lavc: fix support of unofficial pix_fmt extensions of jpeg
[ffmpeg.git] / libavcodec / ivi_common.h
1 /*
2  * common functions for Indeo Video Interactive codecs (Indeo4 and Indeo5)
3  *
4  * Copyright (c) 2009 Maxim Poliakovski
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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  * This file contains structures and macros shared by both Indeo4 and
26  * Indeo5 decoders.
27  */
28
29 #ifndef AVCODEC_IVI_COMMON_H
30 #define AVCODEC_IVI_COMMON_H
31
32 #include "avcodec.h"
33 #include "get_bits.h"
34 #include <stdint.h>
35
36 #define IVI_VLC_BITS 13 ///< max number of bits of the ivi's huffman codes
37 #define IVI4_STREAM_ANALYSER    0
38 #define IVI5_IS_PROTECTED       0x20
39
40 /**
41  *  huffman codebook descriptor
42  */
43 typedef struct {
44     int32_t     num_rows;
45     uint8_t     xbits[16];
46 } IVIHuffDesc;
47
48 /**
49  *  macroblock/block huffman table descriptor
50  */
51 typedef struct {
52     int32_t     tab_sel;    /// index of one of the predefined tables
53                             /// or "7" for custom one
54     VLC         *tab;       /// pointer to the table associated with tab_sel
55
56     /// the following are used only when tab_sel == 7
57     IVIHuffDesc cust_desc;  /// custom Huffman codebook descriptor
58     VLC         cust_tab;   /// vlc table for custom codebook
59 } IVIHuffTab;
60
61 enum {
62     IVI_MB_HUFF   = 0,      /// Huffman table is used for coding macroblocks
63     IVI_BLK_HUFF  = 1       /// Huffman table is used for coding blocks
64 };
65
66 extern VLC ff_ivi_mb_vlc_tabs [8]; ///< static macroblock Huffman tables
67 extern VLC ff_ivi_blk_vlc_tabs[8]; ///< static block Huffman tables
68
69
70 /**
71  *  Common scan patterns (defined in ivi_common.c)
72  */
73 extern const uint8_t ff_ivi_vertical_scan_8x8[64];
74 extern const uint8_t ff_ivi_horizontal_scan_8x8[64];
75 extern const uint8_t ff_ivi_direct_scan_4x4[16];
76
77
78 /**
79  *  Declare inverse transform function types
80  */
81 typedef void (InvTransformPtr)(const int32_t *in, int16_t *out, uint32_t pitch, const uint8_t *flags);
82 typedef void (DCTransformPtr) (const int32_t *in, int16_t *out, uint32_t pitch, int blk_size);
83
84
85 /**
86  *  run-value (RLE) table descriptor
87  */
88 typedef struct {
89     uint8_t     eob_sym; ///< end of block symbol
90     uint8_t     esc_sym; ///< escape symbol
91     uint8_t     runtab[256];
92     int8_t      valtab[256];
93 } RVMapDesc;
94
95 extern const RVMapDesc ff_ivi_rvmap_tabs[9];
96
97
98 /**
99  *  information for Indeo macroblock (16x16, 8x8 or 4x4)
100  */
101 typedef struct {
102     int16_t     xpos;
103     int16_t     ypos;
104     uint32_t    buf_offs; ///< address in the output buffer for this mb
105     uint8_t     type;     ///< macroblock type: 0 - INTRA, 1 - INTER
106     uint8_t     cbp;      ///< coded block pattern
107     int8_t      q_delta;  ///< quant delta
108     int8_t      mv_x;     ///< motion vector (x component)
109     int8_t      mv_y;     ///< motion vector (y component)
110 } IVIMbInfo;
111
112
113 /**
114  *  information for Indeo tile
115  */
116 typedef struct {
117     int         xpos;
118     int         ypos;
119     int         width;
120     int         height;
121     int         mb_size;
122     int         is_empty;  ///< = 1 if this tile doesn't contain any data
123     int         data_size; ///< size of the data in bytes
124     int         num_MBs;   ///< number of macroblocks in this tile
125     IVIMbInfo   *mbs;      ///< array of macroblock descriptors
126     IVIMbInfo   *ref_mbs;  ///< ptr to the macroblock descriptors of the reference tile
127 } IVITile;
128
129
130 /**
131  *  information for Indeo wavelet band
132  */
133 typedef struct {
134     int             plane;          ///< plane number this band belongs to
135     int             band_num;       ///< band number
136     int             width;
137     int             height;
138     int             aheight;        ///< aligned band height
139     const uint8_t   *data_ptr;      ///< ptr to the first byte of the band data
140     int             data_size;      ///< size of the band data
141     int16_t         *buf;           ///< pointer to the output buffer for this band
142     int16_t         *ref_buf;       ///< pointer to the reference frame buffer (for motion compensation)
143     int16_t         *bufs[3];       ///< array of pointers to the band buffers
144     int             pitch;          ///< pitch associated with the buffers above
145     int             is_empty;       ///< = 1 if this band doesn't contain any data
146     int             mb_size;        ///< macroblock size
147     int             blk_size;       ///< block size
148     int             is_halfpel;     ///< precision of the motion compensation: 0 - fullpel, 1 - halfpel
149     int             inherit_mv;     ///< tells if motion vector is inherited from reference macroblock
150     int             inherit_qdelta; ///< tells if quantiser delta is inherited from reference macroblock
151     int             qdelta_present; ///< tells if Qdelta signal is present in the bitstream (Indeo5 only)
152     int             quant_mat;      ///< dequant matrix index
153     int             glob_quant;     ///< quant base for this band
154     const uint8_t   *scan;          ///< ptr to the scan pattern
155
156     IVIHuffTab      blk_vlc;        ///< vlc table for decoding block data
157
158     int             num_corr;       ///< number of correction entries
159     uint8_t         corr[61*2];     ///< rvmap correction pairs
160     int             rvmap_sel;      ///< rvmap table selector
161     RVMapDesc       *rv_map;        ///< ptr to the RLE table for this band
162     int             num_tiles;      ///< number of tiles in this band
163     IVITile         *tiles;         ///< array of tile descriptors
164     InvTransformPtr *inv_transform;
165     DCTransformPtr  *dc_transform;
166     int             is_2d_trans;    ///< 1 indicates that the two-dimensional inverse transform is used
167     int             transform_size; ///< block size of the transform
168     int32_t         checksum;       ///< for debug purposes
169     int             checksum_present;
170     int             bufsize;        ///< band buffer size in bytes
171     const uint16_t  *intra_base;    ///< quantization matrix for intra blocks
172     const uint16_t  *inter_base;    ///< quantization matrix for inter blocks
173     const uint8_t   *intra_scale;   ///< quantization coefficient for intra blocks
174     const uint8_t   *inter_scale;   ///< quantization coefficient for inter blocks
175 } IVIBandDesc;
176
177
178 /**
179  *  color plane (luma or chroma) information
180  */
181 typedef struct {
182     uint16_t    width;
183     uint16_t    height;
184     uint8_t     num_bands;  ///< number of bands this plane subdivided into
185     IVIBandDesc *bands;     ///< array of band descriptors
186 } IVIPlaneDesc;
187
188
189 typedef struct {
190     uint16_t    pic_width;
191     uint16_t    pic_height;
192     uint16_t    chroma_width;
193     uint16_t    chroma_height;
194     uint16_t    tile_width;
195     uint16_t    tile_height;
196     uint8_t     luma_bands;
197     uint8_t     chroma_bands;
198 } IVIPicConfig;
199
200 typedef struct IVI45DecContext {
201     GetBitContext   gb;
202     AVFrame         frame;
203     RVMapDesc       rvmap_tabs[9];   ///< local corrected copy of the static rvmap tables
204
205     uint32_t        frame_num;
206     int             frame_type;
207     int             prev_frame_type; ///< frame type of the previous frame
208     uint32_t        data_size;       ///< size of the frame data in bytes from picture header
209     int             is_scalable;
210     int             transp_status;   ///< transparency mode status: 1 - enabled
211     const uint8_t   *frame_data;     ///< input frame data pointer
212     int             inter_scal;      ///< signals a sequence of scalable inter frames
213     uint32_t        frame_size;      ///< frame size in bytes
214     uint32_t        pic_hdr_size;    ///< picture header size in bytes
215     uint8_t         frame_flags;
216     uint16_t        checksum;        ///< frame checksum
217
218     IVIPicConfig    pic_conf;
219     IVIPlaneDesc    planes[3];       ///< color planes
220
221     int             buf_switch;      ///< used to switch between three buffers
222     int             dst_buf;         ///< buffer index for the currently decoded frame
223     int             ref_buf;         ///< inter frame reference buffer index
224     int             ref2_buf;        ///< temporal storage for switching buffers
225
226     IVIHuffTab      mb_vlc;          ///< current macroblock table descriptor
227     IVIHuffTab      blk_vlc;         ///< current block table descriptor
228
229     uint8_t         rvmap_sel;
230     uint8_t         in_imf;
231     uint8_t         in_q;            ///< flag for explicitly stored quantiser delta
232     uint8_t         pic_glob_quant;
233     uint8_t         unknown1;
234
235     uint16_t        gop_hdr_size;
236     uint8_t         gop_flags;
237     uint32_t        lock_word;
238
239 #if IVI4_STREAM_ANALYSER
240     uint8_t         has_b_frames;
241     uint8_t         has_transp;
242     uint8_t         uses_tiling;
243     uint8_t         uses_haar;
244     uint8_t         uses_fullpel;
245 #endif
246
247     int             (*decode_pic_hdr)  (struct IVI45DecContext *ctx, AVCodecContext *avctx);
248     int             (*decode_band_hdr) (struct IVI45DecContext *ctx, IVIBandDesc *band, AVCodecContext *avctx);
249     int             (*decode_mb_info)  (struct IVI45DecContext *ctx, IVIBandDesc *band, IVITile *tile, AVCodecContext *avctx);
250     void            (*switch_buffers)  (struct IVI45DecContext *ctx);
251     int             (*is_nonnull_frame)(struct IVI45DecContext *ctx);
252
253     int gop_invalid;
254     int buf_invalid[3];
255 } IVI45DecContext;
256
257 /** compare some properties of two pictures */
258 static inline int ivi_pic_config_cmp(IVIPicConfig *str1, IVIPicConfig *str2)
259 {
260     return str1->pic_width    != str2->pic_width    || str1->pic_height    != str2->pic_height    ||
261            str1->chroma_width != str2->chroma_width || str1->chroma_height != str2->chroma_height ||
262            str1->tile_width   != str2->tile_width   || str1->tile_height   != str2->tile_height   ||
263            str1->luma_bands   != str2->luma_bands   || str1->chroma_bands  != str2->chroma_bands;
264 }
265
266 /** calculate number of tiles in a stride */
267 #define IVI_NUM_TILES(stride, tile_size) (((stride) + (tile_size) - 1) / (tile_size))
268
269 /** calculate number of macroblocks in a tile */
270 #define IVI_MBs_PER_TILE(tile_width, tile_height, mb_size) \
271     ((((tile_width) + (mb_size) - 1) / (mb_size)) * (((tile_height) + (mb_size) - 1) / (mb_size)))
272
273 /** convert unsigned values into signed ones (the sign is in the LSB) */
274 #define IVI_TOSIGNED(val) (-(((val) >> 1) ^ -((val) & 1)))
275
276 /** scale motion vector */
277 static inline int ivi_scale_mv(int mv, int mv_scale)
278 {
279     return (mv + (mv > 0) + (mv_scale - 1)) >> mv_scale;
280 }
281
282 /**
283  *  Generate a huffman codebook from the given descriptor
284  *  and convert it into the FFmpeg VLC table.
285  *
286  *  @param[in]   cb    pointer to codebook descriptor
287  *  @param[out]  vlc   where to place the generated VLC table
288  *  @param[in]   flag  flag: 1 - for static or 0 for dynamic tables
289  *  @return     result code: 0 - OK, -1 = error (invalid codebook descriptor)
290  */
291 int  ff_ivi_create_huff_from_desc(const IVIHuffDesc *cb, VLC *vlc, int flag);
292
293 /**
294  * Initialize static codes used for macroblock and block decoding.
295  */
296 void ff_ivi_init_static_vlc(void);
297
298 /**
299  *  Decode a huffman codebook descriptor from the bitstream
300  *  and select specified huffman table.
301  *
302  *  @param[in,out]  gb          the GetBit context
303  *  @param[in]      desc_coded  flag signalling if table descriptor was coded
304  *  @param[in]      which_tab   codebook purpose (IVI_MB_HUFF or IVI_BLK_HUFF)
305  *  @param[out]     huff_tab    pointer to the descriptor of the selected table
306  *  @param[in]      avctx       AVCodecContext pointer
307  *  @return             zero on success, negative value otherwise
308  */
309 int  ff_ivi_dec_huff_desc(GetBitContext *gb, int desc_coded, int which_tab,
310                           IVIHuffTab *huff_tab, AVCodecContext *avctx);
311
312 /**
313  *  Compare two huffman codebook descriptors.
314  *
315  *  @param[in]  desc1  ptr to the 1st descriptor to compare
316  *  @param[in]  desc2  ptr to the 2nd descriptor to compare
317  *  @return         comparison result: 0 - equal, 1 - not equal
318  */
319 int  ff_ivi_huff_desc_cmp(const IVIHuffDesc *desc1, const IVIHuffDesc *desc2);
320
321 /**
322  *  Copy huffman codebook descriptors.
323  *
324  *  @param[out]  dst  ptr to the destination descriptor
325  *  @param[in]   src  ptr to the source descriptor
326  */
327 void ff_ivi_huff_desc_copy(IVIHuffDesc *dst, const IVIHuffDesc *src);
328
329 /**
330  *  Initialize planes (prepares descriptors, allocates buffers etc).
331  *
332  *  @param[in,out]  planes  pointer to the array of the plane descriptors
333  *  @param[in]      cfg     pointer to the ivi_pic_config structure describing picture layout
334  *  @return             result code: 0 - OK
335  */
336 int  ff_ivi_init_planes(IVIPlaneDesc *planes, const IVIPicConfig *cfg);
337
338 /**
339  *  Free planes, bands and macroblocks buffers.
340  *
341  *  @param[in]  planes  pointer to the array of the plane descriptors
342  */
343 void ff_ivi_free_buffers(IVIPlaneDesc *planes);
344
345 /**
346  *  Initialize tile and macroblock descriptors.
347  *
348  *  @param[in,out]  planes       pointer to the array of the plane descriptors
349  *  @param[in]      tile_width   tile width
350  *  @param[in]      tile_height  tile height
351  *  @return             result code: 0 - OK
352  */
353 int  ff_ivi_init_tiles(IVIPlaneDesc *planes, int tile_width, int tile_height);
354
355 /**
356  *  Decode size of the tile data.
357  *  The size is stored as a variable-length field having the following format:
358  *  if (tile_data_size < 255) than this field is only one byte long
359  *  if (tile_data_size >= 255) than this field four is byte long: 0xFF X1 X2 X3
360  *  where X1-X3 is size of the tile data
361  *
362  *  @param[in,out]  gb  the GetBit context
363  *  @return     size of the tile data in bytes
364  */
365 int  ff_ivi_dec_tile_data_size(GetBitContext *gb);
366
367 /**
368  *  Decode block data:
369  *  extract huffman-coded transform coefficients from the bitstream,
370  *  dequantize them, apply inverse transform and motion compensation
371  *  in order to reconstruct the picture.
372  *
373  *  @param[in,out]  gb    the GetBit context
374  *  @param[in]      band  pointer to the band descriptor
375  *  @param[in]      tile  pointer to the tile descriptor
376  *  @return     result code: 0 - OK, -1 = error (corrupted blocks data)
377  */
378 int  ff_ivi_decode_blocks(GetBitContext *gb, IVIBandDesc *band, IVITile *tile);
379
380 /**
381  *  Handle empty tiles by performing data copying and motion
382  *  compensation respectively.
383  *
384  *  @param[in]  avctx     ptr to the AVCodecContext
385  *  @param[in]  band      pointer to the band descriptor
386  *  @param[in]  tile      pointer to the tile descriptor
387  *  @param[in]  mv_scale  scaling factor for motion vectors
388  */
389 void ff_ivi_process_empty_tile(AVCodecContext *avctx, IVIBandDesc *band,
390                                IVITile *tile, int32_t mv_scale);
391
392 /**
393  *  Convert and output the current plane.
394  *  This conversion is done by adding back the bias value of 128
395  *  (subtracted in the encoder) and clipping the result.
396  *
397  *  @param[in]   plane      pointer to the descriptor of the plane being processed
398  *  @param[out]  dst        pointer to the buffer receiving converted pixels
399  *  @param[in]   dst_pitch  pitch for moving to the next y line
400  */
401 void ff_ivi_output_plane(IVIPlaneDesc *plane, uint8_t *dst, int dst_pitch);
402
403 int ff_ivi_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
404                         AVPacket *avpkt);
405 av_cold int ff_ivi_decode_close(AVCodecContext *avctx);
406
407 #endif /* AVCODEC_IVI_COMMON_H */