j2k: restructure bitstream decoding
[ffmpeg.git] / libavcodec / paf.c
1 /*
2  * Packed Animation File video and audio decoder
3  * Copyright (c) 2012 Paul B Mahol
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 #include "libavutil/intreadwrite.h"
23 #include "libavcodec/paf.h"
24 #include "bytestream.h"
25 #include "avcodec.h"
26 #include "copy_block.h"
27 #include "internal.h"
28
29
30 static const uint8_t block_sequences[16][8] =
31 {
32     { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
33     { 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
34     { 5, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
35     { 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
36     { 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
37     { 5, 7, 5, 7, 0, 0, 0, 0 },
38     { 5, 7, 5, 0, 0, 0, 0, 0 },
39     { 5, 7, 6, 0, 0, 0, 0, 0 },
40     { 5, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
41     { 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
42     { 6, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
43     { 2, 4, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
44     { 2, 4, 5, 7, 0, 0, 0, 0 },
45     { 2, 4, 5, 0, 0, 0, 0, 0 },
46     { 2, 4, 6, 0, 0, 0, 0, 0 },
47     { 2, 4, 5, 7, 5, 7, 0, 0 }
48 };
49
50 typedef struct PAFVideoDecContext {
51     AVFrame  *pic;
52     GetByteContext gb;
53
54     int     current_frame;
55     uint8_t *frame[4];
56     int     frame_size;
57     int     video_size;
58
59     uint8_t *opcodes;
60 } PAFVideoDecContext;
61
62 static av_cold int paf_vid_close(AVCodecContext *avctx)
63 {
64     PAFVideoDecContext *c = avctx->priv_data;
65     int i;
66
67     av_frame_free(&c->pic);
68
69     for (i = 0; i < 4; i++)
70         av_freep(&c->frame[i]);
71
72     return 0;
73 }
74
75 static av_cold int paf_vid_init(AVCodecContext *avctx)
76 {
77     PAFVideoDecContext *c = avctx->priv_data;
78     int i;
79
80     if (avctx->height & 3 || avctx->width & 3) {
81         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "width and height must be multiplies of 4\n");
82         return AVERROR_INVALIDDATA;
83     }
84
85     avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_PAL8;
86
87     c->pic = av_frame_alloc();
88     if (!c->pic)
89         return AVERROR(ENOMEM);
90
91     c->frame_size = FFALIGN(avctx->height, 256) * avctx->width;
92     c->video_size = avctx->height * avctx->width;
93     for (i = 0; i < 4; i++) {
94         c->frame[i] = av_mallocz(c->frame_size);
95         if (!c->frame[i]) {
96             paf_vid_close(avctx);
97             return AVERROR(ENOMEM);
98         }
99     }
100
101     return 0;
102 }
103
104 static int get_video_page_offset(AVCodecContext *avctx, uint8_t a, uint8_t b)
105 {
106     int x, y;
107
108     x = b & 0x7F;
109     y = ((a & 0x3F) << 1) | (b >> 7 & 1);
110
111     return y * 2 * avctx->width + x * 2;
112 }
113
114 static void copy4h(AVCodecContext *avctx, uint8_t *dst)
115 {
116     PAFVideoDecContext *c = avctx->priv_data;
117     int i;
118
119     for (i = 0; i < 4; i++) {
120         bytestream2_get_buffer(&c->gb, dst, 4);
121         dst += avctx->width;
122     }
123 }
124
125 static void copy_color_mask(AVCodecContext *avctx, uint8_t mask, uint8_t *dst, uint8_t color)
126 {
127     int i;
128
129     for (i = 0; i < 4; i++) {
130         if ((mask >> 4) & (1 << (3 - i)))
131             dst[i] = color;
132         if ((mask & 15) & (1 << (3 - i)))
133             dst[avctx->width + i] = color;
134     }
135 }
136
137 static void copy_src_mask(AVCodecContext *avctx, uint8_t mask, uint8_t *dst, const uint8_t *src)
138 {
139     int i;
140
141     for (i = 0; i < 4; i++) {
142         if ((mask >> 4) & (1 << (3 - i)))
143             dst[i] = src[i];
144         if ((mask & 15) & (1 << (3 - i)))
145             dst[avctx->width + i] = src[avctx->width + i];
146     }
147 }
148
149 static int decode_0(AVCodecContext *avctx, uint8_t code, uint8_t *pkt)
150 {
151     PAFVideoDecContext *c = avctx->priv_data;
152     uint32_t opcode_size, offset;
153     uint8_t *dst, *dend, mask = 0, color = 0, a, b, p;
154     const uint8_t *src, *send, *opcodes;
155     int  i, j, x = 0;
156
157     i = bytestream2_get_byte(&c->gb);
158     if (i) {
159         if (code & 0x10) {
160             int align;
161
162             align = bytestream2_tell(&c->gb) & 3;
163             if (align)
164                 bytestream2_skip(&c->gb, 4 - align);
165         }
166         do {
167             a      = bytestream2_get_byte(&c->gb);
168             b      = bytestream2_get_byte(&c->gb);
169             p      = (a & 0xC0) >> 6;
170             dst    = c->frame[p] + get_video_page_offset(avctx, a, b);
171             dend   = c->frame[p] + c->frame_size;
172             offset = (b & 0x7F) * 2;
173             j      = bytestream2_get_le16(&c->gb) + offset;
174
175             do {
176                 offset++;
177                 if (dst + 3 * avctx->width + 4 > dend)
178                     return AVERROR_INVALIDDATA;
179                 copy4h(avctx, dst);
180                 if ((offset & 0x3F) == 0)
181                     dst += avctx->width * 3;
182                 dst += 4;
183             } while (offset < j);
184         } while (--i);
185     }
186
187     dst  = c->frame[c->current_frame];
188     dend = c->frame[c->current_frame] + c->frame_size;
189     do {
190         a    = bytestream2_get_byte(&c->gb);
191         b    = bytestream2_get_byte(&c->gb);
192         p    = (a & 0xC0) >> 6;
193         src  = c->frame[p] + get_video_page_offset(avctx, a, b);
194         send = c->frame[p] + c->frame_size;
195         if ((src + 3 * avctx->width + 4 > send) ||
196             (dst + 3 * avctx->width + 4 > dend))
197             return AVERROR_INVALIDDATA;
198         copy_block4(dst, src, avctx->width, avctx->width, 4);
199         i++;
200         if ((i & 0x3F) == 0)
201             dst += avctx->width * 3;
202         dst += 4;
203     } while (i < c->video_size / 16);
204
205     opcode_size = bytestream2_get_le16(&c->gb);
206     bytestream2_skip(&c->gb, 2);
207
208     if (bytestream2_get_bytes_left(&c->gb) < opcode_size)
209         return AVERROR_INVALIDDATA;
210
211     opcodes = pkt + bytestream2_tell(&c->gb);
212     bytestream2_skipu(&c->gb, opcode_size);
213
214     dst = c->frame[c->current_frame];
215
216     for (i = 0; i < avctx->height; i += 4, dst += avctx->width * 3) {
217         for (j = 0; j < avctx->width; j += 4, dst += 4) {
218             int opcode, k = 0;
219
220             if (x > opcode_size)
221                 return AVERROR_INVALIDDATA;
222             if (j & 4) {
223                 opcode = opcodes[x] & 15;
224                 x++;
225             } else {
226                 opcode = opcodes[x] >> 4;
227             }
228
229             while (block_sequences[opcode][k]) {
230
231                 offset = avctx->width * 2;
232                 code   = block_sequences[opcode][k++];
233
234                 switch (code) {
235                 case 2:
236                     offset = 0;
237                 case 3:
238                     color  = bytestream2_get_byte(&c->gb);
239                 case 4:
240                     mask   = bytestream2_get_byte(&c->gb);
241                     copy_color_mask(avctx, mask, dst + offset, color);
242                     break;
243                 case 5:
244                     offset = 0;
245                 case 6:
246                     a    = bytestream2_get_byte(&c->gb);
247                     b    = bytestream2_get_byte(&c->gb);
248                     p    = (a & 0xC0) >> 6;
249                     src  = c->frame[p] + get_video_page_offset(avctx, a, b);
250                     send = c->frame[p] + c->frame_size;
251                 case 7:
252                     if (src + offset + avctx->width + 4 > send)
253                         return AVERROR_INVALIDDATA;
254                     mask = bytestream2_get_byte(&c->gb);
255                     copy_src_mask(avctx, mask, dst + offset, src + offset);
256                     break;
257                 }
258             }
259         }
260     }
261
262     return 0;
263 }
264
265 static int paf_vid_decode(AVCodecContext *avctx, void *data,
266                           int *got_frame, AVPacket *pkt)
267 {
268     PAFVideoDecContext *c = avctx->priv_data;
269     uint8_t code, *dst, *src, *end;
270     int i, frame, ret;
271
272     if ((ret = ff_reget_buffer(avctx, c->pic)) < 0)
273         return ret;
274
275     bytestream2_init(&c->gb, pkt->data, pkt->size);
276
277     code = bytestream2_get_byte(&c->gb);
278     if (code & 0x20) {
279         for (i = 0; i < 4; i++)
280             memset(c->frame[i], 0, c->frame_size);
281
282         memset(c->pic->data[1], 0, AVPALETTE_SIZE);
283         c->current_frame = 0;
284         c->pic->key_frame = 1;
285         c->pic->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
286     } else {
287         c->pic->key_frame = 0;
288         c->pic->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
289     }
290
291     if (code & 0x40) {
292         uint32_t *out = (uint32_t *)c->pic->data[1];
293         int index, count;
294
295         index = bytestream2_get_byte(&c->gb);
296         count = bytestream2_get_byte(&c->gb) + 1;
297
298         if (index + count > 256)
299             return AVERROR_INVALIDDATA;
300         if (bytestream2_get_bytes_left(&c->gb) < 3*count)
301             return AVERROR_INVALIDDATA;
302
303         out += index;
304         for (i = 0; i < count; i++) {
305             unsigned r, g, b;
306
307             r = bytestream2_get_byteu(&c->gb);
308             r = r << 2 | r >> 4;
309             g = bytestream2_get_byteu(&c->gb);
310             g = g << 2 | g >> 4;
311             b = bytestream2_get_byteu(&c->gb);
312             b = b << 2 | b >> 4;
313             *out++ = 0xFFU << 24 | r << 16 | g << 8 | b;
314         }
315         c->pic->palette_has_changed = 1;
316     }
317
318     switch (code & 0x0F) {
319     case 0:
320         if ((ret = decode_0(avctx, code, pkt->data)) < 0)
321             return ret;
322         break;
323     case 1:
324         dst = c->frame[c->current_frame];
325         bytestream2_skip(&c->gb, 2);
326         if (bytestream2_get_bytes_left(&c->gb) < c->video_size)
327             return AVERROR_INVALIDDATA;
328         bytestream2_get_bufferu(&c->gb, dst, c->video_size);
329         break;
330     case 2:
331         frame = bytestream2_get_byte(&c->gb);
332         if (frame > 3)
333             return AVERROR_INVALIDDATA;
334         if (frame != c->current_frame)
335             memcpy(c->frame[c->current_frame], c->frame[frame], c->frame_size);
336         break;
337     case 4:
338         dst = c->frame[c->current_frame];
339         end = dst + c->video_size;
340
341         bytestream2_skip(&c->gb, 2);
342
343         while (dst < end) {
344             int8_t code;
345             int count;
346
347             if (bytestream2_get_bytes_left(&c->gb) < 2)
348                 return AVERROR_INVALIDDATA;
349
350             code  = bytestream2_get_byteu(&c->gb);
351             count = FFABS(code) + 1;
352
353             if (dst + count > end)
354                 return AVERROR_INVALIDDATA;
355             if (code < 0)
356                 memset(dst, bytestream2_get_byteu(&c->gb), count);
357             else
358                 bytestream2_get_buffer(&c->gb, dst, count);
359             dst += count;
360         }
361         break;
362     default:
363         avpriv_request_sample(avctx, "unknown/invalid code");
364         return AVERROR_INVALIDDATA;
365     }
366
367     dst = c->pic->data[0];
368     src = c->frame[c->current_frame];
369     for (i = 0; i < avctx->height; i++) {
370         memcpy(dst, src, avctx->width);
371         dst += c->pic->linesize[0];
372         src += avctx->width;
373     }
374
375     c->current_frame = (c->current_frame + 1) & 3;
376     if ((ret = av_frame_ref(data, c->pic)) < 0)
377         return ret;
378
379     *got_frame       = 1;
380
381     return pkt->size;
382 }
383
384 static av_cold int paf_aud_init(AVCodecContext *avctx)
385 {
386     if (avctx->channels != 2) {
387         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of channels\n");
388         return AVERROR_INVALIDDATA;
389     }
390
391     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
392     avctx->sample_fmt     = AV_SAMPLE_FMT_S16;
393
394     return 0;
395 }
396
397 static int paf_aud_decode(AVCodecContext *avctx, void *data,
398                           int *got_frame_ptr, AVPacket *pkt)
399 {
400     AVFrame *frame = data;
401     uint8_t *buf = pkt->data;
402     int16_t *output_samples;
403     const uint8_t *t;
404     int frames, ret, i, j, k;
405
406     frames = pkt->size / PAF_SOUND_FRAME_SIZE;
407     if (frames < 1)
408         return AVERROR_INVALIDDATA;
409
410     frame->nb_samples = PAF_SOUND_SAMPLES * frames;
411     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
412         return ret;
413
414     output_samples = (int16_t *)frame->data[0];
415     for (i = 0; i < frames; i++) {
416         t = buf + 256 * sizeof(uint16_t);
417         for (j = 0; j < PAF_SOUND_SAMPLES; j++) {
418             for (k = 0; k < 2; k++) {
419                 *output_samples++ = AV_RL16(buf + *t * 2);
420                 t++;
421             }
422         }
423         buf += PAF_SOUND_FRAME_SIZE;
424     }
425
426     *got_frame_ptr   = 1;
427
428     return pkt->size;
429 }
430
431 AVCodec ff_paf_video_decoder = {
432     .name           = "paf_video",
433     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
434     .id             = AV_CODEC_ID_PAF_VIDEO,
435     .priv_data_size = sizeof(PAFVideoDecContext),
436     .init           = paf_vid_init,
437     .close          = paf_vid_close,
438     .decode         = paf_vid_decode,
439     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
440     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Amazing Studio Packed Animation File Video"),
441 };
442
443 AVCodec ff_paf_audio_decoder = {
444     .name           = "paf_audio",
445     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
446     .id             = AV_CODEC_ID_PAF_AUDIO,
447     .init           = paf_aud_init,
448     .decode         = paf_aud_decode,
449     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
450     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Amazing Studio Packed Animation File Audio"),
451 };