COSMETICS: Remove all trailing whitespace.
[ffmpeg.git] / libavcodec / roqvideo.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2003 the ffmpeg project
3  *
4  * This library is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with this library; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
17  *
18  */
19
20 /**
21  * @file roqvideo.c
22  * Id RoQ Video Decoder by Dr. Tim Ferguson
23  * For more information about the Id RoQ format, visit:
24  *   http://www.csse.monash.edu.au/~timf/
25  */
26
27 #include <stdio.h>
28 #include <stdlib.h>
29 #include <string.h>
30 #include <unistd.h>
31
32 #include "common.h"
33 #include "avcodec.h"
34 #include "dsputil.h"
35
36 typedef struct {
37   unsigned char y0, y1, y2, y3, u, v;
38 } roq_cell;
39
40 typedef struct {
41   int idx[4];
42 } roq_qcell;
43
44 static int uiclip[1024], *uiclp;  /* clipping table */
45 #define avg2(a,b) uiclp[(((int)(a)+(int)(b)+1)>>1)]
46 #define avg4(a,b,c,d) uiclp[(((int)(a)+(int)(b)+(int)(c)+(int)(d)+2)>>2)]
47
48 typedef struct RoqContext {
49
50     AVCodecContext *avctx;
51     DSPContext dsp;
52     AVFrame last_frame;
53     AVFrame current_frame;
54     int first_frame;
55     int y_stride;
56     int c_stride;
57
58     roq_cell cells[256];
59     roq_qcell qcells[256];
60
61     unsigned char *buf;
62     int size;
63
64 } RoqContext;
65
66 #define RoQ_INFO              0x1001
67 #define RoQ_QUAD_CODEBOOK     0x1002
68 #define RoQ_QUAD_VQ           0x1011
69 #define RoQ_SOUND_MONO        0x1020
70 #define RoQ_SOUND_STEREO      0x1021
71
72 #define RoQ_ID_MOT              0x00
73 #define RoQ_ID_FCC              0x01
74 #define RoQ_ID_SLD              0x02
75 #define RoQ_ID_CCC              0x03
76
77 #define get_byte(in_buffer) *(in_buffer++)
78 #define get_word(in_buffer) ((unsigned short)(in_buffer += 2, \
79   (in_buffer[-1] << 8 | in_buffer[-2])))
80 #define get_long(in_buffer) ((unsigned long)(in_buffer += 4, \
81   (in_buffer[-1] << 24 | in_buffer[-2] << 16 | in_buffer[-3] << 8 | in_buffer[-4])))
82
83
84 static void apply_vector_2x2(RoqContext *ri, int x, int y, roq_cell *cell)
85 {
86     unsigned char *yptr;
87
88     yptr = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
89     *yptr++ = cell->y0;
90     *yptr++ = cell->y1;
91     yptr += (ri->y_stride - 2);
92     *yptr++ = cell->y2;
93     *yptr++ = cell->y3;
94     ri->current_frame.data[1][(y/2) * (ri->c_stride) + x/2] = cell->u;
95     ri->current_frame.data[2][(y/2) * (ri->c_stride) + x/2] = cell->v;
96 }
97
98 static void apply_vector_4x4(RoqContext *ri, int x, int y, roq_cell *cell)
99 {
100     unsigned long row_inc, c_row_inc;
101     register unsigned char y0, y1, u, v;
102     unsigned char *yptr, *uptr, *vptr;
103
104     yptr = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
105     uptr = ri->current_frame.data[1] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
106     vptr = ri->current_frame.data[2] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
107
108     row_inc = ri->y_stride - 4;
109     c_row_inc = (ri->c_stride) - 2;
110     *yptr++ = y0 = cell->y0; *uptr++ = u = cell->u; *vptr++ = v = cell->v;
111     *yptr++ = y0;
112     *yptr++ = y1 = cell->y1; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
113     *yptr++ = y1;
114
115     yptr += row_inc;
116
117     *yptr++ = y0;
118     *yptr++ = y0;
119     *yptr++ = y1;
120     *yptr++ = y1;
121
122     yptr += row_inc; uptr += c_row_inc; vptr += c_row_inc;
123
124     *yptr++ = y0 = cell->y2; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
125     *yptr++ = y0;
126     *yptr++ = y1 = cell->y3; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
127     *yptr++ = y1;
128
129     yptr += row_inc;
130
131     *yptr++ = y0;
132     *yptr++ = y0;
133     *yptr++ = y1;
134     *yptr++ = y1;
135 }
136
137 static void apply_motion_4x4(RoqContext *ri, int x, int y, unsigned char mv,
138     signed char mean_x, signed char mean_y)
139 {
140     int i, hw, mx, my;
141     unsigned char *pa, *pb;
142
143     mx = x + 8 - (mv >> 4) - mean_x;
144     my = y + 8 - (mv & 0xf) - mean_y;
145
146     /* check MV against frame boundaries */
147     if ((mx < 0) || (mx > ri->avctx->width - 4) ||
148         (my < 0) || (my > ri->avctx->height - 4)) {
149         av_log(ri->avctx, AV_LOG_ERROR, "motion vector out of bounds: MV = (%d, %d), boundaries = (0, 0, %d, %d)\n",
150             mx, my, ri->avctx->width, ri->avctx->height);
151         return;
152     }
153
154     pa = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
155     pb = ri->last_frame.data[0] + (my * ri->y_stride) + mx;
156     for(i = 0; i < 4; i++) {
157         pa[0] = pb[0];
158         pa[1] = pb[1];
159         pa[2] = pb[2];
160         pa[3] = pb[3];
161         pa += ri->y_stride;
162         pb += ri->y_stride;
163     }
164
165     hw = ri->y_stride/2;
166     pa = ri->current_frame.data[1] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
167     pb = ri->last_frame.data[1] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
168
169     for(i = 0; i < 2; i++) {
170         switch(((my & 0x01) << 1) | (mx & 0x01)) {
171
172         case 0:
173             pa[0] = pb[0];
174             pa[1] = pb[1];
175             pa[hw] = pb[hw];
176             pa[hw+1] = pb[hw+1];
177             break;
178
179         case 1:
180             pa[0] = avg2(pb[0], pb[1]);
181             pa[1] = avg2(pb[1], pb[2]);
182             pa[hw] = avg2(pb[hw], pb[hw+1]);
183             pa[hw+1] = avg2(pb[hw+1], pb[hw+2]);
184             break;
185
186         case 2:
187             pa[0] = avg2(pb[0], pb[hw]);
188             pa[1] = avg2(pb[1], pb[hw+1]);
189             pa[hw] = avg2(pb[hw], pb[hw*2]);
190             pa[hw+1] = avg2(pb[hw+1], pb[(hw*2)+1]);
191             break;
192
193         case 3:
194             pa[0] = avg4(pb[0], pb[1], pb[hw], pb[hw+1]);
195             pa[1] = avg4(pb[1], pb[2], pb[hw+1], pb[hw+2]);
196             pa[hw] = avg4(pb[hw], pb[hw+1], pb[hw*2], pb[(hw*2)+1]);
197             pa[hw+1] = avg4(pb[hw+1], pb[hw+2], pb[(hw*2)+1], pb[(hw*2)+1]);
198             break;
199         }
200
201         pa = ri->current_frame.data[2] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
202         pb = ri->last_frame.data[2] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
203     }
204 }
205
206 static void apply_motion_8x8(RoqContext *ri, int x, int y,
207     unsigned char mv, signed char mean_x, signed char mean_y)
208 {
209     int mx, my, i, j, hw;
210     unsigned char *pa, *pb;
211
212     mx = x + 8 - (mv >> 4) - mean_x;
213     my = y + 8 - (mv & 0xf) - mean_y;
214
215     /* check MV against frame boundaries */
216     if ((mx < 0) || (mx > ri->avctx->width - 8) ||
217         (my < 0) || (my > ri->avctx->height - 8)) {
218         av_log(ri->avctx, AV_LOG_ERROR, "motion vector out of bounds: MV = (%d, %d), boundaries = (0, 0, %d, %d)\n",
219             mx, my, ri->avctx->width, ri->avctx->height);
220         return;
221     }
222
223     pa = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
224     pb = ri->last_frame.data[0] + (my * ri->y_stride) + mx;
225     for(i = 0; i < 8; i++) {
226         pa[0] = pb[0];
227         pa[1] = pb[1];
228         pa[2] = pb[2];
229         pa[3] = pb[3];
230         pa[4] = pb[4];
231         pa[5] = pb[5];
232         pa[6] = pb[6];
233         pa[7] = pb[7];
234         pa += ri->y_stride;
235         pb += ri->y_stride;
236     }
237
238     hw = ri->c_stride;
239     pa = ri->current_frame.data[1] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
240     pb = ri->last_frame.data[1] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
241     for(j = 0; j < 2; j++) {
242         for(i = 0; i < 4; i++) {
243             switch(((my & 0x01) << 1) | (mx & 0x01)) {
244
245             case 0:
246                 pa[0] = pb[0];
247                 pa[1] = pb[1];
248                 pa[2] = pb[2];
249                 pa[3] = pb[3];
250                 break;
251
252             case 1:
253                 pa[0] = avg2(pb[0], pb[1]);
254                 pa[1] = avg2(pb[1], pb[2]);
255                 pa[2] = avg2(pb[2], pb[3]);
256                 pa[3] = avg2(pb[3], pb[4]);
257                 break;
258
259             case 2:
260                 pa[0] = avg2(pb[0], pb[hw]);
261                 pa[1] = avg2(pb[1], pb[hw+1]);
262                 pa[2] = avg2(pb[2], pb[hw+2]);
263                 pa[3] = avg2(pb[3], pb[hw+3]);
264                 break;
265
266             case 3:
267                 pa[0] = avg4(pb[0], pb[1], pb[hw], pb[hw+1]);
268                 pa[1] = avg4(pb[1], pb[2], pb[hw+1], pb[hw+2]);
269                 pa[2] = avg4(pb[2], pb[3], pb[hw+2], pb[hw+3]);
270                 pa[3] = avg4(pb[3], pb[4], pb[hw+3], pb[hw+4]);
271                 break;
272             }
273             pa += ri->c_stride;
274             pb += ri->c_stride;
275         }
276
277         pa = ri->current_frame.data[2] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
278         pb = ri->last_frame.data[2] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
279     }
280 }
281
282 static void roqvideo_decode_frame(RoqContext *ri)
283 {
284     unsigned int chunk_id = 0, chunk_arg = 0;
285     unsigned long chunk_size = 0;
286     int i, j, k, nv1, nv2, vqflg = 0, vqflg_pos = -1;
287     int vqid, bpos, xpos, ypos, xp, yp, x, y;
288     int frame_stats[2][4] = {{0},{0}};
289     roq_qcell *qcell;
290     unsigned char *buf = ri->buf;
291     unsigned char *buf_end = ri->buf + ri->size;
292
293     while (buf < buf_end) {
294         chunk_id = get_word(buf);
295         chunk_size = get_long(buf);
296         chunk_arg = get_word(buf);
297
298         if(chunk_id == RoQ_QUAD_VQ)
299             break;
300         if(chunk_id == RoQ_QUAD_CODEBOOK) {
301             if((nv1 = chunk_arg >> 8) == 0)
302                 nv1 = 256;
303             if((nv2 = chunk_arg & 0xff) == 0 && nv1 * 6 < chunk_size)
304                 nv2 = 256;
305             for(i = 0; i < nv1; i++) {
306                 ri->cells[i].y0 = get_byte(buf);
307                 ri->cells[i].y1 = get_byte(buf);
308                 ri->cells[i].y2 = get_byte(buf);
309                 ri->cells[i].y3 = get_byte(buf);
310                 ri->cells[i].u = get_byte(buf);
311                 ri->cells[i].v = get_byte(buf);
312             }
313             for(i = 0; i < nv2; i++)
314                 for(j = 0; j < 4; j++)
315                     ri->qcells[i].idx[j] = get_byte(buf);
316         }
317     }
318
319     bpos = xpos = ypos = 0;
320     while(bpos < chunk_size) {
321         for (yp = ypos; yp < ypos + 16; yp += 8)
322             for (xp = xpos; xp < xpos + 16; xp += 8) {
323                 if (vqflg_pos < 0) {
324                     vqflg = buf[bpos++]; vqflg |= (buf[bpos++] << 8);
325                     vqflg_pos = 7;
326                 }
327                 vqid = (vqflg >> (vqflg_pos * 2)) & 0x3;
328                 frame_stats[0][vqid]++;
329                 vqflg_pos--;
330
331                 switch(vqid) {
332                 case RoQ_ID_MOT:
333                     apply_motion_8x8(ri, xp, yp, 0, 8, 8);
334                     break;
335                 case RoQ_ID_FCC:
336                     apply_motion_8x8(ri, xp, yp, buf[bpos++], chunk_arg >> 8,
337                         chunk_arg & 0xff);
338                     break;
339                 case RoQ_ID_SLD:
340                     qcell = ri->qcells + buf[bpos++];
341                     apply_vector_4x4(ri, xp, yp, ri->cells + qcell->idx[0]);
342                     apply_vector_4x4(ri, xp+4, yp, ri->cells + qcell->idx[1]);
343                     apply_vector_4x4(ri, xp, yp+4, ri->cells + qcell->idx[2]);
344                     apply_vector_4x4(ri, xp+4, yp+4, ri->cells + qcell->idx[3]);
345                     break;
346                 case RoQ_ID_CCC:
347                     for (k = 0; k < 4; k++) {
348                         x = xp; y = yp;
349                         if(k & 0x01) x += 4;
350                         if(k & 0x02) y += 4;
351
352                         if (vqflg_pos < 0) {
353                             vqflg = buf[bpos++];
354                             vqflg |= (buf[bpos++] << 8);
355                             vqflg_pos = 7;
356                         }
357                         vqid = (vqflg >> (vqflg_pos * 2)) & 0x3;
358                         frame_stats[1][vqid]++;
359                         vqflg_pos--;
360                         switch(vqid) {
361                         case RoQ_ID_MOT:
362                             apply_motion_4x4(ri, x, y, 0, 8, 8);
363                             break;
364                         case RoQ_ID_FCC:
365                             apply_motion_4x4(ri, x, y, buf[bpos++],
366                                 chunk_arg >> 8, chunk_arg & 0xff);
367                             break;
368                         case RoQ_ID_SLD:
369                             qcell = ri->qcells + buf[bpos++];
370                             apply_vector_2x2(ri, x, y, ri->cells + qcell->idx[0]);
371                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y, ri->cells + qcell->idx[1]);
372                             apply_vector_2x2(ri, x, y+2, ri->cells + qcell->idx[2]);
373                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y+2, ri->cells + qcell->idx[3]);
374                             break;
375                         case RoQ_ID_CCC:
376                             apply_vector_2x2(ri, x, y, ri->cells + buf[bpos]);
377                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y, ri->cells + buf[bpos+1]);
378                             apply_vector_2x2(ri, x, y+2, ri->cells + buf[bpos+2]);
379                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y+2, ri->cells + buf[bpos+3]);
380                             bpos += 4;
381                             break;
382                         }
383                     }
384                     break;
385                 default:
386                     av_log(ri->avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown vq code: %d\n", vqid);
387             }
388         }
389
390         xpos += 16;
391         if (xpos >= ri->avctx->width) {
392             xpos -= ri->avctx->width;
393             ypos += 16;
394         }
395         if(ypos >= ri->avctx->height)
396             break;
397     }
398 }
399
400
401 static int roq_decode_init(AVCodecContext *avctx)
402 {
403     RoqContext *s = avctx->priv_data;
404     int i;
405
406     s->avctx = avctx;
407     s->first_frame = 1;
408     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
409     avctx->has_b_frames = 0;
410     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
411
412     uiclp = uiclip+512;
413     for(i = -512; i < 512; i++)
414         uiclp[i] = (i < 0 ? 0 : (i > 255 ? 255 : i));
415
416     return 0;
417 }
418
419 static int roq_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
420                             void *data, int *data_size,
421                             uint8_t *buf, int buf_size)
422 {
423     RoqContext *s = avctx->priv_data;
424
425     if (avctx->get_buffer(avctx, &s->current_frame)) {
426         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "  RoQ: get_buffer() failed\n");
427         return -1;
428     }
429     s->y_stride = s->current_frame.linesize[0];
430     s->c_stride = s->current_frame.linesize[1];
431
432     s->buf = buf;
433     s->size = buf_size;
434     roqvideo_decode_frame(s);
435
436     /* release the last frame if it is allocated */
437     if (s->first_frame)
438         s->first_frame = 0;
439     else
440         avctx->release_buffer(avctx, &s->last_frame);
441
442     /* shuffle frames */
443     s->last_frame = s->current_frame;
444
445     *data_size = sizeof(AVFrame);
446     *(AVFrame*)data = s->current_frame;
447
448     return buf_size;
449 }
450
451 static int roq_decode_end(AVCodecContext *avctx)
452 {
453     RoqContext *s = avctx->priv_data;
454
455     /* release the last frame */
456     if (s->last_frame.data[0])
457         avctx->release_buffer(avctx, &s->last_frame);
458
459     return 0;
460 }
461
462 AVCodec roq_decoder = {
463     "roqvideo",
464     CODEC_TYPE_VIDEO,
465     CODEC_ID_ROQ,
466     sizeof(RoqContext),
467     roq_decode_init,
468     NULL,
469     roq_decode_end,
470     roq_decode_frame,
471     CODEC_CAP_DR1,
472 };