Merge commit '7b89cd20d844cbe763ca34e63e99d110043cf241'
[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     return 0;
69 }
70
71 static inline void comp(unsigned char *dst, int dst_stride,
72                         unsigned char *src, int src_stride, int add)
73 {
74     int j, i;
75     for (j=0; j<8; j++)
76         for (i=0; i<8; i++)
77             dst[j*dst_stride + i] = av_clip_uint8(src[j*src_stride + i] + add);
78 }
79
80 static inline void comp_block(MadContext *t, AVFrame *frame,
81                               int mb_x, int mb_y,
82                               int j, int mv_x, int mv_y, int add)
83 {
84     if (j < 4) {
85         unsigned offset = (mb_y*16 + ((j&2)<<2) + mv_y)*t->last_frame.linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3) + mv_x;
86         if (offset >= (t->avctx->height - 7) * t->last_frame.linesize[0] - 7)
87             return;
88         comp(frame->data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*frame->linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
89              frame->linesize[0],
90              t->last_frame.data[0] + offset,
91              t->last_frame.linesize[0], add);
92     } else if (!(t->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
93         int index = j - 3;
94         unsigned offset = (mb_y * 8 + (mv_y/2))*t->last_frame.linesize[index] + mb_x * 8 + (mv_x/2);
95         if (offset >= (t->avctx->height/2 - 7) * t->last_frame.linesize[index] - 7)
96             return;
97         comp(frame->data[index] + (mb_y*8)*frame->linesize[index] + mb_x * 8,
98              frame->linesize[index],
99              t->last_frame.data[index] + offset,
100              t->last_frame.linesize[index], add);
101     }
102 }
103
104 static inline void idct_put(MadContext *t, AVFrame *frame, int16_t *block,
105                             int mb_x, int mb_y, int j)
106 {
107     if (j < 4) {
108         ff_ea_idct_put_c(
109             frame->data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*frame->linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
110             frame->linesize[0], block);
111     } else if (!(t->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
112         int index = j - 3;
113         ff_ea_idct_put_c(
114             frame->data[index] + (mb_y*8)*frame->linesize[index] + mb_x*8,
115             frame->linesize[index], block);
116     }
117 }
118
119 static inline int decode_block_intra(MadContext *s, int16_t * block)
120 {
121     int level, i, j, run;
122     RLTable *rl = &ff_rl_mpeg1;
123     const uint8_t *scantable = s->scantable.permutated;
124     int16_t *quant_matrix = s->quant_matrix;
125
126     block[0] = (128 + get_sbits(&s->gb, 8)) * quant_matrix[0];
127
128     /* The RL decoder is derived from mpeg1_decode_block_intra;
129        Escaped level and run values a decoded differently */
130     i = 0;
131     {
132         OPEN_READER(re, &s->gb);
133         /* now quantify & encode AC coefficients */
134         for (;;) {
135             UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
136             GET_RL_VLC(level, run, re, &s->gb, rl->rl_vlc[0], TEX_VLC_BITS, 2, 0);
137
138             if (level == 127) {
139                 break;
140             } else if (level != 0) {
141                 i += run;
142                 j = scantable[i];
143                 level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
144                 level = (level-1)|1;
145                 level = (level ^ SHOW_SBITS(re, &s->gb, 1)) - SHOW_SBITS(re, &s->gb, 1);
146                 LAST_SKIP_BITS(re, &s->gb, 1);
147             } else {
148                 /* escape */
149                 UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
150                 level = SHOW_SBITS(re, &s->gb, 10); SKIP_BITS(re, &s->gb, 10);
151
152                 UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
153                 run = SHOW_UBITS(re, &s->gb, 6)+1; LAST_SKIP_BITS(re, &s->gb, 6);
154
155                 i += run;
156                 j = scantable[i];
157                 if (level < 0) {
158                     level = -level;
159                     level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
160                     level = (level-1)|1;
161                     level = -level;
162                 } else {
163                     level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
164                     level = (level-1)|1;
165                 }
166             }
167             if (i > 63) {
168                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "ac-tex damaged at %d %d\n", s->mb_x, s->mb_y);
169                 return -1;
170             }
171
172             block[j] = level;
173         }
174         CLOSE_READER(re, &s->gb);
175     }
176     return 0;
177 }
178
179 static int decode_motion(GetBitContext *gb)
180 {
181     int value = 0;
182     if (get_bits1(gb)) {
183         if (get_bits1(gb))
184             value = -17;
185         value += get_bits(gb, 4) + 1;
186     }
187     return value;
188 }
189
190 static int decode_mb(MadContext *s, AVFrame *frame, int inter)
191 {
192     int mv_map = 0;
193     int mv_x, mv_y;
194     int j;
195
196     if (inter) {
197         int v = decode210(&s->gb);
198         if (v < 2) {
199             mv_map = v ? get_bits(&s->gb, 6) : 63;
200             mv_x = decode_motion(&s->gb);
201             mv_y = decode_motion(&s->gb);
202         }
203     }
204
205     for (j=0; j<6; j++) {
206         if (mv_map & (1<<j)) {  // mv_x and mv_y are guarded by mv_map
207             int add = 2*decode_motion(&s->gb);
208             if (s->last_frame.data[0])
209                 comp_block(s, frame, s->mb_x, s->mb_y, j, mv_x, mv_y, add);
210         } else {
211             s->dsp.clear_block(s->block);
212             if(decode_block_intra(s, s->block) < 0)
213                 return -1;
214             idct_put(s, frame, s->block, s->mb_x, s->mb_y, j);
215         }
216     }
217     return 0;
218 }
219
220 static void calc_quant_matrix(MadContext *s, int qscale)
221 {
222     int i;
223
224     s->quant_matrix[0] = (ff_inv_aanscales[0]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[0]) >> 11;
225     for (i=1; i<64; i++)
226         s->quant_matrix[i] = (ff_inv_aanscales[i]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[i]*qscale + 32) >> 10;
227 }
228
229 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
230                         void *data, int *got_frame,
231                         AVPacket *avpkt)
232 {
233     const uint8_t *buf = avpkt->data;
234     int buf_size       = avpkt->size;
235     const uint8_t *buf_end = buf+buf_size;
236     MadContext *s     = avctx->priv_data;
237     AVFrame *frame    = data;
238     int width, height;
239     int chunk_type;
240     int inter, ret;
241
242     if (buf_size < 26) {
243         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input buffer too small\n");
244         *got_frame = 0;
245         return AVERROR_INVALIDDATA;
246     }
247
248     chunk_type = AV_RL32(&buf[0]);
249     inter = (chunk_type == MADm_TAG || chunk_type == MADe_TAG);
250     buf += 8;
251
252     av_reduce(&avctx->time_base.num, &avctx->time_base.den,
253               AV_RL16(&buf[6]), 1000, 1<<30);
254
255     width  = AV_RL16(&buf[8]);
256     height = AV_RL16(&buf[10]);
257     calc_quant_matrix(s, buf[13]);
258     buf += 16;
259
260     if (avctx->width != width || avctx->height != height) {
261         if((width * height)/2048*7 > buf_end-buf)
262             return AVERROR_INVALIDDATA;
263         if ((ret = av_image_check_size(width, height, 0, avctx)) < 0)
264             return ret;
265         avcodec_set_dimensions(avctx, width, height);
266         av_frame_unref(&s->last_frame);
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->dsp.bswap16_buf(s->bitstream_buf, (const uint16_t*)buf, (buf_end-buf)/2);
292     memset((uint8_t*)s->bitstream_buf + (buf_end-buf), 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
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             if(decode_mb(s, frame, inter) < 0)
298                 return AVERROR_INVALIDDATA;
299
300     *got_frame = 1;
301
302     if (chunk_type != MADe_TAG) {
303         av_frame_unref(&s->last_frame);
304         if ((ret = av_frame_ref(&s->last_frame, frame)) < 0)
305             return ret;
306     }
307
308     return buf_size;
309 }
310
311 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
312 {
313     MadContext *t = avctx->priv_data;
314     av_frame_unref(&t->last_frame);
315     av_free(t->bitstream_buf);
316     return 0;
317 }
318
319 AVCodec ff_eamad_decoder = {
320     .name           = "eamad",
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     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Electronic Arts Madcow Video")
329 };