initial commit for Id RoQ and Interplay MVE multimedia subsystems
[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
45 typedef struct RoqContext {
46
47     AVCodecContext *avctx;
48     DSPContext dsp;
49     AVFrame last_frame;
50     AVFrame current_frame;
51     int first_frame;
52     int y_stride;
53     int c_stride;
54
55     roq_cell cells[256];
56     roq_qcell qcells[256];
57
58     unsigned char *buf;
59     int size;
60
61 } RoqContext;
62
63 #define RoQ_INFO              0x1001
64 #define RoQ_QUAD_CODEBOOK     0x1002
65 #define RoQ_QUAD_VQ           0x1011
66 #define RoQ_SOUND_MONO        0x1020
67 #define RoQ_SOUND_STEREO      0x1021
68
69 #define RoQ_ID_MOT              0x00
70 #define RoQ_ID_FCC              0x01
71 #define RoQ_ID_SLD              0x02
72 #define RoQ_ID_CCC              0x03
73
74 #define get_byte(in_buffer) *(in_buffer++)
75 #define get_word(in_buffer) ((unsigned short)(in_buffer += 2, \
76   (in_buffer[-1] << 8 | in_buffer[-2])))
77 #define get_long(in_buffer) ((unsigned long)(in_buffer += 4, \
78   (in_buffer[-1] << 24 | in_buffer[-2] << 16 | in_buffer[-3] << 8 | in_buffer[-4])))
79
80
81 static void apply_vector_2x2(RoqContext *ri, int x, int y, roq_cell *cell)
82 {
83     unsigned char *yptr;
84
85     yptr = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
86     *yptr++ = cell->y0;
87     *yptr++ = cell->y1;
88     yptr += (ri->y_stride - 2);
89     *yptr++ = cell->y2;
90     *yptr++ = cell->y3;
91     ri->current_frame.data[1][(y/2) * (ri->c_stride) + x/2] = cell->u;
92     ri->current_frame.data[2][(y/2) * (ri->c_stride) + x/2] = cell->v;
93 }
94
95 static void apply_vector_4x4(RoqContext *ri, int x, int y, roq_cell *cell)
96 {
97     unsigned long row_inc, c_row_inc;
98     register unsigned char y0, y1, u, v;
99     unsigned char *yptr, *uptr, *vptr;
100
101     yptr = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
102     uptr = ri->current_frame.data[1] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
103     vptr = ri->current_frame.data[2] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
104
105     row_inc = ri->y_stride - 4;
106     c_row_inc = (ri->c_stride) - 2;
107     *yptr++ = y0 = cell->y0; *uptr++ = u = cell->u; *vptr++ = v = cell->v;
108     *yptr++ = y0;
109     *yptr++ = y1 = cell->y1; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
110     *yptr++ = y1;
111
112     yptr += row_inc;
113
114     *yptr++ = y0;
115     *yptr++ = y0;
116     *yptr++ = y1;
117     *yptr++ = y1;
118
119     yptr += row_inc; uptr += c_row_inc; vptr += c_row_inc;
120
121     *yptr++ = y0 = cell->y2; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
122     *yptr++ = y0;
123     *yptr++ = y1 = cell->y3; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
124     *yptr++ = y1;
125
126     yptr += row_inc;
127
128     *yptr++ = y0;
129     *yptr++ = y0;
130     *yptr++ = y1;
131     *yptr++ = y1;
132 }
133
134 static void apply_motion_4x4(RoqContext *ri, int x, int y, unsigned char mv,
135     char mean_x, char mean_y)
136 {
137     int i, mx, my;
138     unsigned char *pa, *pb;
139
140     mx = x + 8 - (mv >> 4) - mean_x;
141     my = y + 8 - (mv & 0xf) - mean_y;
142
143     pa = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
144     pb = ri->last_frame.data[0] + (my * ri->y_stride) + mx;
145     for(i = 0; i < 4; i++) {
146         pa[0] = pb[0];
147         pa[1] = pb[1];
148         pa[2] = pb[2];
149         pa[3] = pb[3];
150         pa += ri->y_stride;
151         pb += ri->y_stride;
152     }
153
154     pa = ri->current_frame.data[1] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
155     pb = ri->last_frame.data[1] + (my/2) * (ri->c_stride) + (mx + 1)/2;
156     for(i = 0; i < 2; i++) {
157         pa[0] = pb[0];
158         pa[1] = pb[1];
159         pa += ri->c_stride;
160         pb += ri->c_stride;
161     }
162
163     pa = ri->current_frame.data[2] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
164     pb = ri->last_frame.data[2] + (my/2) * (ri->c_stride) + (mx + 1)/2;
165     for(i = 0; i < 2; i++) {
166         pa[0] = pb[0];
167         pa[1] = pb[1];
168         pa += ri->c_stride;
169         pb += ri->c_stride;
170     }
171 }
172
173 static void apply_motion_8x8(RoqContext *ri, int x, int y,
174     unsigned char mv, char mean_x, char mean_y)
175 {
176     int mx, my, i;
177     unsigned char *pa, *pb;
178
179     mx = x + 8 - (mv >> 4) - mean_x;
180     my = y + 8 - (mv & 0xf) - mean_y;
181
182     pa = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
183     pb = ri->last_frame.data[0] + (my * ri->y_stride) + mx;
184     for(i = 0; i < 8; i++) {
185         pa[0] = pb[0];
186         pa[1] = pb[1];
187         pa[2] = pb[2];
188         pa[3] = pb[3];
189         pa[4] = pb[4];
190         pa[5] = pb[5];
191         pa[6] = pb[6];
192         pa[7] = pb[7];
193         pa += ri->y_stride;
194         pb += ri->y_stride;
195     }
196
197     pa = ri->current_frame.data[1] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
198     pb = ri->last_frame.data[1] + (my/2) * (ri->c_stride) + (mx + 1)/2;
199     for(i = 0; i < 4; i++) {
200         pa[0] = pb[0];
201         pa[1] = pb[1];
202         pa[2] = pb[2];
203         pa[3] = pb[3];
204         pa += ri->c_stride;
205         pb += ri->c_stride;
206     }
207
208     pa = ri->current_frame.data[2] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
209     pb = ri->last_frame.data[2] + (my/2) * (ri->c_stride) + (mx + 1)/2;
210     for(i = 0; i < 4; i++) {
211         pa[0] = pb[0];
212         pa[1] = pb[1];
213         pa[2] = pb[2];
214         pa[3] = pb[3];
215         pa += ri->c_stride;
216         pb += ri->c_stride;
217     }
218 }
219
220 static void roqvideo_decode_frame(RoqContext *ri)
221 {
222     unsigned int chunk_id = 0, chunk_arg = 0;
223     unsigned long chunk_size = 0;
224     int i, j, k, nv1, nv2, vqflg = 0, vqflg_pos = -1;
225     int vqid, bpos, xpos, ypos, xp, yp, x, y;
226     int frame_stats[2][4] = {{0},{0}};
227     roq_qcell *qcell;
228     unsigned char *buf = ri->buf;
229     unsigned char *buf_end = ri->buf + ri->size;
230
231     while (buf < buf_end) {
232         chunk_id = get_word(buf);
233         chunk_size = get_long(buf);
234         chunk_arg = get_word(buf);
235
236         if(chunk_id == RoQ_QUAD_VQ)
237             break;
238         if(chunk_id == RoQ_QUAD_CODEBOOK) {
239             if((nv1 = chunk_arg >> 8) == 0)
240                 nv1 = 256;
241             if((nv2 = chunk_arg & 0xff) == 0 && nv1 * 6 < chunk_size)
242                 nv2 = 256;
243             for(i = 0; i < nv1; i++) {
244                 ri->cells[i].y0 = get_byte(buf);
245                 ri->cells[i].y1 = get_byte(buf);
246                 ri->cells[i].y2 = get_byte(buf);
247                 ri->cells[i].y3 = get_byte(buf);
248                 ri->cells[i].u = get_byte(buf);
249                 ri->cells[i].v = get_byte(buf);
250             }
251             for(i = 0; i < nv2; i++)
252                 for(j = 0; j < 4; j++)
253                     ri->qcells[i].idx[j] = get_byte(buf);
254         }
255     }
256
257     bpos = xpos = ypos = 0;
258     while(bpos < chunk_size) {
259         for (yp = ypos; yp < ypos + 16; yp += 8)
260             for (xp = xpos; xp < xpos + 16; xp += 8) {
261                 if (vqflg_pos < 0) {
262                     vqflg = buf[bpos++]; vqflg |= (buf[bpos++] << 8);
263                     vqflg_pos = 7;
264                 }
265                 vqid = (vqflg >> (vqflg_pos * 2)) & 0x3;
266                 frame_stats[0][vqid]++;
267                 vqflg_pos--;
268
269                 switch(vqid) {
270                 case RoQ_ID_MOT:
271                     apply_motion_8x8(ri, xp, yp, 0, 8, 8);
272                     break;
273                 case RoQ_ID_FCC:
274                     apply_motion_8x8(ri, xp, yp, buf[bpos++], chunk_arg >> 8,
275                         chunk_arg & 0xff);
276                     break;
277                 case RoQ_ID_SLD:
278                     qcell = ri->qcells + buf[bpos++];
279                     apply_vector_4x4(ri, xp, yp, ri->cells + qcell->idx[0]);
280                     apply_vector_4x4(ri, xp+4, yp, ri->cells + qcell->idx[1]);
281                     apply_vector_4x4(ri, xp, yp+4, ri->cells + qcell->idx[2]);
282                     apply_vector_4x4(ri, xp+4, yp+4, ri->cells + qcell->idx[3]);
283                     break;
284                 case RoQ_ID_CCC:
285                     for (k = 0; k < 4; k++) {
286                         x = xp; y = yp;
287                         if(k & 0x01) x += 4;
288                         if(k & 0x02) y += 4;
289
290                         if (vqflg_pos < 0) {
291                             vqflg = buf[bpos++];
292                             vqflg |= (buf[bpos++] << 8);
293                             vqflg_pos = 7;
294                         }
295                         vqid = (vqflg >> (vqflg_pos * 2)) & 0x3;
296                         frame_stats[1][vqid]++;
297                         vqflg_pos--;
298                         switch(vqid) {
299                         case RoQ_ID_MOT:
300                             apply_motion_4x4(ri, x, y, 0, 8, 8);
301                             break;
302                         case RoQ_ID_FCC:
303                             apply_motion_4x4(ri, x, y, buf[bpos++], 
304                                 chunk_arg >> 8, chunk_arg & 0xff);
305                             break;
306                         case RoQ_ID_SLD:
307                             qcell = ri->qcells + buf[bpos++];
308                             apply_vector_2x2(ri, x, y, ri->cells + qcell->idx[0]);
309                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y, ri->cells + qcell->idx[1]);
310                             apply_vector_2x2(ri, x, y+2, ri->cells + qcell->idx[2]);
311                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y+2, ri->cells + qcell->idx[3]);
312                             break;
313                         case RoQ_ID_CCC:
314                             apply_vector_2x2(ri, x, y, ri->cells + buf[bpos]);
315                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y, ri->cells + buf[bpos+1]);
316                             apply_vector_2x2(ri, x, y+2, ri->cells + buf[bpos+2]);
317                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y+2, ri->cells + buf[bpos+3]);
318                             bpos += 4;
319                             break;
320                         }
321                     }
322                     break;
323                 default:
324                     printf("Unknown vq code: %d\n", vqid);
325             }
326         }
327
328         xpos += 16;
329         if (xpos >= ri->avctx->width) {
330             xpos -= ri->avctx->width;
331             ypos += 16;
332         }
333         if(ypos >= ri->avctx->height)
334             break;
335     }
336 }
337
338
339 static int roq_decode_init(AVCodecContext *avctx)
340 {
341     RoqContext *s = avctx->priv_data;
342
343     s->avctx = avctx;
344     s->first_frame = 1;
345     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
346     avctx->has_b_frames = 0;
347     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
348
349     return 0;
350 }
351
352 static int roq_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
353                             void *data, int *data_size,
354                             uint8_t *buf, int buf_size)
355 {
356     RoqContext *s = avctx->priv_data;
357
358     *data_size = 0;
359
360     if (avctx->get_buffer(avctx, &s->current_frame)) {
361         printf ("  RoQ: get_buffer() failed\n");
362         return -1;
363     }
364     s->y_stride = s->current_frame.linesize[0];
365     s->c_stride = s->current_frame.linesize[1];
366
367     s->buf = buf;
368     s->size = buf_size;
369     roqvideo_decode_frame(s);
370
371     /* release the last frame if it is allocated */
372     if (s->first_frame)
373         s->first_frame = 0;
374     else
375         avctx->release_buffer(avctx, &s->last_frame);
376
377     /* shuffle frames */
378     s->last_frame = s->current_frame;
379
380     *data_size = sizeof(AVFrame);
381     *(AVFrame*)data = s->current_frame;
382
383     return buf_size;
384 }
385
386 static int roq_decode_end(AVCodecContext *avctx)
387 {
388     RoqContext *s = avctx->priv_data;
389
390     /* release the last frame */
391     avctx->release_buffer(avctx, &s->last_frame);
392
393     return 0;
394 }
395
396 AVCodec roq_decoder = {
397     "roqvideo",
398     CODEC_TYPE_VIDEO,
399     CODEC_ID_ROQ,
400     sizeof(RoqContext),
401     roq_decode_init,
402     NULL,
403     roq_decode_end,
404     roq_decode_frame,
405     CODEC_CAP_DR1,
406 };