Merge commit 'def97856de6021965db86c25a732d78689bd6bb0'
[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 "internal.h"
29
30 #include "hq_hqa.h"
31 #include "hq_hqadsp.h"
32
33 /* HQ/HQA slices are a set of macroblocks belonging to a frame, and
34  * they usually form a pseudorandom pattern (probably because it is
35  * nicer to display on partial decode).
36  *
37  * For HQA it just happens that each slice is on every 8th macroblock,
38  * but they can be on any frame width like
39  *   X.......X.
40  *   ......X...
41  *   ....X.....
42  *   ..X.......
43  * etc.
44  *
45  * The original decoder has special handling for edge macroblocks,
46  * while lavc simply aligns coded_width and coded_height.
47  */
48
49 static inline void put_blocks(HQContext *c, AVFrame *pic,
50                               int plane, int x, int y, int ilace,
51                               int16_t *block0, int16_t *block1)
52 {
53     uint8_t *p = pic->data[plane] + x;
54
55     c->hqhqadsp.idct_put(p + y * pic->linesize[plane],
56                          pic->linesize[plane] << ilace, block0);
57     c->hqhqadsp.idct_put(p + (y + (ilace ? 1 : 8)) * pic->linesize[plane],
58                          pic->linesize[plane] << ilace, block1);
59 }
60
61 static int hq_decode_block(HQContext *c, GetBitContext *gb, int16_t block[64],
62                            int qsel, int is_chroma, int is_hqa)
63 {
64     const int32_t *q;
65     int val, pos = 1;
66
67     memset(block, 0, 64 * sizeof(*block));
68
69     if (!is_hqa) {
70         block[0] = get_sbits(gb, 9) << 6;
71         q = ff_hq_quants[qsel][is_chroma][get_bits(gb, 2)];
72     } else {
73         q = ff_hq_quants[qsel][is_chroma][get_bits(gb, 2)];
74         block[0] = get_sbits(gb, 9) << 6;
75     }
76
77     for (;;) {
78         val = get_vlc2(gb, c->hq_ac_vlc.table, 9, 2);
79         if (val < 0)
80             return AVERROR_INVALIDDATA;
81
82         pos += ff_hq_ac_skips[val];
83         if (pos >= 64)
84             break;
85         block[ff_zigzag_direct[pos]] = (ff_hq_ac_syms[val] * q[pos]) >> 12;
86         pos++;
87     }
88
89     return 0;
90 }
91
92 static int hq_decode_mb(HQContext *c, AVFrame *pic,
93                         GetBitContext *gb, int x, int y)
94 {
95     int qgroup, flag;
96     int i, ret;
97
98     qgroup = get_bits(gb, 4);
99     flag = get_bits1(gb);
100
101     for (i = 0; i < 8; i++) {
102         ret = hq_decode_block(c, gb, c->block[i], qgroup, i >= 4, 0);
103         if (ret < 0)
104             return ret;
105     }
106
107     put_blocks(c, pic, 0, x,      y, flag, c->block[0], c->block[2]);
108     put_blocks(c, pic, 0, x + 8,  y, flag, c->block[1], c->block[3]);
109     put_blocks(c, pic, 2, x >> 1, y, flag, c->block[4], c->block[5]);
110     put_blocks(c, pic, 1, x >> 1, y, flag, c->block[6], c->block[7]);
111
112     return 0;
113 }
114
115 static int hq_decode_frame(HQContext *ctx, AVFrame *pic,
116                            int prof_num, size_t data_size)
117 {
118     const HQProfile *profile;
119     GetBitContext gb;
120     const uint8_t *perm, *src = ctx->gbc.buffer;
121     uint32_t slice_off[21];
122     int slice, start_off, next_off, i, ret;
123
124     if ((unsigned)prof_num >= NUM_HQ_PROFILES) {
125         profile = &ff_hq_profile[0];
126         avpriv_request_sample(ctx->avctx, "HQ Profile %d", prof_num);
127     } else {
128         profile = &ff_hq_profile[prof_num];
129         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "HQ Profile %d\n", prof_num);
130     }
131
132     ctx->avctx->coded_width         = FFALIGN(profile->width,  16);
133     ctx->avctx->coded_height        = FFALIGN(profile->height, 16);
134     ctx->avctx->width               = profile->width;
135     ctx->avctx->height              = profile->height;
136     ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 8;
137     ctx->avctx->pix_fmt             = AV_PIX_FMT_YUV422P;
138
139     ret = ff_get_buffer(ctx->avctx, pic, 0);
140     if (ret < 0)
141         return ret;
142
143     /* Offsets are stored from CUV position, so adjust them accordingly. */
144     for (i = 0; i < profile->num_slices + 1; i++)
145         slice_off[i] = bytestream2_get_be24(&ctx->gbc) - 4;
146
147     next_off = 0;
148     for (slice = 0; slice < profile->num_slices; slice++) {
149         start_off = next_off;
150         next_off  = profile->tab_h * (slice + 1) / profile->num_slices;
151         perm = profile->perm_tab + start_off * profile->tab_w * 2;
152
153         if (slice_off[slice] < (profile->num_slices + 1) * 3 ||
154             slice_off[slice] >= slice_off[slice + 1] ||
155             slice_off[slice + 1] > data_size) {
156             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
157                    "Invalid slice size %zu.\n", data_size);
158             break;
159         }
160         init_get_bits(&gb, src + slice_off[slice],
161                       (slice_off[slice + 1] - slice_off[slice]) * 8);
162
163         for (i = 0; i < (next_off - start_off) * profile->tab_w; i++) {
164             ret = hq_decode_mb(ctx, pic, &gb, perm[0] * 16, perm[1] * 16);
165             if (ret < 0) {
166                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
167                        "Error decoding macroblock %d at slice %d.\n", i, slice);
168                 return ret;
169             }
170             perm += 2;
171         }
172     }
173
174     return 0;
175 }
176
177 static int hqa_decode_mb(HQContext *c, AVFrame *pic, int qgroup,
178                          GetBitContext *gb, int x, int y)
179 {
180     int flag = 0;
181     int i, ret, cbp;
182
183     cbp = get_vlc2(gb, c->hqa_cbp_vlc.table, 5, 1);
184
185     for (i = 0; i < 12; i++)
186         memset(c->block[i], 0, sizeof(*c->block));
187     for (i = 0; i < 12; i++)
188         c->block[i][0] = -128 * (1 << 6);
189
190     if (cbp) {
191         flag = get_bits1(gb);
192
193         cbp |= cbp << 4;
194         if (cbp & 0x3)
195             cbp |= 0x500;
196         if (cbp & 0xC)
197             cbp |= 0xA00;
198         for (i = 0; i < 12; i++) {
199             if (!(cbp & (1 << i)))
200                 continue;
201             ret = hq_decode_block(c, gb, c->block[i], qgroup, i >= 8, 1);
202             if (ret < 0)
203                 return ret;
204         }
205     }
206
207     put_blocks(c, pic, 3, x,      y, flag, c->block[ 0], c->block[ 2]);
208     put_blocks(c, pic, 3, x + 8,  y, flag, c->block[ 1], c->block[ 3]);
209     put_blocks(c, pic, 0, x,      y, flag, c->block[ 4], c->block[ 6]);
210     put_blocks(c, pic, 0, x + 8,  y, flag, c->block[ 5], c->block[ 7]);
211     put_blocks(c, pic, 2, x >> 1, y, flag, c->block[ 8], c->block[ 9]);
212     put_blocks(c, pic, 1, x >> 1, y, flag, c->block[10], c->block[11]);
213
214     return 0;
215 }
216
217 static int hqa_decode_slice(HQContext *ctx, AVFrame *pic, GetBitContext *gb,
218                             int quant, int slice_no, int w, int h)
219 {
220     int i, j, off;
221     int ret;
222
223     for (i = 0; i < h; i += 16) {
224         off = (slice_no * 16 + i * 3) & 0x70;
225         for (j = off; j < w; j += 128) {
226             ret = hqa_decode_mb(ctx, pic, quant, gb, j, i);
227             if (ret < 0) {
228                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
229                        "Error decoding macroblock at %dx%d.\n", i, j);
230                 return ret;
231             }
232         }
233     }
234
235     return 0;
236 }
237
238 static int hqa_decode_frame(HQContext *ctx, AVFrame *pic, size_t data_size)
239 {
240     GetBitContext gb;
241     const int num_slices = 8;
242     uint32_t slice_off[9];
243     int i, slice, ret;
244     int width, height, quant;
245     const uint8_t *src = ctx->gbc.buffer;
246
247     width  = bytestream2_get_be16(&ctx->gbc);
248     height = bytestream2_get_be16(&ctx->gbc);
249
250     ctx->avctx->coded_width         = FFALIGN(width,  16);
251     ctx->avctx->coded_height        = FFALIGN(height, 16);
252     ctx->avctx->width               = width;
253     ctx->avctx->height              = height;
254     ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 8;
255     ctx->avctx->pix_fmt             = AV_PIX_FMT_YUVA422P;
256
257     av_log(ctx->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "HQA Profile\n");
258
259     quant = bytestream2_get_byte(&ctx->gbc);
260     bytestream2_skip(&ctx->gbc, 3);
261     if (quant >= NUM_HQ_QUANTS) {
262         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
263                "Invalid quantization matrix %d.\n", quant);
264         return AVERROR_INVALIDDATA;
265     }
266
267     ret = ff_get_buffer(ctx->avctx, pic, 0);
268     if (ret < 0)
269         return ret;
270
271     /* Offsets are stored from HQA1 position, so adjust them accordingly. */
272     for (i = 0; i < num_slices + 1; i++)
273         slice_off[i] = bytestream2_get_be32(&ctx->gbc) - 4;
274
275     for (slice = 0; slice < num_slices; slice++) {
276         if (slice_off[slice] < (num_slices + 1) * 3 ||
277             slice_off[slice] >= slice_off[slice + 1] ||
278             slice_off[slice + 1] > data_size) {
279             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
280                    "Invalid slice size %zu.\n", data_size);
281             break;
282         }
283         init_get_bits(&gb, src + slice_off[slice],
284                       (slice_off[slice + 1] - slice_off[slice]) * 8);
285
286         ret = hqa_decode_slice(ctx, pic, &gb, quant, slice, width, height);
287         if (ret < 0)
288             return ret;
289     }
290
291     return 0;
292 }
293
294 static int hq_hqa_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
295                                int *got_frame, AVPacket *avpkt)
296 {
297     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
298     AVFrame *pic = data;
299     uint32_t info_tag;
300     unsigned int data_size;
301     int ret;
302     unsigned tag;
303
304     bytestream2_init(&ctx->gbc, avpkt->data, avpkt->size);
305     if (bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc) < 4 + 4) {
306         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame is too small (%d).\n", avpkt->size);
307         return AVERROR_INVALIDDATA;
308     }
309
310     info_tag = bytestream2_peek_le32(&ctx->gbc);
311     if (info_tag == MKTAG('I', 'N', 'F', 'O')) {
312         int info_size;
313         bytestream2_skip(&ctx->gbc, 4);
314         info_size = bytestream2_get_le32(&ctx->gbc);
315         if (bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc) < info_size) {
316             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid INFO size (%d).\n", info_size);
317             return AVERROR_INVALIDDATA;
318         }
319         ff_canopus_parse_info_tag(avctx, ctx->gbc.buffer, info_size);
320
321         bytestream2_skip(&ctx->gbc, info_size);
322     }
323
324     data_size = bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc);
325     if (data_size < 4) {
326         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame is too small (%d).\n", data_size);
327         return AVERROR_INVALIDDATA;
328     }
329
330     /* HQ defines dimensions and number of slices, and thus slice traversal
331      * order. HQA has no size constraint and a fixed number of slices, so it
332      * needs a separate scheme for it. */
333     tag = bytestream2_get_le32(&ctx->gbc);
334     if ((tag & 0x00FFFFFF) == (MKTAG('U', 'V', 'C', ' ') & 0x00FFFFFF)) {
335         ret = hq_decode_frame(ctx, pic, tag >> 24, data_size);
336     } else if (tag == MKTAG('H', 'Q', 'A', '1')) {
337         ret = hqa_decode_frame(ctx, pic, data_size);
338     } else {
339         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not a HQ/HQA frame.\n");
340         return AVERROR_INVALIDDATA;
341     }
342     if (ret < 0) {
343         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame.\n");
344         return ret;
345     }
346
347     pic->key_frame = 1;
348     pic->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
349
350     *got_frame = 1;
351
352     return avpkt->size;
353 }
354
355 static av_cold int hq_hqa_decode_init(AVCodecContext *avctx)
356 {
357     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
358     ctx->avctx = avctx;
359
360     ff_hqdsp_init(&ctx->hqhqadsp);
361
362     return ff_hq_init_vlcs(ctx);
363 }
364
365 static av_cold int hq_hqa_decode_close(AVCodecContext *avctx)
366 {
367     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
368
369     ff_free_vlc(&ctx->hq_ac_vlc);
370     ff_free_vlc(&ctx->hqa_cbp_vlc);
371
372     return 0;
373 }
374
375 AVCodec ff_hq_hqa_decoder = {
376     .name           = "hq_hqa",
377     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Canopus HQ/HQA"),
378     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
379     .id             = AV_CODEC_ID_HQ_HQA,
380     .priv_data_size = sizeof(HQContext),
381     .init           = hq_hqa_decode_init,
382     .decode         = hq_hqa_decode_frame,
383     .close          = hq_hqa_decode_close,
384     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
385     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
386                       FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
387 };