Merge commit '42cf7f91f1e9dabf494ff469d8f67ac8b33b0f63'
[ffmpeg.git] / libavcodec / hq_hqa.c
1 /*
2  * Canopus HQ/HQA decoder
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 #include <stdint.h>
22
23 #include "libavutil/attributes.h"
24 #include "libavutil/intreadwrite.h"
25
26 #include "avcodec.h"
27 #include "canopus.h"
28 #include "get_bits.h"
29 #include "internal.h"
30
31 #include "hq_hqa.h"
32 #include "hq_hqadsp.h"
33
34 /* HQ/HQA slices are a set of macroblocks belonging to a frame, and
35  * they usually form a pseudorandom pattern (probably because it is
36  * nicer to display on partial decode).
37  *
38  * For HQA it just happens that each slice is on every 8th macroblock,
39  * but they can be on any frame width like
40  *   X.......X.
41  *   ......X...
42  *   ....X.....
43  *   ..X.......
44  * etc.
45  *
46  * The original decoder has special handling for edge macroblocks,
47  * while lavc simply aligns coded_width and coded_height.
48  */
49
50 static inline void put_blocks(HQContext *c, AVFrame *pic,
51                               int plane, int x, int y, int ilace,
52                               int16_t *block0, int16_t *block1)
53 {
54     uint8_t *p = pic->data[plane] + x;
55
56     c->hqhqadsp.idct_put(p + y * pic->linesize[plane],
57                          pic->linesize[plane] << ilace, block0);
58     c->hqhqadsp.idct_put(p + (y + (ilace ? 1 : 8)) * pic->linesize[plane],
59                          pic->linesize[plane] << ilace, block1);
60 }
61
62 static int hq_decode_block(HQContext *c, GetBitContext *gb, int16_t block[64],
63                            int qsel, int is_chroma, int is_hqa)
64 {
65     const int32_t *q;
66     int val, pos = 1;
67
68     memset(block, 0, 64 * sizeof(*block));
69
70     if (!is_hqa) {
71         block[0] = get_sbits(gb, 9) * 64;
72         q = ff_hq_quants[qsel][is_chroma][get_bits(gb, 2)];
73     } else {
74         q = ff_hq_quants[qsel][is_chroma][get_bits(gb, 2)];
75         block[0] = get_sbits(gb, 9) * 64;
76     }
77
78     for (;;) {
79         val = get_vlc2(gb, c->hq_ac_vlc.table, 9, 2);
80         if (val < 0)
81             return AVERROR_INVALIDDATA;
82
83         pos += ff_hq_ac_skips[val];
84         if (pos >= 64)
85             break;
86         block[ff_zigzag_direct[pos]] = (int)(ff_hq_ac_syms[val] * (unsigned)q[pos]) >> 12;
87         pos++;
88     }
89
90     return 0;
91 }
92
93 static int hq_decode_mb(HQContext *c, AVFrame *pic,
94                         GetBitContext *gb, int x, int y)
95 {
96     int qgroup, flag;
97     int i, ret;
98
99     qgroup = get_bits(gb, 4);
100     flag = get_bits1(gb);
101
102     for (i = 0; i < 8; i++) {
103         ret = hq_decode_block(c, gb, c->block[i], qgroup, i >= 4, 0);
104         if (ret < 0)
105             return ret;
106     }
107
108     put_blocks(c, pic, 0, x,      y, flag, c->block[0], c->block[2]);
109     put_blocks(c, pic, 0, x + 8,  y, flag, c->block[1], c->block[3]);
110     put_blocks(c, pic, 2, x >> 1, y, flag, c->block[4], c->block[5]);
111     put_blocks(c, pic, 1, x >> 1, y, flag, c->block[6], c->block[7]);
112
113     return 0;
114 }
115
116 static int hq_decode_frame(HQContext *ctx, AVFrame *pic,
117                            int prof_num, size_t data_size)
118 {
119     const HQProfile *profile;
120     GetBitContext gb;
121     const uint8_t *perm, *src = ctx->gbc.buffer;
122     uint32_t slice_off[21];
123     int slice, start_off, next_off, i, ret;
124
125     if ((unsigned)prof_num >= NUM_HQ_PROFILES) {
126         profile = &ff_hq_profile[0];
127         avpriv_request_sample(ctx->avctx, "HQ Profile %d", prof_num);
128     } else {
129         profile = &ff_hq_profile[prof_num];
130         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "HQ Profile %d\n", prof_num);
131     }
132
133     ctx->avctx->coded_width         = FFALIGN(profile->width,  16);
134     ctx->avctx->coded_height        = FFALIGN(profile->height, 16);
135     ctx->avctx->width               = profile->width;
136     ctx->avctx->height              = profile->height;
137     ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 8;
138     ctx->avctx->pix_fmt             = AV_PIX_FMT_YUV422P;
139
140     ret = ff_get_buffer(ctx->avctx, pic, 0);
141     if (ret < 0)
142         return ret;
143
144     /* Offsets are stored from CUV position, so adjust them accordingly. */
145     for (i = 0; i < profile->num_slices + 1; i++)
146         slice_off[i] = bytestream2_get_be24(&ctx->gbc) - 4;
147
148     next_off = 0;
149     for (slice = 0; slice < profile->num_slices; slice++) {
150         start_off = next_off;
151         next_off  = profile->tab_h * (slice + 1) / profile->num_slices;
152         perm = profile->perm_tab + start_off * profile->tab_w * 2;
153
154         if (slice_off[slice] < (profile->num_slices + 1) * 3 ||
155             slice_off[slice] >= slice_off[slice + 1] ||
156             slice_off[slice + 1] > data_size) {
157             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
158                    "Invalid slice size %"SIZE_SPECIFIER".\n", data_size);
159             break;
160         }
161         init_get_bits(&gb, src + slice_off[slice],
162                       (slice_off[slice + 1] - slice_off[slice]) * 8);
163
164         for (i = 0; i < (next_off - start_off) * profile->tab_w; i++) {
165             ret = hq_decode_mb(ctx, pic, &gb, perm[0] * 16, perm[1] * 16);
166             if (ret < 0) {
167                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
168                        "Error decoding macroblock %d at slice %d.\n", i, slice);
169                 return ret;
170             }
171             perm += 2;
172         }
173     }
174
175     return 0;
176 }
177
178 static int hqa_decode_mb(HQContext *c, AVFrame *pic, int qgroup,
179                          GetBitContext *gb, int x, int y)
180 {
181     int flag = 0;
182     int i, ret, cbp;
183
184     cbp = get_vlc2(gb, c->hqa_cbp_vlc.table, 5, 1);
185
186     for (i = 0; i < 12; i++)
187         memset(c->block[i], 0, sizeof(*c->block));
188     for (i = 0; i < 12; i++)
189         c->block[i][0] = -128 * (1 << 6);
190
191     if (cbp) {
192         flag = get_bits1(gb);
193
194         cbp |= cbp << 4;
195         if (cbp & 0x3)
196             cbp |= 0x500;
197         if (cbp & 0xC)
198             cbp |= 0xA00;
199         for (i = 0; i < 12; i++) {
200             if (!(cbp & (1 << i)))
201                 continue;
202             ret = hq_decode_block(c, gb, c->block[i], qgroup, i >= 8, 1);
203             if (ret < 0)
204                 return ret;
205         }
206     }
207
208     put_blocks(c, pic, 3, x,      y, flag, c->block[ 0], c->block[ 2]);
209     put_blocks(c, pic, 3, x + 8,  y, flag, c->block[ 1], c->block[ 3]);
210     put_blocks(c, pic, 0, x,      y, flag, c->block[ 4], c->block[ 6]);
211     put_blocks(c, pic, 0, x + 8,  y, flag, c->block[ 5], c->block[ 7]);
212     put_blocks(c, pic, 2, x >> 1, y, flag, c->block[ 8], c->block[ 9]);
213     put_blocks(c, pic, 1, x >> 1, y, flag, c->block[10], c->block[11]);
214
215     return 0;
216 }
217
218 static int hqa_decode_slice(HQContext *ctx, AVFrame *pic, GetBitContext *gb,
219                             int quant, int slice_no, int w, int h)
220 {
221     int i, j, off;
222     int ret;
223
224     for (i = 0; i < h; i += 16) {
225         off = (slice_no * 16 + i * 3) & 0x70;
226         for (j = off; j < w; j += 128) {
227             ret = hqa_decode_mb(ctx, pic, quant, gb, j, i);
228             if (ret < 0) {
229                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
230                        "Error decoding macroblock at %dx%d.\n", i, j);
231                 return ret;
232             }
233         }
234     }
235
236     return 0;
237 }
238
239 static int hqa_decode_frame(HQContext *ctx, AVFrame *pic, size_t data_size)
240 {
241     GetBitContext gb;
242     const int num_slices = 8;
243     uint32_t slice_off[9];
244     int i, slice, ret;
245     int width, height, quant;
246     const uint8_t *src = ctx->gbc.buffer;
247
248     width  = bytestream2_get_be16(&ctx->gbc);
249     height = bytestream2_get_be16(&ctx->gbc);
250
251     ctx->avctx->coded_width         = FFALIGN(width,  16);
252     ctx->avctx->coded_height        = FFALIGN(height, 16);
253     ctx->avctx->width               = width;
254     ctx->avctx->height              = height;
255     ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 8;
256     ctx->avctx->pix_fmt             = AV_PIX_FMT_YUVA422P;
257
258     av_log(ctx->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "HQA Profile\n");
259
260     quant = bytestream2_get_byte(&ctx->gbc);
261     bytestream2_skip(&ctx->gbc, 3);
262     if (quant >= NUM_HQ_QUANTS) {
263         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
264                "Invalid quantization matrix %d.\n", quant);
265         return AVERROR_INVALIDDATA;
266     }
267
268     ret = ff_get_buffer(ctx->avctx, pic, 0);
269     if (ret < 0)
270         return ret;
271
272     /* Offsets are stored from HQA1 position, so adjust them accordingly. */
273     for (i = 0; i < num_slices + 1; i++)
274         slice_off[i] = bytestream2_get_be32(&ctx->gbc) - 4;
275
276     for (slice = 0; slice < num_slices; slice++) {
277         if (slice_off[slice] < (num_slices + 1) * 3 ||
278             slice_off[slice] >= slice_off[slice + 1] ||
279             slice_off[slice + 1] > data_size) {
280             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
281                    "Invalid slice size %"SIZE_SPECIFIER".\n", data_size);
282             break;
283         }
284         init_get_bits(&gb, src + slice_off[slice],
285                       (slice_off[slice + 1] - slice_off[slice]) * 8);
286
287         ret = hqa_decode_slice(ctx, pic, &gb, quant, slice, width, height);
288         if (ret < 0)
289             return ret;
290     }
291
292     return 0;
293 }
294
295 static int hq_hqa_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
296                                int *got_frame, AVPacket *avpkt)
297 {
298     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
299     AVFrame *pic = data;
300     uint32_t info_tag;
301     unsigned int data_size;
302     int ret;
303     unsigned tag;
304
305     bytestream2_init(&ctx->gbc, avpkt->data, avpkt->size);
306     if (bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc) < 4 + 4) {
307         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame is too small (%d).\n", avpkt->size);
308         return AVERROR_INVALIDDATA;
309     }
310
311     info_tag = bytestream2_peek_le32(&ctx->gbc);
312     if (info_tag == MKTAG('I', 'N', 'F', 'O')) {
313         int info_size;
314         bytestream2_skip(&ctx->gbc, 4);
315         info_size = bytestream2_get_le32(&ctx->gbc);
316         if (bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc) < info_size) {
317             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid INFO size (%d).\n", info_size);
318             return AVERROR_INVALIDDATA;
319         }
320         ff_canopus_parse_info_tag(avctx, ctx->gbc.buffer, info_size);
321
322         bytestream2_skip(&ctx->gbc, info_size);
323     }
324
325     data_size = bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc);
326     if (data_size < 4) {
327         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame is too small (%d).\n", data_size);
328         return AVERROR_INVALIDDATA;
329     }
330
331     /* HQ defines dimensions and number of slices, and thus slice traversal
332      * order. HQA has no size constraint and a fixed number of slices, so it
333      * needs a separate scheme for it. */
334     tag = bytestream2_get_le32(&ctx->gbc);
335     if ((tag & 0x00FFFFFF) == (MKTAG('U', 'V', 'C', ' ') & 0x00FFFFFF)) {
336         ret = hq_decode_frame(ctx, pic, tag >> 24, data_size);
337     } else if (tag == MKTAG('H', 'Q', 'A', '1')) {
338         ret = hqa_decode_frame(ctx, pic, data_size);
339     } else {
340         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not a HQ/HQA frame.\n");
341         return AVERROR_INVALIDDATA;
342     }
343     if (ret < 0) {
344         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame.\n");
345         return ret;
346     }
347
348     pic->key_frame = 1;
349     pic->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
350
351     *got_frame = 1;
352
353     return avpkt->size;
354 }
355
356 static av_cold int hq_hqa_decode_init(AVCodecContext *avctx)
357 {
358     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
359     ctx->avctx = avctx;
360
361     ff_hqdsp_init(&ctx->hqhqadsp);
362
363     return ff_hq_init_vlcs(ctx);
364 }
365
366 static av_cold int hq_hqa_decode_close(AVCodecContext *avctx)
367 {
368     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
369
370     ff_free_vlc(&ctx->hq_ac_vlc);
371     ff_free_vlc(&ctx->hqa_cbp_vlc);
372
373     return 0;
374 }
375
376 AVCodec ff_hq_hqa_decoder = {
377     .name           = "hq_hqa",
378     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Canopus HQ/HQA"),
379     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
380     .id             = AV_CODEC_ID_HQ_HQA,
381     .priv_data_size = sizeof(HQContext),
382     .init           = hq_hqa_decode_init,
383     .decode         = hq_hqa_decode_frame,
384     .close          = hq_hqa_decode_close,
385     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
386     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
387                       FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
388 };