ffv1: Convert to the new bitstream reader
[ffmpeg.git] / libavcodec / ffv1dec.c
1 /*
2  * FFV1 decoder
3  *
4  * Copyright (c) 2003-2012 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * FF Video Codec 1 (a lossless codec) decoder
26  */
27
28 #include "libavutil/avassert.h"
29 #include "libavutil/pixdesc.h"
30 #include "libavutil/crc.h"
31 #include "libavutil/opt.h"
32 #include "libavutil/imgutils.h"
33 #include "libavutil/timer.h"
34
35 #include "avcodec.h"
36 #include "bitstream.h"
37 #include "golomb.h"
38 #include "internal.h"
39 #include "put_bits.h"
40 #include "rangecoder.h"
41 #include "mathops.h"
42 #include "ffv1.h"
43
44 static inline av_flatten int get_symbol_inline(RangeCoder *c, uint8_t *state,
45                                                int is_signed)
46 {
47     if (get_rac(c, state + 0))
48         return 0;
49     else {
50         int i, e, a;
51         e = 0;
52         while (get_rac(c, state + 1 + FFMIN(e, 9))) // 1..10
53             e++;
54
55         a = 1;
56         for (i = e - 1; i >= 0; i--)
57             a += a + get_rac(c, state + 22 + FFMIN(i, 9));  // 22..31
58
59         e = -(is_signed && get_rac(c, state + 11 + FFMIN(e, 10))); // 11..21
60         return (a ^ e) - e;
61     }
62 }
63
64 static av_noinline int get_symbol(RangeCoder *c, uint8_t *state, int is_signed)
65 {
66     return get_symbol_inline(c, state, is_signed);
67 }
68
69 static inline int get_vlc_symbol(BitstreamContext *bc, VlcState *const state,
70                                  int bits)
71 {
72     int k, i, v, ret;
73
74     i = state->count;
75     k = 0;
76     while (i < state->error_sum) { // FIXME: optimize
77         k++;
78         i += i;
79     }
80
81     assert(k <= 8);
82
83     v = get_sr_golomb(bc, k, 12, bits);
84     ff_dlog(NULL, "v:%d bias:%d error:%d drift:%d count:%d k:%d",
85             v, state->bias, state->error_sum, state->drift, state->count, k);
86
87     v ^= ((2 * state->drift + state->count) >> 31);
88
89     ret = fold(v + state->bias, bits);
90
91     update_vlc_state(state, v);
92
93     return ret;
94 }
95
96 static av_always_inline void decode_line(FFV1Context *s, int w,
97                                          int16_t *sample[2],
98                                          int plane_index, int bits)
99 {
100     PlaneContext *const p = &s->plane[plane_index];
101     RangeCoder *const c   = &s->c;
102     int x;
103     int run_count = 0;
104     int run_mode  = 0;
105     int run_index = s->run_index;
106
107     for (x = 0; x < w; x++) {
108         int diff, context, sign;
109
110         context = get_context(p, sample[1] + x, sample[0] + x, sample[1] + x);
111         if (context < 0) {
112             context = -context;
113             sign    = 1;
114         } else
115             sign = 0;
116
117         av_assert2(context < p->context_count);
118
119         if (s->ac != AC_GOLOMB_RICE) {
120             diff = get_symbol_inline(c, p->state[context], 1);
121         } else {
122             if (context == 0 && run_mode == 0)
123                 run_mode = 1;
124
125             if (run_mode) {
126                 if (run_count == 0 && run_mode == 1) {
127                     if (bitstream_read_bit(&s->bc)) {
128                         run_count = 1 << ff_log2_run[run_index];
129                         if (x + run_count <= w)
130                             run_index++;
131                     } else {
132                         if (ff_log2_run[run_index])
133                             run_count = bitstream_read(&s->bc, ff_log2_run[run_index]);
134                         else
135                             run_count = 0;
136                         if (run_index)
137                             run_index--;
138                         run_mode = 2;
139                     }
140                 }
141                 run_count--;
142                 if (run_count < 0) {
143                     run_mode  = 0;
144                     run_count = 0;
145                     diff      = get_vlc_symbol(&s->bc, &p->vlc_state[context],
146                                                bits);
147                     if (diff >= 0)
148                         diff++;
149                 } else
150                     diff = 0;
151             } else
152                 diff = get_vlc_symbol(&s->bc, &p->vlc_state[context], bits);
153
154             ff_dlog(s->avctx, "count:%d index:%d, mode:%d, x:%d pos:%d\n",
155                     run_count, run_index, run_mode, x, bitstream_tell(&s->bc));
156         }
157
158         if (sign)
159             diff = -diff;
160
161         sample[1][x] = (predict(sample[1] + x, sample[0] + x) + diff) &
162                        ((1 << bits) - 1);
163     }
164     s->run_index = run_index;
165 }
166
167 static void decode_plane(FFV1Context *s, uint8_t *src,
168                          int w, int h, int stride, int plane_index)
169 {
170     int x, y;
171     int16_t *sample[2];
172     sample[0] = s->sample_buffer + 3;
173     sample[1] = s->sample_buffer + w + 6 + 3;
174
175     s->run_index = 0;
176
177     memset(s->sample_buffer, 0, 2 * (w + 6) * sizeof(*s->sample_buffer));
178
179     for (y = 0; y < h; y++) {
180         int16_t *temp = sample[0]; // FIXME: try a normal buffer
181
182         sample[0] = sample[1];
183         sample[1] = temp;
184
185         sample[1][-1] = sample[0][0];
186         sample[0][w]  = sample[0][w - 1];
187
188 // { START_TIMER
189         if (s->avctx->bits_per_raw_sample <= 8) {
190             decode_line(s, w, sample, plane_index, 8);
191             for (x = 0; x < w; x++)
192                 src[x + stride * y] = sample[1][x];
193         } else {
194             decode_line(s, w, sample, plane_index,
195                         s->avctx->bits_per_raw_sample);
196             if (s->packed_at_lsb) {
197                 for (x = 0; x < w; x++)
198                     ((uint16_t *)(src + stride * y))[x] = sample[1][x];
199             } else {
200                 for (x = 0; x < w; x++)
201                     ((uint16_t *)(src + stride * y))[x] = sample[1][x] << (16 - s->avctx->bits_per_raw_sample);
202             }
203         }
204 // STOP_TIMER("decode-line") }
205     }
206 }
207
208 static void decode_rgb_frame(FFV1Context *s, uint8_t *src[3], int w, int h,
209                              int stride[3])
210 {
211     int x, y, p;
212     int16_t *sample[4][2];
213     int lbd  = s->avctx->bits_per_raw_sample <= 8;
214     int bits = s->avctx->bits_per_raw_sample > 0
215                ? s->avctx->bits_per_raw_sample
216                : 8;
217     int offset = 1 << bits;
218
219     for (x = 0; x < 4; x++) {
220         sample[x][0] = s->sample_buffer +  x * 2      * (w + 6) + 3;
221         sample[x][1] = s->sample_buffer + (x * 2 + 1) * (w + 6) + 3;
222     }
223
224     s->run_index = 0;
225
226     memset(s->sample_buffer, 0, 8 * (w + 6) * sizeof(*s->sample_buffer));
227
228     for (y = 0; y < h; y++) {
229         for (p = 0; p < 3 + s->transparency; p++) {
230             int16_t *temp = sample[p][0]; //FIXME try a normal buffer
231
232             sample[p][0] = sample[p][1];
233             sample[p][1] = temp;
234
235             sample[p][1][-1] = sample[p][0][0];
236             sample[p][0][w]  = sample[p][0][w - 1];
237             if (lbd)
238                 decode_line(s, w, sample[p], (p + 1) / 2, 9);
239             else
240                 decode_line(s, w, sample[p], (p + 1) / 2, bits + 1);
241         }
242         for (x = 0; x < w; x++) {
243             int g = sample[0][1][x];
244             int b = sample[1][1][x];
245             int r = sample[2][1][x];
246             int a = sample[3][1][x];
247
248             b -= offset;
249             r -= offset;
250             g -= (b + r) >> 2;
251             b += g;
252             r += g;
253
254             if (lbd)
255                 *((uint32_t *)(src[0] + x * 4 + stride[0] * y)) = b +
256                     (g << 8) + (r << 16) + (a << 24);
257             else {
258                 *((uint16_t *)(src[0] + x * 2 + stride[0] * y)) = b;
259                 *((uint16_t *)(src[1] + x * 2 + stride[1] * y)) = g;
260                 *((uint16_t *)(src[2] + x * 2 + stride[2] * y)) = r;
261             }
262         }
263     }
264 }
265
266 static int decode_slice_header(FFV1Context *f, FFV1Context *fs)
267 {
268     RangeCoder *c = &fs->c;
269     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
270     unsigned ps, i, context_count;
271     memset(state, 128, sizeof(state));
272
273     if (fs->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB) {
274         for (i = 1; i < 256; i++) {
275             fs->c.one_state[i]        = f->state_transition[i];
276             fs->c.zero_state[256 - i] = 256 - fs->c.one_state[i];
277         }
278     }
279
280     fs->slice_x      = get_symbol(c, state, 0) * f->width;
281     fs->slice_y      = get_symbol(c, state, 0) * f->height;
282     fs->slice_width  = (get_symbol(c, state, 0) + 1) * f->width + fs->slice_x;
283     fs->slice_height = (get_symbol(c, state, 0) + 1) * f->height + fs->slice_y;
284
285     fs->slice_x     /= f->num_h_slices;
286     fs->slice_y     /= f->num_v_slices;
287     fs->slice_width  = fs->slice_width / f->num_h_slices - fs->slice_x;
288     fs->slice_height = fs->slice_height / f->num_v_slices - fs->slice_y;
289     if ((unsigned)fs->slice_width  > f->width ||
290         (unsigned)fs->slice_height > f->height)
291         return AVERROR_INVALIDDATA;
292     if ((unsigned)fs->slice_x + (uint64_t)fs->slice_width  > f->width ||
293         (unsigned)fs->slice_y + (uint64_t)fs->slice_height > f->height)
294         return AVERROR_INVALIDDATA;
295
296     for (i = 0; i < f->plane_count; i++) {
297         PlaneContext *const p = &fs->plane[i];
298         int idx               = get_symbol(c, state, 0);
299         if (idx > (unsigned)f->quant_table_count) {
300             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "quant_table_index out of range\n");
301             return AVERROR_INVALIDDATA;
302         }
303         p->quant_table_index = idx;
304         memcpy(p->quant_table, f->quant_tables[idx], sizeof(p->quant_table));
305         context_count = f->context_count[idx];
306
307         if (p->context_count < context_count) {
308             av_freep(&p->state);
309             av_freep(&p->vlc_state);
310         }
311         p->context_count = context_count;
312     }
313
314     ps = get_symbol(c, state, 0);
315     if (ps == 1) {
316         f->cur->interlaced_frame = 1;
317         f->cur->top_field_first  = 1;
318     } else if (ps == 2) {
319         f->cur->interlaced_frame = 1;
320         f->cur->top_field_first  = 0;
321     } else if (ps == 3) {
322         f->cur->interlaced_frame = 0;
323     }
324     f->cur->sample_aspect_ratio.num = get_symbol(c, state, 0);
325     f->cur->sample_aspect_ratio.den = get_symbol(c, state, 0);
326
327     if (av_image_check_sar(f->width, f->height,
328                            f->cur->sample_aspect_ratio) < 0) {
329         av_log(f->avctx, AV_LOG_WARNING, "ignoring invalid SAR: %u/%u\n",
330                f->cur->sample_aspect_ratio.num,
331                f->cur->sample_aspect_ratio.den);
332         f->cur->sample_aspect_ratio = (AVRational){ 0, 1 };
333     }
334
335     return 0;
336 }
337
338 static int decode_slice(AVCodecContext *c, void *arg)
339 {
340     FFV1Context *fs = *(void **)arg;
341     FFV1Context *f  = fs->avctx->priv_data;
342     int width, height, x, y, ret;
343     const int ps = (av_pix_fmt_desc_get(c->pix_fmt)->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR)
344                    ? (c->bits_per_raw_sample > 8) + 1
345                    : 4;
346     AVFrame *const p = f->cur;
347
348     if (f->version > 2) {
349         if (decode_slice_header(f, fs) < 0) {
350             fs->slice_damaged = 1;
351             return AVERROR_INVALIDDATA;
352         }
353     }
354     if ((ret = ffv1_init_slice_state(f, fs)) < 0)
355         return ret;
356     if (f->cur->key_frame)
357         ffv1_clear_slice_state(f, fs);
358     width  = fs->slice_width;
359     height = fs->slice_height;
360     x      = fs->slice_x;
361     y      = fs->slice_y;
362
363     if (fs->ac == AC_GOLOMB_RICE) {
364         if (f->version == 3 && f->minor_version > 1 || f->version > 3)
365             get_rac(&fs->c, (uint8_t[]) { 129 });
366         fs->ac_byte_count = f->version > 2 || (!x && !y) ? fs->c.bytestream - fs->c.bytestream_start - 1 : 0;
367         bitstream_init8(&fs->bc, fs->c.bytestream_start + fs->ac_byte_count,
368                         (fs->c.bytestream_end - fs->c.bytestream_start -
369                          fs->ac_byte_count));
370     }
371
372     av_assert1(width && height);
373     if (f->colorspace == 0) {
374         const int chroma_width  = AV_CEIL_RSHIFT(width,  f->chroma_h_shift);
375         const int chroma_height = AV_CEIL_RSHIFT(height, f->chroma_v_shift);
376         const int cx            = x >> f->chroma_h_shift;
377         const int cy            = y >> f->chroma_v_shift;
378         decode_plane(fs, p->data[0] + ps * x + y * p->linesize[0], width,
379                      height, p->linesize[0],
380                      0);
381
382         if (f->chroma_planes) {
383             decode_plane(fs, p->data[1] + ps * cx + cy * p->linesize[1],
384                          chroma_width, chroma_height, p->linesize[1],
385                          1);
386             decode_plane(fs, p->data[2] + ps * cx + cy * p->linesize[2],
387                          chroma_width, chroma_height, p->linesize[2],
388                          1);
389         }
390         if (fs->transparency)
391             decode_plane(fs, p->data[3] + ps * x + y * p->linesize[3], width,
392                          height, p->linesize[3],
393                          2);
394     } else {
395         uint8_t *planes[3] = { p->data[0] + ps * x + y * p->linesize[0],
396                                p->data[1] + ps * x + y * p->linesize[1],
397                                p->data[2] + ps * x + y * p->linesize[2] };
398         decode_rgb_frame(fs, planes, width, height, p->linesize);
399     }
400     if (fs->ac != AC_GOLOMB_RICE && f->version > 2) {
401         int v;
402         get_rac(&fs->c, (uint8_t[]) { 129 });
403         v = fs->c.bytestream_end - fs->c.bytestream - 2 - 5 * f->ec;
404         if (v) {
405             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "bytestream end mismatching by %d\n",
406                    v);
407             fs->slice_damaged = 1;
408         }
409     }
410
411     emms_c();
412
413     return 0;
414 }
415
416 static int read_quant_table(RangeCoder *c, int16_t *quant_table, int scale)
417 {
418     int v;
419     int i = 0;
420     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
421
422     memset(state, 128, sizeof(state));
423
424     for (v = 0; i < 128; v++) {
425         unsigned len = get_symbol(c, state, 0) + 1;
426
427         if (len > 128 - i)
428             return -1;
429
430         while (len--) {
431             quant_table[i] = scale * v;
432             i++;
433         }
434     }
435
436     for (i = 1; i < 128; i++)
437         quant_table[256 - i] = -quant_table[i];
438     quant_table[128] = -quant_table[127];
439
440     return 2 * v - 1;
441 }
442
443 static int read_quant_tables(RangeCoder *c,
444                              int16_t quant_table[MAX_CONTEXT_INPUTS][256])
445 {
446     int i;
447     int context_count = 1;
448
449     for (i = 0; i < 5; i++) {
450         context_count *= read_quant_table(c, quant_table[i], context_count);
451         if (context_count > 32768U) {
452             return -1;
453         }
454     }
455     return (context_count + 1) / 2;
456 }
457
458 static int read_extra_header(FFV1Context *f)
459 {
460     RangeCoder *const c = &f->c;
461     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
462     int i, j, k, ret;
463     uint8_t state2[32][CONTEXT_SIZE];
464
465     memset(state2, 128, sizeof(state2));
466     memset(state, 128, sizeof(state));
467
468     ff_init_range_decoder(c, f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
469     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
470
471     f->version = get_symbol(c, state, 0);
472     if (f->version > 2) {
473         c->bytestream_end -= 4;
474         f->minor_version   = get_symbol(c, state, 0);
475     }
476     f->ac = get_symbol(c, state, 0);
477
478     if (f->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB) {
479         for (i = 1; i < 256; i++)
480             f->state_transition[i] = get_symbol(c, state, 1) + c->one_state[i];
481     }
482
483     f->colorspace                 = get_symbol(c, state, 0); //YUV cs type
484     f->avctx->bits_per_raw_sample = get_symbol(c, state, 0);
485     f->chroma_planes              = get_rac(c, state);
486     f->chroma_h_shift             = get_symbol(c, state, 0);
487     f->chroma_v_shift             = get_symbol(c, state, 0);
488     f->transparency               = get_rac(c, state);
489     f->plane_count                = 2 + f->transparency;
490     f->num_h_slices               = 1 + get_symbol(c, state, 0);
491     f->num_v_slices               = 1 + get_symbol(c, state, 0);
492
493     if (f->num_h_slices > (unsigned)f->width ||
494         f->num_v_slices > (unsigned)f->height) {
495         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "too many slices\n");
496         return AVERROR_INVALIDDATA;
497     }
498
499     f->quant_table_count = get_symbol(c, state, 0);
500     if (f->quant_table_count > (unsigned)MAX_QUANT_TABLES)
501         return AVERROR_INVALIDDATA;
502     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
503         f->context_count[i] = read_quant_tables(c, f->quant_tables[i]);
504         if (f->context_count[i] < 0) {
505             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "read_quant_table error\n");
506             return AVERROR_INVALIDDATA;
507         }
508     }
509     if ((ret = ffv1_allocate_initial_states(f)) < 0)
510         return ret;
511
512     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++)
513         if (get_rac(c, state)) {
514             for (j = 0; j < f->context_count[i]; j++)
515                 for (k = 0; k < CONTEXT_SIZE; k++) {
516                     int pred = j ? f->initial_states[i][j - 1][k] : 128;
517                     f->initial_states[i][j][k] =
518                         (pred + get_symbol(c, state2[k], 1)) & 0xFF;
519                 }
520         }
521
522     if (f->version > 2) {
523         f->ec = get_symbol(c, state, 0);
524     }
525
526     if (f->version > 2) {
527         unsigned v;
528         v = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0,
529                    f->avctx->extradata, f->avctx->extradata_size);
530         if (v) {
531             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC mismatch %X!\n", v);
532             return AVERROR_INVALIDDATA;
533         }
534     }
535
536     av_log(f->avctx, AV_LOG_VERBOSE,
537            "FFV1 version %d.%d colorspace %d - %d bits - %d/%d planes, %s transparent - tile geometry %dx%d - %s\n",
538            f->version, f->minor_version, f->colorspace, f->avctx->bits_per_raw_sample,
539            f->plane_count, f->chroma_planes, f->transparency ? "" : "not",
540            f->num_h_slices, f->num_v_slices,
541            f->ec ? "per-slice crc" : "no crc");
542
543     return 0;
544 }
545
546
547 static int read_header(FFV1Context *f)
548 {
549     uint8_t state[CONTEXT_SIZE];
550     int i, j, context_count = -1;
551     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
552
553     memset(state, 128, sizeof(state));
554
555     if (f->version < 2) {
556         int chroma_planes, chroma_h_shift, chroma_v_shift, transparency, colorspace, bits_per_raw_sample;
557         unsigned v = get_symbol(c, state, 0);
558         if (v > 1) {
559             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR,
560                    "invalid version %d in version 1 header\n", v);
561             return AVERROR_INVALIDDATA;
562         }
563         f->version = v;
564
565         f->ac = get_symbol(c, state, 0);
566
567         if (f->ac == AC_RANGE_CUSTOM_TAB) {
568             for (i = 1; i < 256; i++)
569                 f->state_transition[i] =
570                     get_symbol(c, state, 1) + c->one_state[i];
571         }
572
573         colorspace          = get_symbol(c, state, 0); //YUV cs type
574         bits_per_raw_sample = f->version > 0 ? get_symbol(c, state, 0) : f->avctx->bits_per_raw_sample;
575         chroma_planes       = get_rac(c, state);
576         chroma_h_shift      = get_symbol(c, state, 0);
577         chroma_v_shift      = get_symbol(c, state, 0);
578         transparency        = get_rac(c, state);
579
580         if (f->plane_count) {
581             if (colorspace          != f->colorspace                 ||
582                 bits_per_raw_sample != f->avctx->bits_per_raw_sample ||
583                 chroma_planes       != f->chroma_planes              ||
584                 chroma_h_shift      != f->chroma_h_shift             ||
585                 chroma_v_shift      != f->chroma_v_shift             ||
586                 transparency        != f->transparency) {
587                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid change of global parameters\n");
588                 return AVERROR_INVALIDDATA;
589             }
590         }
591
592         f->colorspace                 = colorspace;
593         f->avctx->bits_per_raw_sample = bits_per_raw_sample;
594         f->chroma_planes              = chroma_planes;
595         f->chroma_h_shift             = chroma_h_shift;
596         f->chroma_v_shift             = chroma_v_shift;
597         f->transparency               = transparency;
598
599         f->plane_count    = 2 + f->transparency;
600     }
601
602     if (f->colorspace == 0) {
603         if (f->transparency && f->avctx->bits_per_raw_sample > 8) {
604             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR,
605                    "Transparency not supported for bit depth %d\n",
606                    f->avctx->bits_per_raw_sample);
607             return AVERROR(ENOSYS);
608         }
609         if (!f->transparency && !f->chroma_planes) {
610             if (f->avctx->bits_per_raw_sample <= 8)
611                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GRAY8;
612             else
613                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GRAY16;
614         } else if (f->avctx->bits_per_raw_sample <= 8 && !f->transparency) {
615             switch (16 * f->chroma_h_shift + f->chroma_v_shift) {
616             case 0x00:
617                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV444P;
618                 break;
619             case 0x01:
620                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV440P;
621                 break;
622             case 0x10:
623                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P;
624                 break;
625             case 0x11:
626                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
627                 break;
628             case 0x20:
629                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV411P;
630                 break;
631             case 0x22:
632                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV410P;
633                 break;
634             default:
635                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
636                 return AVERROR(ENOSYS);
637             }
638         } else if (f->avctx->bits_per_raw_sample <= 8 && f->transparency) {
639             switch (16 * f->chroma_h_shift + f->chroma_v_shift) {
640             case 0x00:
641                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUVA444P;
642                 break;
643             case 0x10:
644                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUVA422P;
645                 break;
646             case 0x11:
647                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUVA420P;
648                 break;
649             default:
650                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
651                 return AVERROR(ENOSYS);
652             }
653         } else if (f->avctx->bits_per_raw_sample == 9) {
654             f->packed_at_lsb = 1;
655             switch (16 * f->chroma_h_shift + f->chroma_v_shift) {
656             case 0x00:
657                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV444P9;
658                 break;
659             case 0x10:
660                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P9;
661                 break;
662             case 0x11:
663                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P9;
664                 break;
665             default:
666                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
667                 return AVERROR(ENOSYS);
668             }
669         } else if (f->avctx->bits_per_raw_sample == 10) {
670             f->packed_at_lsb = 1;
671             switch (16 * f->chroma_h_shift + f->chroma_v_shift) {
672             case 0x00:
673                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV444P10;
674                 break;
675             case 0x10:
676                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P10;
677                 break;
678             case 0x11:
679                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P10;
680                 break;
681             default:
682                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
683                 return AVERROR(ENOSYS);
684             }
685         } else {
686             switch (16 * f->chroma_h_shift + f->chroma_v_shift) {
687             case 0x00:
688                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV444P16;
689                 break;
690             case 0x10:
691                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P16;
692                 break;
693             case 0x11:
694                 f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P16;
695                 break;
696             default:
697                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "format not supported\n");
698                 return AVERROR(ENOSYS);
699             }
700         }
701     } else if (f->colorspace == 1) {
702         if (f->chroma_h_shift || f->chroma_v_shift) {
703             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR,
704                    "chroma subsampling not supported in this colorspace\n");
705             return AVERROR(ENOSYS);
706         }
707         if (f->transparency) {
708             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR,
709                    "Transparency not supported in this colorspace\n");
710                    return AVERROR(ENOSYS);
711         }
712         switch (f->avctx->bits_per_raw_sample) {
713         case 0:
714         case 8:
715             f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB32;
716             break;
717         case 9:
718             f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GBRP9;
719             break;
720         case 10:
721             f->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GBRP10;
722             break;
723         default:
724             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR,
725                    "bit depth %d not supported\n",
726                    f->avctx->bits_per_raw_sample);
727             return AVERROR(ENOSYS);
728         }
729     } else {
730         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "colorspace not supported\n");
731         return AVERROR(ENOSYS);
732     }
733
734     ff_dlog(f->avctx, "%d %d %d\n",
735             f->chroma_h_shift, f->chroma_v_shift, f->avctx->pix_fmt);
736     if (f->version < 2) {
737         context_count = read_quant_tables(c, f->quant_table);
738         if (context_count < 0) {
739             av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "read_quant_table error\n");
740             return AVERROR_INVALIDDATA;
741         }
742     } else if (f->version < 3) {
743         f->slice_count = get_symbol(c, state, 0);
744     } else {
745         const uint8_t *p = c->bytestream_end;
746         for (f->slice_count = 0;
747              f->slice_count < MAX_SLICES && 3 < p - c->bytestream_start;
748              f->slice_count++) {
749             int trailer = 3 + 5 * !!f->ec;
750             int size    = AV_RB24(p - trailer);
751             if (size + trailer > p - c->bytestream_start)
752                 break;
753             p -= size + trailer;
754         }
755     }
756     if (f->slice_count > (unsigned)MAX_SLICES || f->slice_count <= 0) {
757         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "slice count %d is invalid\n",
758                f->slice_count);
759         return AVERROR_INVALIDDATA;
760     }
761
762     for (j = 0; j < f->slice_count; j++) {
763         FFV1Context *fs = f->slice_context[j];
764         fs->ac            = f->ac;
765         fs->packed_at_lsb = f->packed_at_lsb;
766
767         fs->slice_damaged = 0;
768
769         if (f->version == 2) {
770             fs->slice_x     = get_symbol(c, state, 0) * f->width;
771             fs->slice_y     = get_symbol(c, state, 0) * f->height;
772             fs->slice_width =
773                 (get_symbol(c, state, 0) + 1) * f->width + fs->slice_x;
774             fs->slice_height =
775                 (get_symbol(c, state, 0) + 1) * f->height + fs->slice_y;
776
777             fs->slice_x      /= f->num_h_slices;
778             fs->slice_y      /= f->num_v_slices;
779             fs->slice_width  = fs->slice_width  / f->num_h_slices - fs->slice_x;
780             fs->slice_height = fs->slice_height / f->num_v_slices - fs->slice_y;
781             if ((unsigned)fs->slice_width > f->width ||
782                 (unsigned)fs->slice_height > f->height)
783                 return AVERROR_INVALIDDATA;
784             if ((unsigned)fs->slice_x + (uint64_t)fs->slice_width > f->width
785                 || (unsigned)fs->slice_y + (uint64_t)fs->slice_height >
786                 f->height)
787                 return AVERROR_INVALIDDATA;
788         }
789
790         for (i = 0; i < f->plane_count; i++) {
791             PlaneContext *const p = &fs->plane[i];
792
793             if (f->version == 2) {
794                 int idx = get_symbol(c, state, 0);
795                 if (idx > (unsigned)f->quant_table_count) {
796                     av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR,
797                            "quant_table_index out of range\n");
798                     return AVERROR_INVALIDDATA;
799                 }
800                 p->quant_table_index = idx;
801                 memcpy(p->quant_table, f->quant_tables[idx],
802                        sizeof(p->quant_table));
803                 context_count = f->context_count[idx];
804             } else {
805                 memcpy(p->quant_table, f->quant_table, sizeof(p->quant_table));
806             }
807
808             if (f->version <= 2) {
809                 av_assert0(context_count >= 0);
810                 if (p->context_count < context_count) {
811                     av_freep(&p->state);
812                     av_freep(&p->vlc_state);
813                 }
814                 p->context_count = context_count;
815             }
816         }
817     }
818     return 0;
819 }
820
821 static av_cold int ffv1_decode_init(AVCodecContext *avctx)
822 {
823     FFV1Context *f = avctx->priv_data;
824     int ret;
825
826     ffv1_common_init(avctx);
827
828     f->last_picture = av_frame_alloc();
829     if (!f->last_picture)
830         return AVERROR(ENOMEM);
831
832     if (avctx->extradata && (ret = read_extra_header(f)) < 0)
833         return ret;
834
835     if ((ret = ffv1_init_slice_contexts(f)) < 0)
836         return ret;
837
838     return 0;
839 }
840
841 static int ffv1_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
842                              int *got_frame, AVPacket *avpkt)
843 {
844     uint8_t *buf        = avpkt->data;
845     int buf_size        = avpkt->size;
846     FFV1Context *f      = avctx->priv_data;
847     RangeCoder *const c = &f->slice_context[0]->c;
848     int i, ret;
849     uint8_t keystate = 128;
850     uint8_t *buf_p;
851     AVFrame *const p    = data;
852
853     f->cur = p;
854
855     ff_init_range_decoder(c, buf, buf_size);
856     ff_build_rac_states(c, 0.05 * (1LL << 32), 256 - 8);
857
858     p->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I; //FIXME I vs. P
859     if (get_rac(c, &keystate)) {
860         p->key_frame    = 1;
861         f->key_frame_ok = 0;
862         if ((ret = read_header(f)) < 0)
863             return ret;
864         f->key_frame_ok = 1;
865     } else {
866         if (!f->key_frame_ok) {
867             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
868                    "Cannot decode non-keyframe without valid keyframe\n");
869             return AVERROR_INVALIDDATA;
870         }
871         p->key_frame = 0;
872     }
873
874     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, p, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF)) < 0) {
875         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
876         return ret;
877     }
878
879     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
880         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,
881                "ver:%d keyframe:%d coder:%d ec:%d slices:%d bps:%d\n",
882                f->version, p->key_frame, f->ac, f->ec, f->slice_count,
883                f->avctx->bits_per_raw_sample);
884
885     buf_p = buf + buf_size;
886     for (i = f->slice_count - 1; i >= 0; i--) {
887         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
888         int trailer     = 3 + 5 * !!f->ec;
889         int v;
890
891         if (i || f->version > 2)
892             v = AV_RB24(buf_p - trailer) + trailer;
893         else
894             v = buf_p - c->bytestream_start;
895         if (buf_p - c->bytestream_start < v) {
896             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Slice pointer chain broken\n");
897             return AVERROR_INVALIDDATA;
898         }
899         buf_p -= v;
900
901         if (f->ec) {
902             unsigned crc = av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, buf_p, v);
903             if (crc) {
904                 av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "CRC mismatch %X!\n", crc);
905                 fs->slice_damaged = 1;
906             }
907         }
908
909         if (i) {
910             ff_init_range_decoder(&fs->c, buf_p, v);
911         } else
912             fs->c.bytestream_end = buf_p + v;
913
914         fs->cur = p;
915     }
916
917     avctx->execute(avctx, decode_slice, &f->slice_context[0], NULL,
918                    f->slice_count,
919                    sizeof(void *));
920
921     for (i = f->slice_count - 1; i >= 0; i--) {
922         FFV1Context *fs = f->slice_context[i];
923         int j;
924         if (fs->slice_damaged && f->last_picture->data[0]) {
925             const uint8_t *src[4];
926             uint8_t *dst[4];
927             for (j = 0; j < 4; j++) {
928                 int sh = (j == 1 || j == 2) ? f->chroma_h_shift : 0;
929                 int sv = (j == 1 || j == 2) ? f->chroma_v_shift : 0;
930                 dst[j] = p->data[j] + p->linesize[j] *
931                          (fs->slice_y >> sv) + (fs->slice_x >> sh);
932                 src[j] = f->last_picture->data[j] +
933                          f->last_picture->linesize[j] *
934                          (fs->slice_y >> sv) + (fs->slice_x >> sh);
935             }
936             av_image_copy(dst, p->linesize, src,
937                           f->last_picture->linesize,
938                           avctx->pix_fmt, fs->slice_width,
939                           fs->slice_height);
940         }
941     }
942
943     f->picture_number++;
944
945     av_frame_unref(f->last_picture);
946     if ((ret = av_frame_ref(f->last_picture, p)) < 0)
947         return ret;
948     f->cur = NULL;
949
950     *got_frame = 1;
951
952     return buf_size;
953 }
954
955 static av_cold int ffv1_decode_close(AVCodecContext *avctx)
956 {
957     FFV1Context *s = avctx->priv_data;;
958
959     av_frame_free(&s->last_picture);
960
961     ffv1_close(avctx);
962
963     return 0;
964 }
965
966 AVCodec ff_ffv1_decoder = {
967     .name           = "ffv1",
968     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FFmpeg video codec #1"),
969     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
970     .id             = AV_CODEC_ID_FFV1,
971     .priv_data_size = sizeof(FFV1Context),
972     .init           = ffv1_decode_init,
973     .close          = ffv1_decode_close,
974     .decode         = ffv1_decode_frame,
975     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1 /*| AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND*/ |
976                       AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS,
977 };