Try to set AVFrame.reference to correct values.
[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  * by Peter Ross <pross@xvid.org>
26  *
27  * Technical details here:
28  * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=Electronic_Arts_MAD
29  */
30
31 #include "avcodec.h"
32 #include "get_bits.h"
33 #include "dsputil.h"
34 #include "aandcttab.h"
35 #include "mpeg12.h"
36 #include "mpeg12data.h"
37 #include "libavutil/imgutils.h"
38
39 #define EA_PREAMBLE_SIZE    8
40 #define MADk_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'k')    /* MAD i-frame */
41 #define MADm_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'm')    /* MAD p-frame */
42 #define MADe_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'e')    /* MAD lqp-frame */
43
44 typedef struct MadContext {
45     MpegEncContext s;
46     AVFrame frame;
47     AVFrame last_frame;
48     void *bitstream_buf;
49     unsigned int bitstream_buf_size;
50     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block)[64];
51 } MadContext;
52
53 static void bswap16_buf(uint16_t *dst, const uint16_t *src, int count)
54 {
55     int i;
56     for (i=0; i<count; i++)
57         dst[i] = av_bswap16(src[i]);
58 }
59
60 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
61 {
62     MadContext *t = avctx->priv_data;
63     MpegEncContext *s = &t->s;
64     s->avctx = avctx;
65     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
66     if (avctx->idct_algo == FF_IDCT_AUTO)
67         avctx->idct_algo = FF_IDCT_EA;
68     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
69     ff_init_scantable(s->dsp.idct_permutation, &s->intra_scantable, ff_zigzag_direct);
70     ff_mpeg12_init_vlcs();
71     return 0;
72 }
73
74 static inline void comp(unsigned char *dst, int dst_stride,
75                         unsigned char *src, int src_stride, int add)
76 {
77     int j, i;
78     for (j=0; j<8; j++)
79         for (i=0; i<8; i++)
80             dst[j*dst_stride + i] = av_clip_uint8(src[j*src_stride + i] + add);
81 }
82
83 static inline void comp_block(MadContext *t, int mb_x, int mb_y,
84                               int j, int mv_x, int mv_y, int add)
85 {
86     MpegEncContext *s = &t->s;
87     if (j < 4) {
88         unsigned offset = (mb_y*16 + ((j&2)<<2) + mv_y)*t->last_frame.linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3) + mv_x;
89         if (offset >= (s->height - 7) * t->last_frame.linesize[0] - 7)
90             return;
91         comp(t->frame.data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*t->frame.linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
92              t->frame.linesize[0],
93              t->last_frame.data[0] + offset,
94              t->last_frame.linesize[0], add);
95     } else if (!(s->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
96         int index = j - 3;
97         unsigned offset = (mb_y * 8 + (mv_y/2))*t->last_frame.linesize[index] + mb_x * 8 + (mv_x/2);
98         if (offset >= (s->height/2 - 7) * t->last_frame.linesize[index] - 7)
99             return;
100         comp(t->frame.data[index] + (mb_y*8)*t->frame.linesize[index] + mb_x * 8,
101              t->frame.linesize[index],
102              t->last_frame.data[index] + offset,
103              t->last_frame.linesize[index], add);
104     }
105 }
106
107 static inline void idct_put(MadContext *t, DCTELEM *block, int mb_x, int mb_y, int j)
108 {
109     MpegEncContext *s = &t->s;
110     if (j < 4) {
111         s->dsp.idct_put(
112             t->frame.data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*t->frame.linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
113             t->frame.linesize[0], block);
114     } else if (!(s->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
115         int index = j - 3;
116         s->dsp.idct_put(
117             t->frame.data[index] + (mb_y*8)*t->frame.linesize[index] + mb_x*8,
118             t->frame.linesize[index], block);
119     }
120 }
121
122 static inline void decode_block_intra(MadContext * t, DCTELEM * block)
123 {
124     MpegEncContext *s = &t->s;
125     int level, i, j, run;
126     RLTable *rl = &ff_rl_mpeg1;
127     const uint8_t *scantable = s->intra_scantable.permutated;
128     int16_t *quant_matrix = s->intra_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 *t, int inter)
194 {
195     MpegEncContext *s = &t->s;
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             if (t->last_frame.data[0])
215                 comp_block(t, s->mb_x, s->mb_y, j, mv_x, mv_y, add);
216         } else {
217             s->dsp.clear_block(t->block);
218             decode_block_intra(t, t->block);
219             idct_put(t, t->block, s->mb_x, s->mb_y, j);
220         }
221     }
222 }
223
224 static void calc_intra_matrix(MadContext *t, int qscale)
225 {
226     MpegEncContext *s = &t->s;
227     int i;
228
229     if (s->avctx->idct_algo == FF_IDCT_EA) {
230         s->intra_matrix[0] = (ff_inv_aanscales[0]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[0]) >> 11;
231         for (i=1; i<64; i++)
232             s->intra_matrix[i] = (ff_inv_aanscales[i]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[i]*qscale + 32) >> 10;
233     } else {
234         s->intra_matrix[0] = ff_mpeg1_default_intra_matrix[0];
235         for (i=1; i<64; i++)
236             s->intra_matrix[i] = (ff_mpeg1_default_intra_matrix[i]*qscale) << 1;
237     }
238 }
239
240 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
241                         void *data, int *data_size,
242                         AVPacket *avpkt)
243 {
244     const uint8_t *buf = avpkt->data;
245     int buf_size       = avpkt->size;
246     const uint8_t *buf_end = buf+buf_size;
247     MadContext *t     = avctx->priv_data;
248     MpegEncContext *s = &t->s;
249     int chunk_type;
250     int inter;
251
252     if (buf_size < 17) {
253         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input buffer too small\n");
254         *data_size = 0;
255         return -1;
256     }
257
258     chunk_type = AV_RL32(&buf[0]);
259     inter = (chunk_type == MADm_TAG || chunk_type == MADe_TAG);
260     buf += 8;
261
262     av_reduce(&avctx->time_base.num, &avctx->time_base.den,
263               AV_RL16(&buf[6]), 1000, 1<<30);
264
265     s->width  = AV_RL16(&buf[8]);
266     s->height = AV_RL16(&buf[10]);
267     calc_intra_matrix(t, buf[13]);
268     buf += 16;
269
270     if (avctx->width != s->width || avctx->height != s->height) {
271         if (av_image_check_size(s->width, s->height, 0, avctx) < 0)
272             return -1;
273         avcodec_set_dimensions(avctx, s->width, s->height);
274         if (t->frame.data[0])
275             avctx->release_buffer(avctx, &t->frame);
276         if (t->last_frame.data[0])
277             avctx->release_buffer(avctx, &t->last_frame);
278     }
279
280     t->frame.reference = 3;
281     if (!t->frame.data[0]) {
282         if (avctx->get_buffer(avctx, &t->frame) < 0) {
283             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
284             return -1;
285         }
286     }
287
288     av_fast_malloc(&t->bitstream_buf, &t->bitstream_buf_size, (buf_end-buf) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
289     if (!t->bitstream_buf)
290         return AVERROR(ENOMEM);
291     bswap16_buf(t->bitstream_buf, (const uint16_t*)buf, (buf_end-buf)/2);
292     memset((uint8_t*)t->bitstream_buf + (buf_end-buf), 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
293     init_get_bits(&s->gb, t->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(t, inter);
298
299     *data_size = sizeof(AVFrame);
300     *(AVFrame*)data = t->frame;
301
302     if (chunk_type != MADe_TAG)
303         FFSWAP(AVFrame, t->frame, t->last_frame);
304
305     return buf_size;
306 }
307
308 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
309 {
310     MadContext *t = avctx->priv_data;
311     if (t->frame.data[0])
312         avctx->release_buffer(avctx, &t->frame);
313     if (t->last_frame.data[0])
314         avctx->release_buffer(avctx, &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             = 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 };