avcodec/aacdec_fixed: use 64bit to avoid overflow in rounding in apply_dependent_coup...
[ffmpeg.git] / libavcodec / mpeg12.c
1 /*
2  * MPEG-1/2 decoder
3  * Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard
4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
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  * MPEG-1/2 decoder
26  */
27
28 #define UNCHECKED_BITSTREAM_READER 1
29
30 #include "libavutil/attributes.h"
31 #include "libavutil/avassert.h"
32 #include "libavutil/timecode.h"
33
34 #include "internal.h"
35 #include "avcodec.h"
36 #include "mpegvideo.h"
37 #include "error_resilience.h"
38 #include "mpeg12.h"
39 #include "mpeg12data.h"
40 #include "mpegvideodata.h"
41 #include "bytestream.h"
42 #include "thread.h"
43
44 uint8_t ff_mpeg12_static_rl_table_store[2][2][2*MAX_RUN + MAX_LEVEL + 3];
45
46 static const uint8_t table_mb_ptype[7][2] = {
47     { 3, 5 }, // 0x01 MB_INTRA
48     { 1, 2 }, // 0x02 MB_PAT
49     { 1, 3 }, // 0x08 MB_FOR
50     { 1, 1 }, // 0x0A MB_FOR|MB_PAT
51     { 1, 6 }, // 0x11 MB_QUANT|MB_INTRA
52     { 1, 5 }, // 0x12 MB_QUANT|MB_PAT
53     { 2, 5 }, // 0x1A MB_QUANT|MB_FOR|MB_PAT
54 };
55
56 static const uint8_t table_mb_btype[11][2] = {
57     { 3, 5 }, // 0x01 MB_INTRA
58     { 2, 3 }, // 0x04 MB_BACK
59     { 3, 3 }, // 0x06 MB_BACK|MB_PAT
60     { 2, 4 }, // 0x08 MB_FOR
61     { 3, 4 }, // 0x0A MB_FOR|MB_PAT
62     { 2, 2 }, // 0x0C MB_FOR|MB_BACK
63     { 3, 2 }, // 0x0E MB_FOR|MB_BACK|MB_PAT
64     { 1, 6 }, // 0x11 MB_QUANT|MB_INTRA
65     { 2, 6 }, // 0x16 MB_QUANT|MB_BACK|MB_PAT
66     { 3, 6 }, // 0x1A MB_QUANT|MB_FOR|MB_PAT
67     { 2, 5 }, // 0x1E MB_QUANT|MB_FOR|MB_BACK|MB_PAT
68 };
69
70 av_cold void ff_init_2d_vlc_rl(RLTable *rl, unsigned static_size, int flags)
71 {
72     int i;
73     VLC_TYPE table[680][2] = {{0}};
74     VLC vlc = { .table = table, .table_allocated = static_size };
75     av_assert0(static_size <= FF_ARRAY_ELEMS(table));
76     init_vlc(&vlc, TEX_VLC_BITS, rl->n + 2, &rl->table_vlc[0][1], 4, 2, &rl->table_vlc[0][0], 4, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC | flags);
77
78     for (i = 0; i < vlc.table_size; i++) {
79         int code = vlc.table[i][0];
80         int len  = vlc.table[i][1];
81         int level, run;
82
83         if (len == 0) { // illegal code
84             run   = 65;
85             level = MAX_LEVEL;
86         } else if (len<0) { //more bits needed
87             run   = 0;
88             level = code;
89         } else {
90             if (code == rl->n) { //esc
91                 run   = 65;
92                 level = 0;
93             } else if (code == rl->n+1) { //eob
94                 run   = 0;
95                 level = 127;
96             } else {
97                 run   = rl->table_run  [code] + 1;
98                 level = rl->table_level[code];
99             }
100         }
101         rl->rl_vlc[0][i].len   = len;
102         rl->rl_vlc[0][i].level = level;
103         rl->rl_vlc[0][i].run   = run;
104     }
105 }
106
107 av_cold void ff_mpeg12_common_init(MpegEncContext *s)
108 {
109
110     s->y_dc_scale_table =
111     s->c_dc_scale_table = ff_mpeg2_dc_scale_table[s->intra_dc_precision];
112
113 }
114
115 void ff_mpeg1_clean_buffers(MpegEncContext *s)
116 {
117     s->last_dc[0] = 1 << (7 + s->intra_dc_precision);
118     s->last_dc[1] = s->last_dc[0];
119     s->last_dc[2] = s->last_dc[0];
120     memset(s->last_mv, 0, sizeof(s->last_mv));
121 }
122
123
124 /******************************************/
125 /* decoding */
126
127 VLC ff_mv_vlc;
128
129 VLC ff_dc_lum_vlc;
130 VLC ff_dc_chroma_vlc;
131
132 VLC ff_mbincr_vlc;
133 VLC ff_mb_ptype_vlc;
134 VLC ff_mb_btype_vlc;
135 VLC ff_mb_pat_vlc;
136
137 av_cold void ff_mpeg12_init_vlcs(void)
138 {
139     static int done = 0;
140
141     if (!done) {
142         done = 1;
143
144         INIT_VLC_STATIC(&ff_dc_lum_vlc, DC_VLC_BITS, 12,
145                         ff_mpeg12_vlc_dc_lum_bits, 1, 1,
146                         ff_mpeg12_vlc_dc_lum_code, 2, 2, 512);
147         INIT_VLC_STATIC(&ff_dc_chroma_vlc,  DC_VLC_BITS, 12,
148                         ff_mpeg12_vlc_dc_chroma_bits, 1, 1,
149                         ff_mpeg12_vlc_dc_chroma_code, 2, 2, 514);
150         INIT_VLC_STATIC(&ff_mv_vlc, MV_VLC_BITS, 17,
151                         &ff_mpeg12_mbMotionVectorTable[0][1], 2, 1,
152                         &ff_mpeg12_mbMotionVectorTable[0][0], 2, 1, 518);
153         INIT_VLC_STATIC(&ff_mbincr_vlc, MBINCR_VLC_BITS, 36,
154                         &ff_mpeg12_mbAddrIncrTable[0][1], 2, 1,
155                         &ff_mpeg12_mbAddrIncrTable[0][0], 2, 1, 538);
156         INIT_VLC_STATIC(&ff_mb_pat_vlc, MB_PAT_VLC_BITS, 64,
157                         &ff_mpeg12_mbPatTable[0][1], 2, 1,
158                         &ff_mpeg12_mbPatTable[0][0], 2, 1, 512);
159
160         INIT_VLC_STATIC(&ff_mb_ptype_vlc, MB_PTYPE_VLC_BITS, 7,
161                         &table_mb_ptype[0][1], 2, 1,
162                         &table_mb_ptype[0][0], 2, 1, 64);
163         INIT_VLC_STATIC(&ff_mb_btype_vlc, MB_BTYPE_VLC_BITS, 11,
164                         &table_mb_btype[0][1], 2, 1,
165                         &table_mb_btype[0][0], 2, 1, 64);
166         ff_rl_init(&ff_rl_mpeg1, ff_mpeg12_static_rl_table_store[0]);
167         ff_rl_init(&ff_rl_mpeg2, ff_mpeg12_static_rl_table_store[1]);
168
169         INIT_2D_VLC_RL(ff_rl_mpeg1, 680, 0);
170         INIT_2D_VLC_RL(ff_rl_mpeg2, 674, 0);
171     }
172 }
173
174 /**
175  * Find the end of the current frame in the bitstream.
176  * @return the position of the first byte of the next frame, or -1
177  */
178 int ff_mpeg1_find_frame_end(ParseContext *pc, const uint8_t *buf, int buf_size, AVCodecParserContext *s)
179 {
180     int i;
181     uint32_t state = pc->state;
182
183     /* EOF considered as end of frame */
184     if (buf_size == 0)
185         return 0;
186
187 /*
188  0  frame start         -> 1/4
189  1  first_SEQEXT        -> 0/2
190  2  first field start   -> 3/0
191  3  second_SEQEXT       -> 2/0
192  4  searching end
193 */
194
195     for (i = 0; i < buf_size; i++) {
196         av_assert1(pc->frame_start_found >= 0 && pc->frame_start_found <= 4);
197         if (pc->frame_start_found & 1) {
198             if (state == EXT_START_CODE && (buf[i] & 0xF0) != 0x80)
199                 pc->frame_start_found--;
200             else if (state == EXT_START_CODE + 2) {
201                 if ((buf[i] & 3) == 3)
202                     pc->frame_start_found = 0;
203                 else
204                     pc->frame_start_found = (pc->frame_start_found + 1) & 3;
205             }
206             state++;
207         } else {
208             i = avpriv_find_start_code(buf + i, buf + buf_size, &state) - buf - 1;
209             if (pc->frame_start_found == 0 && state >= SLICE_MIN_START_CODE && state <= SLICE_MAX_START_CODE) {
210                 i++;
211                 pc->frame_start_found = 4;
212             }
213             if (state == SEQ_END_CODE) {
214                 pc->frame_start_found = 0;
215                 pc->state=-1;
216                 return i+1;
217             }
218             if (pc->frame_start_found == 2 && state == SEQ_START_CODE)
219                 pc->frame_start_found = 0;
220             if (pc->frame_start_found  < 4 && state == EXT_START_CODE)
221                 pc->frame_start_found++;
222             if (pc->frame_start_found == 4 && (state & 0xFFFFFF00) == 0x100) {
223                 if (state < SLICE_MIN_START_CODE || state > SLICE_MAX_START_CODE) {
224                     pc->frame_start_found = 0;
225                     pc->state             = -1;
226                     return i - 3;
227                 }
228             }
229             if (pc->frame_start_found == 0 && s && state == PICTURE_START_CODE) {
230                 ff_fetch_timestamp(s, i - 3, 1, i > 3);
231             }
232         }
233     }
234     pc->state = state;
235     return END_NOT_FOUND;
236 }
237
238 #define MAX_INDEX (64 - 1)
239
240 int ff_mpeg1_decode_block_intra(GetBitContext *gb,
241                                 const uint16_t *quant_matrix,
242                                 uint8_t *const scantable, int last_dc[3],
243                                 int16_t *block, int index, int qscale)
244 {
245     int dc, diff, i = 0, component;
246     RLTable *rl = &ff_rl_mpeg1;
247
248     /* DC coefficient */
249     component = index <= 3 ? 0 : index - 4 + 1;
250
251     diff = decode_dc(gb, component);
252     if (diff >= 0xffff)
253         return AVERROR_INVALIDDATA;
254
255     dc  = last_dc[component];
256     dc += diff;
257     last_dc[component] = dc;
258
259     block[0] = dc * quant_matrix[0];
260
261     {
262         OPEN_READER(re, gb);
263         UPDATE_CACHE(re, gb);
264         if (((int32_t)GET_CACHE(re, gb)) <= (int32_t)0xBFFFFFFF)
265             goto end;
266
267         /* now quantify & encode AC coefficients */
268         while (1) {
269             int level, run, j;
270
271             GET_RL_VLC(level, run, re, gb, rl->rl_vlc[0],
272                        TEX_VLC_BITS, 2, 0);
273
274             if (level != 0) {
275                 i += run;
276                 if (i > MAX_INDEX)
277                     break;
278
279                 j = scantable[i];
280                 level = (level * qscale * quant_matrix[j]) >> 4;
281                 level = (level - 1) | 1;
282                 level = (level ^ SHOW_SBITS(re, gb, 1)) -
283                         SHOW_SBITS(re, gb, 1);
284                 SKIP_BITS(re, gb, 1);
285             } else {
286                 /* escape */
287                 run = SHOW_UBITS(re, gb, 6) + 1;
288                 LAST_SKIP_BITS(re, gb, 6);
289                 UPDATE_CACHE(re, gb);
290                 level = SHOW_SBITS(re, gb, 8);
291                 SKIP_BITS(re, gb, 8);
292
293                 if (level == -128) {
294                     level = SHOW_UBITS(re, gb, 8) - 256;
295                     SKIP_BITS(re, gb, 8);
296                 } else if (level == 0) {
297                     level = SHOW_UBITS(re, gb, 8);
298                     SKIP_BITS(re, gb, 8);
299                 }
300
301                 i += run;
302                 if (i > MAX_INDEX)
303                     break;
304
305                 j = scantable[i];
306                 if (level < 0) {
307                     level = -level;
308                     level = (level * qscale * quant_matrix[j]) >> 4;
309                     level = (level - 1) | 1;
310                     level = -level;
311                 } else {
312                     level = (level * qscale * quant_matrix[j]) >> 4;
313                     level = (level - 1) | 1;
314                 }
315             }
316
317             block[j] = level;
318             if (((int32_t)GET_CACHE(re, gb)) <= (int32_t)0xBFFFFFFF)
319                break;
320
321             UPDATE_CACHE(re, gb);
322         }
323 end:
324         LAST_SKIP_BITS(re, gb, 2);
325         CLOSE_READER(re, gb);
326     }
327
328     if (i > MAX_INDEX)
329         i = AVERROR_INVALIDDATA;
330
331     return i;
332 }