         unsigned char *src, int src_stride, int add)
74 {
75     int j, i;
76     for (j=0; j<8; j++)
77         for (i=0; i<8; i++)
78             dst[j*dst_stride + i] = av_clip_uint8(src[j*src_stride + i] + add);
79 }
80
81 static inline void comp_block(MadContext *t, int mb_x, int mb_y,
82                               int j, int mv_x, int mv_y, int add)
83 {
84     if (j < 4) {
85         comp(t->frame.data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*t->frame.linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
86              t->frame.linesize[0],
87              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,
88              t->last_frame.linesize[0], add);
89     } else if (!(t->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
90         int index = j - 3;
91         comp(t->frame.data[index] + (mb_y*8)*t->frame.linesize[index] + mb_x * 8,
92              t->frame.linesize[index],
93              t->last_frame.data[index] + (mb_y * 8 + (mv_y/2))*t->last_frame.linesize[index] + mb_x * 8 + (mv_x/2),
94              t->last_frame.linesize[index], add);
95     }
96 }
97
98 static inline void idct_put(MadContext *t, int16_t *block, int mb_x, int mb_y, int j)
99 {
100     if (j < 4) {
101         ff_ea_idct_put_c(
102             t->frame.data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*t->frame.linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
103             t->frame.linesize[0], block);
104     } else if (!(t->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
105         int index = j - 3;
106         ff_ea_idct_put_c(
107             t->frame.data[index] + (mb_y*8)*t->frame.linesize[index] + mb_x*8,
108             t->frame.linesize[index], block);
109     }
110 }
111
112 static inline void decode_block_intra(MadContext *s, int16_t * block)
113 {
114     int level, i, j, run;
115     RLTable *rl = &ff_rl_mpeg1;
116     const uint8_t *scantable = s->scantable.permutated;
117     int16_t *quant_matrix = s->quant_matrix;
118
119     block[0] = (128 + get_sbits(&s->gb, 8)) * quant_matrix[0];
120
121     /* The RL decoder is derived from mpeg1_decode_block_intra;
122        Escaped level and run values a decoded differently */
123     i = 0;
124     {
125         OPEN_READER(re, &s->gb);
126         /* now quantify & encode AC coefficients */
127         for (;;) {
128             UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
129             GET_RL_VLC(level, run, re, &s->gb, rl->rl_vlc[0], TEX_VLC_BITS, 2, 0);
130
131             if (level == 127) {
132                 break;
133             } else if (level != 0) {
134                 i += run;
135                 j = scantable[i];
136                 level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
137                 level = (level-1)|1;
138                 level = (level ^ SHOW_SBITS(re, &s->gb, 1)) - SHOW_SBITS(re, &s->gb, 1);
139                 LAST_SKIP_BITS(re, &s->gb, 1);
140             } else {
141                 /* escape */
142                 UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
143                 level = SHOW_SBITS(re, &s->gb, 10); SKIP_BITS(re, &s->gb, 10);
144
145                 UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
146                 run = SHOW_UBITS(re, &s->gb, 6)+1; LAST_SKIP_BITS(re, &s->gb, 6);
147
148                 i += run;
149                 j = scantable[i];
150                 if (level < 0) {
151                     level = -level;
152                     level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
153                     level = (level-1)|1;
154                     level = -level;
155                 } else {
156                     level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
157                     level = (level-1)|1;
158                 }
159             }
160             if (i > 63) {
161                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "ac-tex damaged at %d %d\n", s->mb_x, s->mb_y);
162                 return;
163             }
164
165             block[j] = level;
166         }
167         CLOSE_READER(re, &s->gb);
168     }
169 }
170
171 static int decode_motion(GetBitContext *gb)
172 {
173     int value = 0;
174     if (get_bits1(gb)) {
175         if (get_bits1(gb))
176             value = -17;
177         value += get_bits(gb, 4) + 1;
178     }
179     return value;
180 }
181
182 static void decode_mb(MadContext *s, int inter)
183 {
184     int mv_map = 0;
185     int mv_x, mv_y;
186     int j;
187
188     if (inter) {
189         int v = decode210(&s->gb);
190         if (v < 2) {
191             mv_map = v ? get_bits(&s->gb, 6) : 63;
192             mv_x = decode_motion(&s->gb);
193             mv_y = decode_motion(&s->gb);
194         } else {
195             mv_map = 0;
196         }
197     }
198
199     for (j=0; j<6; j++) {
200         if (mv_map & (1<<j)) {  // mv_x and mv_y are guarded by mv_map
201             int add = 2*decode_motion(&s->gb);
202             comp_block(s, s->mb_x, s->mb_y, j, mv_x, mv_y, add);
203         } else {
204             s->dsp.clear_block(s->block);
205             decode_block_intra(s, s->block);
206             idct_put(s, s->block, s->mb_x, s->mb_y, j);
207         }
208     }
209 }
210
211 static void calc_quant_matrix(MadContext *s, int qscale)
212 {
213     int i;
214
215     s->quant_matrix[0] = (ff_inv_aanscales[0]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[0]) >> 11;
216     for (i=1; i<64; i++)
217         s->quant_matrix[i] = (ff_inv_aanscales[i]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[i]*qscale + 32) >> 10;
218 }
219
220 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
221                         void *data, int *got_frame,
222                         AVPacket *avpkt)
223 {
224     const uint8_t *buf = avpkt->data;
225     int buf_size       = avpkt->size;
226     const uint8_t *buf_end = buf+buf_size;
227     MadContext *s     = avctx->priv_data;
228     int width, height;
229     int chunk_type;
230     int inter;
231
232     if (buf_size < 17) {
233         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input buffer too small\n");
234         *got_frame = 0;
235         return -1;
236     }
237
238     chunk_type = AV_RL32(&buf[0]);
239     inter = (chunk_type == MADm_TAG || chunk_type == MADe_TAG);
240     buf += 8;
241
242     av_reduce(&avctx->time_base.num, &avctx->time_base.den,
243               AV_RL16(&buf[6]), 1000, 1<<30);
244
245     width  = AV_RL16(&buf[8]);
246     height = AV_RL16(&buf[10]);
247     calc_quant_matrix(s, buf[13]);
248     buf += 16;
249
250     if (avctx->width != width || avctx->height != height) {
251         if (av_image_check_size(width, height, 0, avctx) < 0)
252             return -1;
253         avcodec_set_dimensions(avctx, width, height);
254         if (s->frame.data[0])
255             avctx->release_buffer(avctx, &s->frame);
256     }
257
258     s->frame.reference = 1;
259     if (!s->frame.data[0]) {
260         if (ff_get_buffer(avctx, &s->frame) < 0) {
261             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
262             return -1;
263         }
264     }
265
266     av_fast_padded_malloc(&s->bitstream_buf, &s->bitstream_buf_size,
267                           buf_end - buf);
268     if (!s->bitstream_buf)
269         return AVERROR(ENOMEM);
270     s->dsp.bswap16_buf(s->bitstream_buf, (const uint16_t*)buf, (buf_end-buf)/2);
271     init_get_bits(&s->gb, s->bitstream_buf, 8*(buf_end-buf));
272
273     for (s->mb_y=0; s->mb_y < (avctx->height+15)/16; s->mb_y++)
274         for (s->mb_x=0; s->mb_x < (avctx->width +15)/16; s->mb_x++)
275             decode_mb(s, inter);
276
277     *got_frame = 1;
278     *(AVFrame*)data = s->frame;
279
280     if (chunk_type != MADe_TAG)
281         FFSWAP(AVFrame, s->frame, s->last_frame);
282
283     return buf_size;
284 }
285
286 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
287 {
288     MadContext *t = avctx->priv_data;
289     if (t->frame.data[0])
290         avctx->release_buffer(avctx, &t->frame);
291     if (t->last_frame.data[0])
292         avctx->release_buffer(avctx, &t->last_frame);
293     av_free(t->bitstream_buf);
294     return 0;
295 }
296
297 AVCodec ff_eamad_decoder = {
298     .name           = "eamad",
299     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
300     .id             = AV_CODEC_ID_MAD,
301     .priv_data_size = sizeof(MadContext),
302     .init           = decode_init,
303     .close          = decode_end,
304     .decode         = decode_frame,
305     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
306     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Electronic Arts Madcow Video")
307 };