Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / libavcodec / indeo3.c
1 /*
2  * Indeo Video v3 compatible decoder
3  * Copyright (c) 2009 - 2011 Maxim Poliakovski
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 Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * This is a decoder for Intel Indeo Video v3.
25  * It is based on vector quantization, run-length coding and motion compensation.
26  * Known container formats: .avi and .mov
27  * Known FOURCCs: 'IV31', 'IV32'
28  *
29  * @see http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=Indeo_3
30  */
31
32 #include "libavutil/imgutils.h"
33 #include "libavutil/intreadwrite.h"
34 #include "avcodec.h"
35 #include "dsputil.h"
36 #include "bytestream.h"
37 #include "get_bits.h"
38
39 #include "indeo3data.h"
40
41 /* RLE opcodes. */
42 enum {
43     RLE_ESC_F9    = 249, ///< same as RLE_ESC_FA + do the same with next block
44     RLE_ESC_FA    = 250, ///< INTRA: skip block, INTER: copy data from reference
45     RLE_ESC_FB    = 251, ///< apply null delta to N blocks / skip N blocks
46     RLE_ESC_FC    = 252, ///< same as RLE_ESC_FD + do the same with next block
47     RLE_ESC_FD    = 253, ///< apply null delta to all remaining lines of this block
48     RLE_ESC_FE    = 254, ///< apply null delta to all lines up to the 3rd line
49     RLE_ESC_FF    = 255  ///< apply null delta to all lines up to the 2nd line
50 };
51
52
53 /* Some constants for parsing frame bitstream flags. */
54 #define BS_8BIT_PEL     (1 << 1) ///< 8bit pixel bitdepth indicator
55 #define BS_KEYFRAME     (1 << 2) ///< intra frame indicator
56 #define BS_MV_Y_HALF    (1 << 4) ///< vertical mv halfpel resolution indicator
57 #define BS_MV_X_HALF    (1 << 5) ///< horizontal mv halfpel resolution indicator
58 #define BS_NONREF       (1 << 8) ///< nonref (discardable) frame indicator
59 #define BS_BUFFER        9       ///< indicates which of two frame buffers should be used
60
61
62 typedef struct Plane {
63     uint8_t         *buffers[2];
64     uint8_t         *pixels[2]; ///< pointer to the actual pixel data of the buffers above
65     uint32_t        width;
66     uint32_t        height;
67     uint32_t        pitch;
68 } Plane;
69
70 #define CELL_STACK_MAX  20
71
72 typedef struct Cell {
73     int16_t         xpos;       ///< cell coordinates in 4x4 blocks
74     int16_t         ypos;
75     int16_t         width;      ///< cell width  in 4x4 blocks
76     int16_t         height;     ///< cell height in 4x4 blocks
77     uint8_t         tree;       ///< tree id: 0- MC tree, 1 - VQ tree
78     const int8_t    *mv_ptr;    ///< ptr to the motion vector if any
79 } Cell;
80
81 typedef struct Indeo3DecodeContext {
82     AVCodecContext *avctx;
83     AVFrame         frame;
84     DSPContext      dsp;
85
86     GetBitContext   gb;
87     int             need_resync;
88     int             skip_bits;
89     const uint8_t   *next_cell_data;
90     const uint8_t   *last_byte;
91     const int8_t    *mc_vectors;
92     unsigned        num_vectors;    ///< number of motion vectors in mc_vectors
93
94     int16_t         width, height;
95     uint32_t        frame_num;      ///< current frame number (zero-based)
96     uint32_t        data_size;      ///< size of the frame data in bytes
97     uint16_t        frame_flags;    ///< frame properties
98     uint8_t         cb_offset;      ///< needed for selecting VQ tables
99     uint8_t         buf_sel;        ///< active frame buffer: 0 - primary, 1 -secondary
100     const uint8_t   *y_data_ptr;
101     const uint8_t   *v_data_ptr;
102     const uint8_t   *u_data_ptr;
103     int32_t         y_data_size;
104     int32_t         v_data_size;
105     int32_t         u_data_size;
106     const uint8_t   *alt_quant;     ///< secondary VQ table set for the modes 1 and 4
107     Plane           planes[3];
108 } Indeo3DecodeContext;
109
110
111 static uint8_t requant_tab[8][128];
112
113 /*
114  *  Build the static requantization table.
115  *  This table is used to remap pixel values according to a specific
116  *  quant index and thus avoid overflows while adding deltas.
117  */
118 static av_cold void build_requant_tab(void)
119 {
120     static int8_t offsets[8] = { 1, 1, 2, -3, -3, 3, 4, 4 };
121     static int8_t deltas [8] = { 0, 1, 0,  4,  4, 1, 0, 1 };
122
123     int i, j, step;
124
125     for (i = 0; i < 8; i++) {
126         step = i + 2;
127         for (j = 0; j < 128; j++)
128                 requant_tab[i][j] = (j + offsets[i]) / step * step + deltas[i];
129     }
130
131     /* some last elements calculated above will have values >= 128 */
132     /* pixel values shall never exceed 127 so set them to non-overflowing values */
133     /* according with the quantization step of the respective section */
134     requant_tab[0][127] = 126;
135     requant_tab[1][119] = 118;
136     requant_tab[1][120] = 118;
137     requant_tab[2][126] = 124;
138     requant_tab[2][127] = 124;
139     requant_tab[6][124] = 120;
140     requant_tab[6][125] = 120;
141     requant_tab[6][126] = 120;
142     requant_tab[6][127] = 120;
143
144     /* Patch for compatibility with the Intel's binary decoders */
145     requant_tab[1][7] = 10;
146     requant_tab[4][8] = 10;
147 }
148
149
150 static av_cold int allocate_frame_buffers(Indeo3DecodeContext *ctx,
151                                           AVCodecContext *avctx)
152 {
153     int p, luma_width, luma_height, chroma_width, chroma_height;
154     int luma_pitch, chroma_pitch, luma_size, chroma_size;
155
156     luma_width  = ctx->width;
157     luma_height = ctx->height;
158
159     if (luma_width  < 16 || luma_width  > 640 ||
160         luma_height < 16 || luma_height > 480 ||
161         luma_width  &  3 || luma_height &   3) {
162         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid picture dimensions: %d x %d!\n",
163                luma_width, luma_height);
164         return AVERROR_INVALIDDATA;
165     }
166
167     chroma_width  = FFALIGN(luma_width  >> 2, 4);
168     chroma_height = FFALIGN(luma_height >> 2, 4);
169
170     luma_pitch   = FFALIGN(luma_width,   16);
171     chroma_pitch = FFALIGN(chroma_width, 16);
172
173     /* Calculate size of the luminance plane.  */
174     /* Add one line more for INTRA prediction. */
175     luma_size = luma_pitch * (luma_height + 1);
176
177     /* Calculate size of a chrominance planes. */
178     /* Add one line more for INTRA prediction. */
179     chroma_size = chroma_pitch * (chroma_height + 1);
180
181     /* allocate frame buffers */
182     for (p = 0; p < 3; p++) {
183         ctx->planes[p].pitch  = !p ? luma_pitch  : chroma_pitch;
184         ctx->planes[p].width  = !p ? luma_width  : chroma_width;
185         ctx->planes[p].height = !p ? luma_height : chroma_height;
186
187         ctx->planes[p].buffers[0] = av_malloc(!p ? luma_size : chroma_size);
188         ctx->planes[p].buffers[1] = av_malloc(!p ? luma_size : chroma_size);
189
190         /* fill the INTRA prediction lines with the middle pixel value = 64 */
191         memset(ctx->planes[p].buffers[0], 0x40, ctx->planes[p].pitch);
192         memset(ctx->planes[p].buffers[1], 0x40, ctx->planes[p].pitch);
193
194         /* set buffer pointers = buf_ptr + pitch and thus skip the INTRA prediction line */
195         ctx->planes[p].pixels[0] = ctx->planes[p].buffers[0] + ctx->planes[p].pitch;
196         ctx->planes[p].pixels[1] = ctx->planes[p].buffers[1] + ctx->planes[p].pitch;
197     }
198
199     return 0;
200 }
201
202
203 static av_cold void free_frame_buffers(Indeo3DecodeContext *ctx)
204 {
205     int p;
206
207     for (p = 0; p < 3; p++) {
208         av_freep(&ctx->planes[p].buffers[0]);
209         av_freep(&ctx->planes[p].buffers[1]);
210     }
211 }
212
213
214 /**
215  *  Copy pixels of the cell(x + mv_x, y + mv_y) from the previous frame into
216  *  the cell(x, y) in the current frame.
217  *
218  *  @param ctx      pointer to the decoder context
219  *  @param plane    pointer to the plane descriptor
220  *  @param cell     pointer to the cell  descriptor
221  */
222 static void copy_cell(Indeo3DecodeContext *ctx, Plane *plane, Cell *cell)
223 {
224     int     h, w, mv_x, mv_y, offset, offset_dst;
225     uint8_t *src, *dst;
226
227     /* setup output and reference pointers */
228     offset_dst  = (cell->ypos << 2) * plane->pitch + (cell->xpos << 2);
229     dst         = plane->pixels[ctx->buf_sel] + offset_dst;
230     if(cell->mv_ptr){
231     mv_y        = cell->mv_ptr[0];
232     mv_x        = cell->mv_ptr[1];
233     }else
234         mv_x= mv_y= 0;
235     offset      = offset_dst + mv_y * plane->pitch + mv_x;
236     src         = plane->pixels[ctx->buf_sel ^ 1] + offset;
237
238     h = cell->height << 2;
239
240     for (w = cell->width; w > 0;) {
241         /* copy using 16xH blocks */
242         if (!((cell->xpos << 2) & 15) && w >= 4) {
243             for (; w >= 4; src += 16, dst += 16, w -= 4)
244                 ctx->dsp.put_no_rnd_pixels_tab[0][0](dst, src, plane->pitch, h);
245         }
246
247         /* copy using 8xH blocks */
248         if (!((cell->xpos << 2) & 7) && w >= 2) {
249             ctx->dsp.put_no_rnd_pixels_tab[1][0](dst, src, plane->pitch, h);
250             w -= 2;
251             src += 8;
252             dst += 8;
253         }
254
255         if (w >= 1) {
256             copy_block4(dst, src, plane->pitch, plane->pitch, h);
257             w--;
258             src += 4;
259             dst += 4;
260         }
261     }
262 }
263
264
265 /* Average 4/8 pixels at once without rounding using SWAR */
266 #define AVG_32(dst, src, ref) \
267     AV_WN32A(dst, ((AV_RN32A(src) + AV_RN32A(ref)) >> 1) & 0x7F7F7F7FUL)
268
269 #define AVG_64(dst, src, ref) \
270     AV_WN64A(dst, ((AV_RN64A(src) + AV_RN64A(ref)) >> 1) & 0x7F7F7F7F7F7F7F7FULL)
271
272
273 /*
274  *  Replicate each even pixel as follows:
275  *  ABCDEFGH -> AACCEEGG
276  */
277 static inline uint64_t replicate64(uint64_t a) {
278 #if HAVE_BIGENDIAN
279     a &= 0xFF00FF00FF00FF00ULL;
280     a |= a >> 8;
281 #else
282     a &= 0x00FF00FF00FF00FFULL;
283     a |= a << 8;
284 #endif
285     return a;
286 }
287
288 static inline uint32_t replicate32(uint32_t a) {
289 #if HAVE_BIGENDIAN
290     a &= 0xFF00FF00UL;
291     a |= a >> 8;
292 #else
293     a &= 0x00FF00FFUL;
294     a |= a << 8;
295 #endif
296     return a;
297 }
298
299
300 /* Fill n lines with 64bit pixel value pix */
301 static inline void fill_64(uint8_t *dst, const uint64_t pix, int32_t n,
302                            int32_t row_offset)
303 {
304     for (; n > 0; dst += row_offset, n--)
305         AV_WN64A(dst, pix);
306 }
307
308
309 /* Error codes for cell decoding. */
310 enum {
311     IV3_NOERR       = 0,
312     IV3_BAD_RLE     = 1,
313     IV3_BAD_DATA    = 2,
314     IV3_BAD_COUNTER = 3,
315     IV3_UNSUPPORTED = 4,
316     IV3_OUT_OF_DATA = 5
317 };
318
319
320 #define BUFFER_PRECHECK \
321 if (*data_ptr >= last_ptr) \
322     return IV3_OUT_OF_DATA; \
323
324 #define RLE_BLOCK_COPY \
325     if (cell->mv_ptr || !skip_flag) \
326         copy_block4(dst, ref, row_offset, row_offset, 4 << v_zoom)
327
328 #define RLE_BLOCK_COPY_8 \
329     pix64 = AV_RN64A(ref);\
330     if (is_first_row) {/* special prediction case: top line of a cell */\
331         pix64 = replicate64(pix64);\
332         fill_64(dst + row_offset, pix64, 7, row_offset);\
333         AVG_64(dst, ref, dst + row_offset);\
334     } else \
335         fill_64(dst, pix64, 8, row_offset)
336
337 #define RLE_LINES_COPY \
338     copy_block4(dst, ref, row_offset, row_offset, num_lines << v_zoom)
339
340 #define RLE_LINES_COPY_M10 \
341     pix64 = AV_RN64A(ref);\
342     if (is_top_of_cell) {\
343         pix64 = replicate64(pix64);\
344         fill_64(dst + row_offset, pix64, (num_lines << 1) - 1, row_offset);\
345         AVG_64(dst, ref, dst + row_offset);\
346     } else \
347         fill_64(dst, pix64, num_lines << 1, row_offset)
348
349 #define APPLY_DELTA_4 \
350     AV_WN16A(dst + line_offset    , AV_RN16A(ref    ) + delta_tab->deltas[dyad1]);\
351     AV_WN16A(dst + line_offset + 2, AV_RN16A(ref + 2) + delta_tab->deltas[dyad2]);\
352     if (mode >= 3) {\
353         if (is_top_of_cell && !cell->ypos) {\
354             AV_COPY32(dst, dst + row_offset);\
355         } else {\
356             AVG_32(dst, ref, dst + row_offset);\
357         }\
358     }
359
360 #define APPLY_DELTA_8 \
361     /* apply two 32-bit VQ deltas to next even line */\
362     if (is_top_of_cell) { \
363         AV_WN32A(dst + row_offset    , \
364                  replicate32(AV_RN32A(ref    )) + delta_tab->deltas_m10[dyad1]);\
365         AV_WN32A(dst + row_offset + 4, \
366                  replicate32(AV_RN32A(ref + 4)) + delta_tab->deltas_m10[dyad2]);\
367     } else { \
368         AV_WN32A(dst + row_offset    , \
369                  AV_RN32A(ref    ) + delta_tab->deltas_m10[dyad1]);\
370         AV_WN32A(dst + row_offset + 4, \
371                  AV_RN32A(ref + 4) + delta_tab->deltas_m10[dyad2]);\
372     } \
373     /* odd lines are not coded but rather interpolated/replicated */\
374     /* first line of the cell on the top of image? - replicate */\
375     /* otherwise - interpolate */\
376     if (is_top_of_cell && !cell->ypos) {\
377         AV_COPY64(dst, dst + row_offset);\
378     } else \
379         AVG_64(dst, ref, dst + row_offset);
380
381
382 #define APPLY_DELTA_1011_INTER \
383     if (mode == 10) { \
384         AV_WN32A(dst                 , \
385                  AV_RN32A(dst                 ) + delta_tab->deltas_m10[dyad1]);\
386         AV_WN32A(dst + 4             , \
387                  AV_RN32A(dst + 4             ) + delta_tab->deltas_m10[dyad2]);\
388         AV_WN32A(dst + row_offset    , \
389                  AV_RN32A(dst + row_offset    ) + delta_tab->deltas_m10[dyad1]);\
390         AV_WN32A(dst + row_offset + 4, \
391                  AV_RN32A(dst + row_offset + 4) + delta_tab->deltas_m10[dyad2]);\
392     } else { \
393         AV_WN16A(dst                 , \
394                  AV_RN16A(dst                 ) + delta_tab->deltas[dyad1]);\
395         AV_WN16A(dst + 2             , \
396                  AV_RN16A(dst + 2             ) + delta_tab->deltas[dyad2]);\
397         AV_WN16A(dst + row_offset    , \
398                  AV_RN16A(dst + row_offset    ) + delta_tab->deltas[dyad1]);\
399         AV_WN16A(dst + row_offset + 2, \
400                  AV_RN16A(dst + row_offset + 2) + delta_tab->deltas[dyad2]);\
401     }
402
403
404 static int decode_cell_data(Cell *cell, uint8_t *block, uint8_t *ref_block,
405                             int pitch, int h_zoom, int v_zoom, int mode,
406                             const vqEntry *delta[2], int swap_quads[2],
407                             const uint8_t **data_ptr, const uint8_t *last_ptr)
408 {
409     int           x, y, line, num_lines;
410     int           rle_blocks = 0;
411     uint8_t       code, *dst, *ref;
412     const vqEntry *delta_tab;
413     unsigned int  dyad1, dyad2;
414     uint64_t      pix64;
415     int           skip_flag = 0, is_top_of_cell, is_first_row = 1;
416     int           row_offset, blk_row_offset, line_offset;
417
418     row_offset     =  pitch;
419     blk_row_offset = (row_offset << (2 + v_zoom)) - (cell->width << 2);
420     line_offset    = v_zoom ? row_offset : 0;
421
422     for (y = 0; y < cell->height; is_first_row = 0, y += 1 + v_zoom) {
423         for (x = 0; x < cell->width; x += 1 + h_zoom) {
424             ref = ref_block;
425             dst = block;
426
427             if (rle_blocks > 0) {
428                 if (mode <= 4) {
429                     RLE_BLOCK_COPY;
430                 } else if (mode == 10 && !cell->mv_ptr) {
431                     RLE_BLOCK_COPY_8;
432                 }
433                 rle_blocks--;
434             } else {
435                 for (line = 0; line < 4;) {
436                     num_lines = 1;
437                     is_top_of_cell = is_first_row && !line;
438
439                     /* select primary VQ table for odd, secondary for even lines */
440                     if (mode <= 4)
441                         delta_tab = delta[line & 1];
442                     else
443                         delta_tab = delta[1];
444                     BUFFER_PRECHECK;
445                     code = bytestream_get_byte(data_ptr);
446                     if (code < 248) {
447                         if (code < delta_tab->num_dyads) {
448                             BUFFER_PRECHECK;
449                             dyad1 = bytestream_get_byte(data_ptr);
450                             dyad2 = code;
451                             if (dyad1 >= delta_tab->num_dyads || dyad1 >= 248)
452                                 return IV3_BAD_DATA;
453                         } else {
454                             /* process QUADS */
455                             code -= delta_tab->num_dyads;
456                             dyad1 = code / delta_tab->quad_exp;
457                             dyad2 = code % delta_tab->quad_exp;
458                             if (swap_quads[line & 1])
459                                 FFSWAP(unsigned int, dyad1, dyad2);
460                         }
461                         if (mode <= 4) {
462                             APPLY_DELTA_4;
463                         } else if (mode == 10 && !cell->mv_ptr) {
464                             APPLY_DELTA_8;
465                         } else {
466                             APPLY_DELTA_1011_INTER;
467                         }
468                     } else {
469                         /* process RLE codes */
470                         switch (code) {
471                         case RLE_ESC_FC:
472                             skip_flag  = 0;
473                             rle_blocks = 1;
474                             code       = 253;
475                             /* FALLTHROUGH */
476                         case RLE_ESC_FF:
477                         case RLE_ESC_FE:
478                         case RLE_ESC_FD:
479                             num_lines = 257 - code - line;
480                             if (num_lines <= 0)
481                                 return IV3_BAD_RLE;
482                             if (mode <= 4) {
483                                 RLE_LINES_COPY;
484                             } else if (mode == 10 && !cell->mv_ptr) {
485                                 RLE_LINES_COPY_M10;
486                             }
487                             break;
488                         case RLE_ESC_FB:
489                             BUFFER_PRECHECK;
490                             code = bytestream_get_byte(data_ptr);
491                             rle_blocks = (code & 0x1F) - 1; /* set block counter */
492                             if (code >= 64 || rle_blocks < 0)
493                                 return IV3_BAD_COUNTER;
494                             skip_flag = code & 0x20;
495                             num_lines = 4 - line; /* enforce next block processing */
496                             if (mode >= 10 || (cell->mv_ptr || !skip_flag)) {
497                                 if (mode <= 4) {
498                                     RLE_LINES_COPY;
499                                 } else if (mode == 10 && !cell->mv_ptr) {
500                                     RLE_LINES_COPY_M10;
501                                 }
502                             }
503                             break;
504                         case RLE_ESC_F9:
505                             skip_flag  = 1;
506                             rle_blocks = 1;
507                             /* FALLTHROUGH */
508                         case RLE_ESC_FA:
509                             if (line)
510                                 return IV3_BAD_RLE;
511                             num_lines = 4; /* enforce next block processing */
512                             if (cell->mv_ptr) {
513                                 if (mode <= 4) {
514                                     RLE_LINES_COPY;
515                                 } else if (mode == 10 && !cell->mv_ptr) {
516                                     RLE_LINES_COPY_M10;
517                                 }
518                             }
519                             break;
520                         default:
521                             return IV3_UNSUPPORTED;
522                         }
523                     }
524
525                     line += num_lines;
526                     ref  += row_offset * (num_lines << v_zoom);
527                     dst  += row_offset * (num_lines << v_zoom);
528                 }
529             }
530
531             /* move to next horizontal block */
532             block     += 4 << h_zoom;
533             ref_block += 4 << h_zoom;
534         }
535
536         /* move to next line of blocks */
537         ref_block += blk_row_offset;
538         block     += blk_row_offset;
539     }
540     return IV3_NOERR;
541 }
542
543
544 /**
545  *  Decode a vector-quantized cell.
546  *  It consists of several routines, each of which handles one or more "modes"
547  *  with which a cell can be encoded.
548  *
549  *  @param ctx      pointer to the decoder context
550  *  @param avctx    ptr to the AVCodecContext
551  *  @param plane    pointer to the plane descriptor
552  *  @param cell     pointer to the cell  descriptor
553  *  @param data_ptr pointer to the compressed data
554  *  @param last_ptr pointer to the last byte to catch reads past end of buffer
555  *  @return         number of consumed bytes or negative number in case of error
556  */
557 static int decode_cell(Indeo3DecodeContext *ctx, AVCodecContext *avctx,
558                        Plane *plane, Cell *cell, const uint8_t *data_ptr,
559                        const uint8_t *last_ptr)
560 {
561     int           x, mv_x, mv_y, mode, vq_index, prim_indx, second_indx;
562     int           zoom_fac;
563     int           offset, error = 0, swap_quads[2];
564     uint8_t       code, *block, *ref_block = 0;
565     const vqEntry *delta[2];
566     const uint8_t *data_start = data_ptr;
567
568     /* get coding mode and VQ table index from the VQ descriptor byte */
569     code     = *data_ptr++;
570     mode     = code >> 4;
571     vq_index = code & 0xF;
572
573     /* setup output and reference pointers */
574     offset = (cell->ypos << 2) * plane->pitch + (cell->xpos << 2);
575     block  =  plane->pixels[ctx->buf_sel] + offset;
576     if (!cell->mv_ptr) {
577         /* use previous line as reference for INTRA cells */
578         ref_block = block - plane->pitch;
579     } else if (mode >= 10) {
580         /* for mode 10 and 11 INTER first copy the predicted cell into the current one */
581         /* so we don't need to do data copying for each RLE code later */
582         copy_cell(ctx, plane, cell);
583     } else {
584         /* set the pointer to the reference pixels for modes 0-4 INTER */
585         mv_y      = cell->mv_ptr[0];
586         mv_x      = cell->mv_ptr[1];
587         offset   += mv_y * plane->pitch + mv_x;
588         ref_block = plane->pixels[ctx->buf_sel ^ 1] + offset;
589     }
590
591     /* select VQ tables as follows: */
592     /* modes 0 and 3 use only the primary table for all lines in a block */
593     /* while modes 1 and 4 switch between primary and secondary tables on alternate lines */
594     if (mode == 1 || mode == 4) {
595         code        = ctx->alt_quant[vq_index];
596         prim_indx   = (code >> 4)  + ctx->cb_offset;
597         second_indx = (code & 0xF) + ctx->cb_offset;
598     } else {
599         vq_index += ctx->cb_offset;
600         prim_indx = second_indx = vq_index;
601     }
602
603     if (prim_indx >= 24 || second_indx >= 24) {
604         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid VQ table indexes! Primary: %d, secondary: %d!\n",
605                prim_indx, second_indx);
606         return AVERROR_INVALIDDATA;
607     }
608
609     delta[0] = &vq_tab[second_indx];
610     delta[1] = &vq_tab[prim_indx];
611     swap_quads[0] = second_indx >= 16;
612     swap_quads[1] = prim_indx   >= 16;
613
614     /* requantize the prediction if VQ index of this cell differs from VQ index */
615     /* of the predicted cell in order to avoid overflows. */
616     if (vq_index >= 8 && ref_block) {
617         for (x = 0; x < cell->width << 2; x++)
618             ref_block[x] = requant_tab[vq_index & 7][ref_block[x]];
619     }
620
621     error = IV3_NOERR;
622
623     switch (mode) {
624     case 0: /*------------------ MODES 0 & 1 (4x4 block processing) --------------------*/
625     case 1:
626     case 3: /*------------------ MODES 3 & 4 (4x8 block processing) --------------------*/
627     case 4:
628         if (mode >= 3 && cell->mv_ptr) {
629             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Attempt to apply Mode 3/4 to an INTER cell!\n");
630             return AVERROR_INVALIDDATA;
631         }
632
633         zoom_fac = mode >= 3;
634         error = decode_cell_data(cell, block, ref_block, plane->pitch, 0, zoom_fac,
635                                  mode, delta, swap_quads, &data_ptr, last_ptr);
636         break;
637     case 10: /*-------------------- MODE 10 (8x8 block processing) ---------------------*/
638     case 11: /*----------------- MODE 11 (4x8 INTER block processing) ------------------*/
639         if (mode == 10 && !cell->mv_ptr) { /* MODE 10 INTRA processing */
640             error = decode_cell_data(cell, block, ref_block, plane->pitch, 1, 1,
641                                      mode, delta, swap_quads, &data_ptr, last_ptr);
642         } else { /* mode 10 and 11 INTER processing */
643             if (mode == 11 && !cell->mv_ptr) {
644                av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Attempt to use Mode 11 for an INTRA cell!\n");
645                return AVERROR_INVALIDDATA;
646             }
647
648             zoom_fac = mode == 10;
649             error = decode_cell_data(cell, block, ref_block, plane->pitch,
650                                      zoom_fac, 1, mode, delta, swap_quads,
651                                      &data_ptr, last_ptr);
652         }
653         break;
654     default:
655         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported coding mode: %d\n", mode);
656         return AVERROR_INVALIDDATA;
657     }//switch mode
658
659     switch (error) {
660     case IV3_BAD_RLE:
661         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Mode %d: RLE code %X is not allowed at the current line\n",
662                mode, data_ptr[-1]);
663         return AVERROR_INVALIDDATA;
664     case IV3_BAD_DATA:
665         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Mode %d: invalid VQ data\n", mode);
666         return AVERROR_INVALIDDATA;
667     case IV3_BAD_COUNTER:
668         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Mode %d: RLE-FB invalid counter: %d\n", mode, code);
669         return AVERROR_INVALIDDATA;
670     case IV3_UNSUPPORTED:
671         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Mode %d: unsupported RLE code: %X\n", mode, data_ptr[-1]);
672         return AVERROR_INVALIDDATA;
673     case IV3_OUT_OF_DATA:
674         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Mode %d: attempt to read past end of buffer\n", mode);
675         return AVERROR_INVALIDDATA;
676     }
677
678     return data_ptr - data_start; /* report number of bytes consumed from the input buffer */
679 }
680
681
682 /* Binary tree codes. */
683 enum {
684     H_SPLIT    = 0,
685     V_SPLIT    = 1,
686     INTRA_NULL = 2,
687     INTER_DATA = 3
688 };
689
690
691 #define SPLIT_CELL(size, new_size) (new_size) = ((size) > 2) ? ((((size) + 2) >> 2) << 1) : 1
692
693 #define UPDATE_BITPOS(n) \
694     ctx->skip_bits  += (n); \
695     ctx->need_resync = 1
696
697 #define RESYNC_BITSTREAM \
698     if (ctx->need_resync && !(get_bits_count(&ctx->gb) & 7)) { \
699         skip_bits_long(&ctx->gb, ctx->skip_bits);              \
700         ctx->skip_bits   = 0;                                  \
701         ctx->need_resync = 0;                                  \
702     }
703
704 #define CHECK_CELL \
705     if (curr_cell.xpos + curr_cell.width > (plane->width >> 2) ||               \
706         curr_cell.ypos + curr_cell.height > (plane->height >> 2)) {             \
707         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid cell: x=%d, y=%d, w=%d, h=%d\n",   \
708                curr_cell.xpos, curr_cell.ypos, curr_cell.width, curr_cell.height); \
709         return AVERROR_INVALIDDATA;                                                              \
710     }
711
712
713 static int parse_bintree(Indeo3DecodeContext *ctx, AVCodecContext *avctx,
714                          Plane *plane, int code, Cell *ref_cell,
715                          const int depth, const int strip_width)
716 {
717     Cell    curr_cell;
718     int     bytes_used;
719
720     if (depth <= 0) {
721         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stack overflow (corrupted binary tree)!\n");
722         return AVERROR_INVALIDDATA; // unwind recursion
723     }
724
725     curr_cell = *ref_cell; // clone parent cell
726     if (code == H_SPLIT) {
727         SPLIT_CELL(ref_cell->height, curr_cell.height);
728         ref_cell->ypos   += curr_cell.height;
729         ref_cell->height -= curr_cell.height;
730     } else if (code == V_SPLIT) {
731         if (curr_cell.width > strip_width) {
732             /* split strip */
733             curr_cell.width = (curr_cell.width <= (strip_width << 1) ? 1 : 2) * strip_width;
734         } else
735             SPLIT_CELL(ref_cell->width, curr_cell.width);
736         ref_cell->xpos  += curr_cell.width;
737         ref_cell->width -= curr_cell.width;
738     }
739
740     while (get_bits_left(&ctx->gb) >= 2) { /* loop until return */
741         RESYNC_BITSTREAM;
742         switch (code = get_bits(&ctx->gb, 2)) {
743         case H_SPLIT:
744         case V_SPLIT:
745             if (parse_bintree(ctx, avctx, plane, code, &curr_cell, depth - 1, strip_width))
746                 return AVERROR_INVALIDDATA;
747             break;
748         case INTRA_NULL:
749             if (!curr_cell.tree) { /* MC tree INTRA code */
750                 curr_cell.mv_ptr = 0; /* mark the current strip as INTRA */
751                 curr_cell.tree   = 1; /* enter the VQ tree */
752             } else { /* VQ tree NULL code */
753                 RESYNC_BITSTREAM;
754                 code = get_bits(&ctx->gb, 2);
755                 if (code >= 2) {
756                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid VQ_NULL code: %d\n", code);
757                     return AVERROR_INVALIDDATA;
758                 }
759                 if (code == 1)
760                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "SkipCell procedure not implemented yet!\n");
761
762                 CHECK_CELL
763                 if (!curr_cell.mv_ptr)
764                     return AVERROR_INVALIDDATA;
765                 copy_cell(ctx, plane, &curr_cell);
766                 return 0;
767             }
768             break;
769         case INTER_DATA:
770             if (!curr_cell.tree) { /* MC tree INTER code */
771                 unsigned mv_idx;
772                 /* get motion vector index and setup the pointer to the mv set */
773                 if (!ctx->need_resync)
774                     ctx->next_cell_data = &ctx->gb.buffer[(get_bits_count(&ctx->gb) + 7) >> 3];
775                 if(ctx->mc_vectors)
776                     mv_idx = *(ctx->next_cell_data++) << 1;
777                 if (mv_idx >= ctx->num_vectors) {
778                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "motion vector index out of range\n");
779                     return AVERROR_INVALIDDATA;
780                 }
781                 curr_cell.mv_ptr = &ctx->mc_vectors[mv_idx];
782                 curr_cell.tree   = 1; /* enter the VQ tree */
783                 UPDATE_BITPOS(8);
784             } else { /* VQ tree DATA code */
785                 if (!ctx->need_resync)
786                     ctx->next_cell_data = &ctx->gb.buffer[(get_bits_count(&ctx->gb) + 7) >> 3];
787
788                 CHECK_CELL
789                 bytes_used = decode_cell(ctx, avctx, plane, &curr_cell,
790                                          ctx->next_cell_data, ctx->last_byte);
791                 if (bytes_used < 0)
792                     return AVERROR_INVALIDDATA;
793
794                 UPDATE_BITPOS(bytes_used << 3);
795                 ctx->next_cell_data += bytes_used;
796                 return 0;
797             }
798             break;
799         }
800     }//while
801
802     return AVERROR_INVALIDDATA;
803 }
804
805
806 static int decode_plane(Indeo3DecodeContext *ctx, AVCodecContext *avctx,
807                         Plane *plane, const uint8_t *data, int32_t data_size,
808                         int32_t strip_width)
809 {
810     Cell            curr_cell;
811     unsigned        num_vectors;
812
813     /* each plane data starts with mc_vector_count field, */
814     /* an optional array of motion vectors followed by the vq data */
815     num_vectors = bytestream_get_le32(&data);
816     if (num_vectors > 256) {
817         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
818                "Read invalid number of motion vectors %d\n", num_vectors);
819         return AVERROR_INVALIDDATA;
820     }
821     if (num_vectors * 2 >= data_size)
822         return AVERROR_INVALIDDATA;
823
824     ctx->num_vectors = num_vectors;
825     ctx->mc_vectors  = num_vectors ? data : 0;
826
827     /* init the bitreader */
828     init_get_bits(&ctx->gb, &data[num_vectors * 2], (data_size - num_vectors * 2) << 3);
829     ctx->skip_bits   = 0;
830     ctx->need_resync = 0;
831
832     ctx->last_byte = data + data_size - 1;
833
834     /* initialize the 1st cell and set its dimensions to whole plane */
835     curr_cell.xpos   = curr_cell.ypos = 0;
836     curr_cell.width  = plane->width  >> 2;
837     curr_cell.height = plane->height >> 2;
838     curr_cell.tree   = 0; // we are in the MC tree now
839     curr_cell.mv_ptr = 0; // no motion vector = INTRA cell
840
841     return parse_bintree(ctx, avctx, plane, INTRA_NULL, &curr_cell, CELL_STACK_MAX, strip_width);
842 }
843
844
845 #define OS_HDR_ID   MKBETAG('F', 'R', 'M', 'H')
846
847 static int decode_frame_headers(Indeo3DecodeContext *ctx, AVCodecContext *avctx,
848                                 const uint8_t *buf, int buf_size)
849 {
850     const uint8_t   *buf_ptr = buf, *bs_hdr;
851     uint32_t        frame_num, word2, check_sum, data_size;
852     uint32_t        y_offset, u_offset, v_offset, starts[3], ends[3];
853     uint16_t        height, width;
854     int             i, j;
855
856     /* parse and check the OS header */
857     frame_num = bytestream_get_le32(&buf_ptr);
858     word2     = bytestream_get_le32(&buf_ptr);
859     check_sum = bytestream_get_le32(&buf_ptr);
860     data_size = bytestream_get_le32(&buf_ptr);
861
862     if ((frame_num ^ word2 ^ data_size ^ OS_HDR_ID) != check_sum) {
863         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "OS header checksum mismatch!\n");
864         return AVERROR_INVALIDDATA;
865     }
866
867     /* parse the bitstream header */
868     bs_hdr = buf_ptr;
869
870     if (bytestream_get_le16(&buf_ptr) != 32) {
871         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported codec version!\n");
872         return AVERROR_INVALIDDATA;
873     }
874
875     ctx->frame_num   =  frame_num;
876     ctx->frame_flags =  bytestream_get_le16(&buf_ptr);
877     ctx->data_size   = (bytestream_get_le32(&buf_ptr) + 7) >> 3;
878     ctx->cb_offset   = *buf_ptr++;
879
880     if (ctx->data_size == 16)
881         return 4;
882     if (ctx->data_size > buf_size)
883         ctx->data_size = buf_size;
884
885     buf_ptr += 3; // skip reserved byte and checksum
886
887     /* check frame dimensions */
888     height = bytestream_get_le16(&buf_ptr);
889     width  = bytestream_get_le16(&buf_ptr);
890     if (av_image_check_size(width, height, 0, avctx))
891         return AVERROR_INVALIDDATA;
892
893     if (width != ctx->width || height != ctx->height) {
894         av_dlog(avctx, "Frame dimensions changed!\n");
895
896         ctx->width  = width;
897         ctx->height = height;
898
899         free_frame_buffers(ctx);
900         if(allocate_frame_buffers(ctx, avctx) < 0)
901             return AVERROR_INVALIDDATA;
902         avcodec_set_dimensions(avctx, width, height);
903     }
904
905     y_offset = bytestream_get_le32(&buf_ptr);
906     v_offset = bytestream_get_le32(&buf_ptr);
907     u_offset = bytestream_get_le32(&buf_ptr);
908
909     /* unfortunately there is no common order of planes in the buffer */
910     /* so we use that sorting algo for determining planes data sizes  */
911     starts[0] = y_offset;
912     starts[1] = v_offset;
913     starts[2] = u_offset;
914
915     for (j = 0; j < 3; j++) {
916         ends[j] = ctx->data_size;
917         for (i = 2; i >= 0; i--)
918             if (starts[i] < ends[j] && starts[i] > starts[j])
919                 ends[j] = starts[i];
920     }
921
922     ctx->y_data_size = ends[0] - starts[0];
923     ctx->v_data_size = ends[1] - starts[1];
924     ctx->u_data_size = ends[2] - starts[2];
925     if (FFMAX3(y_offset, v_offset, u_offset) >= ctx->data_size - 16 ||
926         FFMIN3(ctx->y_data_size, ctx->v_data_size, ctx->u_data_size) <= 0) {
927         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "One of the y/u/v offsets is invalid\n");
928         return AVERROR_INVALIDDATA;
929     }
930
931     ctx->y_data_ptr = bs_hdr + y_offset;
932     ctx->v_data_ptr = bs_hdr + v_offset;
933     ctx->u_data_ptr = bs_hdr + u_offset;
934     ctx->alt_quant  = buf_ptr + sizeof(uint32_t);
935
936     if (ctx->data_size == 16) {
937         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Sync frame encountered!\n");
938         return 16;
939     }
940
941     if (ctx->frame_flags & BS_8BIT_PEL) {
942         av_log_ask_for_sample(avctx, "8-bit pixel format\n");
943         return AVERROR_PATCHWELCOME;
944     }
945
946     if (ctx->frame_flags & BS_MV_X_HALF || ctx->frame_flags & BS_MV_Y_HALF) {
947         av_log_ask_for_sample(avctx, "halfpel motion vectors\n");
948         return AVERROR_PATCHWELCOME;
949     }
950
951     return 0;
952 }
953
954
955 /**
956  *  Convert and output the current plane.
957  *  All pixel values will be upsampled by shifting right by one bit.
958  *
959  *  @param[in]  plane        pointer to the descriptor of the plane being processed
960  *  @param[in]  buf_sel      indicates which frame buffer the input data stored in
961  *  @param[out] dst          pointer to the buffer receiving converted pixels
962  *  @param[in]  dst_pitch    pitch for moving to the next y line
963  */
964 static void output_plane(const Plane *plane, int buf_sel, uint8_t *dst, int dst_pitch)
965 {
966     int             x,y;
967     const uint8_t   *src  = plane->pixels[buf_sel];
968     uint32_t        pitch = plane->pitch;
969
970     for (y = 0; y < plane->height; y++) {
971         /* convert four pixels at once using SWAR */
972         for (x = 0; x < plane->width >> 2; x++) {
973             AV_WN32A(dst, (AV_RN32A(src) & 0x7F7F7F7F) << 1);
974             src += 4;
975             dst += 4;
976         }
977
978         for (x <<= 2; x < plane->width; x++)
979             *dst++ = *src++ << 1;
980
981         src += pitch     - plane->width;
982         dst += dst_pitch - plane->width;
983     }
984 }
985
986
987 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
988 {
989     Indeo3DecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
990
991     ctx->avctx     = avctx;
992     ctx->width     = avctx->width;
993     ctx->height    = avctx->height;
994     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV410P;
995     avcodec_get_frame_defaults(&ctx->frame);
996
997     build_requant_tab();
998
999     dsputil_init(&ctx->dsp, avctx);
1000
1001     return allocate_frame_buffers(ctx, avctx);
1002 }
1003
1004
1005 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
1006                         AVPacket *avpkt)
1007 {
1008     Indeo3DecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1009     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1010     int buf_size       = avpkt->size;
1011     int res;
1012
1013     res = decode_frame_headers(ctx, avctx, buf, buf_size);
1014     if (res < 0)
1015         return res;
1016
1017     /* skip sync(null) frames */
1018     if (res) {
1019         // we have processed 16 bytes but no data was decoded
1020         *data_size = 0;
1021         return buf_size;
1022     }
1023
1024     /* skip droppable INTER frames if requested */
1025     if (ctx->frame_flags & BS_NONREF &&
1026        (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF))
1027         return 0;
1028
1029     /* skip INTER frames if requested */
1030     if (!(ctx->frame_flags & BS_KEYFRAME) && avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONKEY)
1031         return 0;
1032
1033     /* use BS_BUFFER flag for buffer switching */
1034     ctx->buf_sel = (ctx->frame_flags >> BS_BUFFER) & 1;
1035
1036     /* decode luma plane */
1037     if ((res = decode_plane(ctx, avctx, ctx->planes, ctx->y_data_ptr, ctx->y_data_size, 40)))
1038         return res;
1039
1040     /* decode chroma planes */
1041     if ((res = decode_plane(ctx, avctx, &ctx->planes[1], ctx->u_data_ptr, ctx->u_data_size, 10)))
1042         return res;
1043
1044     if ((res = decode_plane(ctx, avctx, &ctx->planes[2], ctx->v_data_ptr, ctx->v_data_size, 10)))
1045         return res;
1046
1047     if (ctx->frame.data[0])
1048         avctx->release_buffer(avctx, &ctx->frame);
1049
1050     ctx->frame.reference = 0;
1051     if ((res = avctx->get_buffer(avctx, &ctx->frame)) < 0) {
1052         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1053         return res;
1054     }
1055
1056     output_plane(&ctx->planes[0], ctx->buf_sel, ctx->frame.data[0], ctx->frame.linesize[0]);
1057     output_plane(&ctx->planes[1], ctx->buf_sel, ctx->frame.data[1], ctx->frame.linesize[1]);
1058     output_plane(&ctx->planes[2], ctx->buf_sel, ctx->frame.data[2], ctx->frame.linesize[2]);
1059
1060     *data_size      = sizeof(AVFrame);
1061     *(AVFrame*)data = ctx->frame;
1062
1063     return buf_size;
1064 }
1065
1066
1067 static av_cold int decode_close(AVCodecContext *avctx)
1068 {
1069     Indeo3DecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1070
1071     free_frame_buffers(avctx->priv_data);
1072
1073     if (ctx->frame.data[0])
1074         avctx->release_buffer(avctx, &ctx->frame);
1075
1076     return 0;
1077 }
1078
1079 AVCodec ff_indeo3_decoder = {
1080     .name           = "indeo3",
1081     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1082     .id             = CODEC_ID_INDEO3,
1083     .priv_data_size = sizeof(Indeo3DecodeContext),
1084     .init           = decode_init,
1085     .close          = decode_close,
1086     .decode         = decode_frame,
1087     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Intel Indeo 3"),
1088 };