j2k: restructure bitstream decoding
[ffmpeg.git] / libavcodec / truemotion2.c
1 /*
2  * Duck/ON2 TrueMotion 2 Decoder
3  * Copyright (c) 2005 Konstantin Shishkov
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 /**
23  * @file
24  * Duck TrueMotion2 decoder.
25  */
26
27 #include "avcodec.h"
28 #include "bytestream.h"
29 #include "get_bits.h"
30 #include "dsputil.h"
31 #include "internal.h"
32
33 #define TM2_ESCAPE 0x80000000
34 #define TM2_DELTAS 64
35
36 /* Huffman-coded streams of different types of blocks */
37 enum TM2_STREAMS {
38     TM2_C_HI = 0,
39     TM2_C_LO,
40     TM2_L_HI,
41     TM2_L_LO,
42     TM2_UPD,
43     TM2_MOT,
44     TM2_TYPE,
45     TM2_NUM_STREAMS
46 };
47
48 /* Block types */
49 enum TM2_BLOCKS {
50     TM2_HI_RES = 0,
51     TM2_MED_RES,
52     TM2_LOW_RES,
53     TM2_NULL_RES,
54     TM2_UPDATE,
55     TM2_STILL,
56     TM2_MOTION
57 };
58
59 typedef struct TM2Context {
60     AVCodecContext *avctx;
61     AVFrame pic;
62
63     GetBitContext gb;
64     DSPContext dsp;
65
66     uint8_t *buffer;
67     int buffer_size;
68
69     /* TM2 streams */
70     int *tokens[TM2_NUM_STREAMS];
71     int tok_lens[TM2_NUM_STREAMS];
72     int tok_ptrs[TM2_NUM_STREAMS];
73     int deltas[TM2_NUM_STREAMS][TM2_DELTAS];
74     /* for blocks decoding */
75     int D[4];
76     int CD[4];
77     int *last;
78     int *clast;
79
80     /* data for current and previous frame */
81     int *Y1_base, *U1_base, *V1_base, *Y2_base, *U2_base, *V2_base;
82     int *Y1, *U1, *V1, *Y2, *U2, *V2;
83     int y_stride, uv_stride;
84     int cur;
85 } TM2Context;
86
87 /**
88 * Huffman codes for each of streams
89 */
90 typedef struct TM2Codes {
91     VLC vlc; ///< table for FFmpeg bitstream reader
92     int bits;
93     int *recode; ///< table for converting from code indexes to values
94     int length;
95 } TM2Codes;
96
97 /**
98 * structure for gathering Huffman codes information
99 */
100 typedef struct TM2Huff {
101     int val_bits; ///< length of literal
102     int max_bits; ///< maximum length of code
103     int min_bits; ///< minimum length of code
104     int nodes; ///< total number of nodes in tree
105     int num; ///< current number filled
106     int max_num; ///< total number of codes
107     int *nums; ///< literals
108     uint32_t *bits; ///< codes
109     int *lens; ///< codelengths
110 } TM2Huff;
111
112 static int tm2_read_tree(TM2Context *ctx, uint32_t prefix, int length, TM2Huff *huff)
113 {
114     int ret;
115     if (length > huff->max_bits) {
116         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Tree exceeded its given depth (%i)\n",
117                huff->max_bits);
118         return AVERROR_INVALIDDATA;
119     }
120
121     if (!get_bits1(&ctx->gb)) { /* literal */
122         if (length == 0) {
123             length = 1;
124         }
125         if (huff->num >= huff->max_num) {
126             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Too many literals\n");
127             return AVERROR_INVALIDDATA;
128         }
129         huff->nums[huff->num] = get_bits_long(&ctx->gb, huff->val_bits);
130         huff->bits[huff->num] = prefix;
131         huff->lens[huff->num] = length;
132         huff->num++;
133         return 0;
134     } else { /* non-terminal node */
135         if ((ret = tm2_read_tree(ctx, prefix << 1, length + 1, huff)) < 0)
136             return ret;
137         if ((ret = tm2_read_tree(ctx, (prefix << 1) | 1, length + 1, huff)) < 0)
138             return ret;
139     }
140     return 0;
141 }
142
143 static int tm2_build_huff_table(TM2Context *ctx, TM2Codes *code)
144 {
145     TM2Huff huff;
146     int res = 0;
147
148     huff.val_bits = get_bits(&ctx->gb, 5);
149     huff.max_bits = get_bits(&ctx->gb, 5);
150     huff.min_bits = get_bits(&ctx->gb, 5);
151     huff.nodes    = get_bits_long(&ctx->gb, 17);
152     huff.num      = 0;
153
154     /* check for correct codes parameters */
155     if ((huff.val_bits < 1) || (huff.val_bits > 32) ||
156         (huff.max_bits < 0) || (huff.max_bits > 25)) {
157         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect tree parameters - literal "
158                "length: %i, max code length: %i\n", huff.val_bits, huff.max_bits);
159         return AVERROR_INVALIDDATA;
160     }
161     if ((huff.nodes <= 0) || (huff.nodes > 0x10000)) {
162         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect number of Huffman tree "
163                "nodes: %i\n", huff.nodes);
164         return AVERROR_INVALIDDATA;
165     }
166     /* one-node tree */
167     if (huff.max_bits == 0)
168         huff.max_bits = 1;
169
170     /* allocate space for codes - it is exactly ceil(nodes / 2) entries */
171     huff.max_num = (huff.nodes + 1) >> 1;
172     huff.nums    = av_mallocz(huff.max_num * sizeof(int));
173     huff.bits    = av_mallocz(huff.max_num * sizeof(uint32_t));
174     huff.lens    = av_mallocz(huff.max_num * sizeof(int));
175
176     res = tm2_read_tree(ctx, 0, 0, &huff);
177
178     if (huff.num != huff.max_num) {
179         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Got less codes than expected: %i of %i\n",
180                huff.num, huff.max_num);
181         res = AVERROR_INVALIDDATA;
182     }
183
184     /* convert codes to vlc_table */
185     if (res >= 0) {
186         int i;
187
188         res = init_vlc(&code->vlc, huff.max_bits, huff.max_num,
189                        huff.lens, sizeof(int), sizeof(int),
190                        huff.bits, sizeof(uint32_t), sizeof(uint32_t), 0);
191         if (res < 0)
192             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot build VLC table\n");
193         else {
194             code->bits = huff.max_bits;
195             code->length = huff.max_num;
196             code->recode = av_malloc(code->length * sizeof(int));
197             for (i = 0; i < code->length; i++)
198                 code->recode[i] = huff.nums[i];
199         }
200     }
201     /* free allocated memory */
202     av_free(huff.nums);
203     av_free(huff.bits);
204     av_free(huff.lens);
205
206     return res;
207 }
208
209 static void tm2_free_codes(TM2Codes *code)
210 {
211     av_free(code->recode);
212     if (code->vlc.table)
213         ff_free_vlc(&code->vlc);
214 }
215
216 static inline int tm2_get_token(GetBitContext *gb, TM2Codes *code)
217 {
218     int val;
219     val = get_vlc2(gb, code->vlc.table, code->bits, 1);
220     if(val<0)
221         return -1;
222     return code->recode[val];
223 }
224
225 #define TM2_OLD_HEADER_MAGIC 0x00000100
226 #define TM2_NEW_HEADER_MAGIC 0x00000101
227
228 static inline int tm2_read_header(TM2Context *ctx, const uint8_t *buf)
229 {
230     uint32_t magic = AV_RL32(buf);
231
232     switch (magic) {
233     case TM2_OLD_HEADER_MAGIC:
234         avpriv_request_sample(ctx->avctx, "Old TM2 header");
235         return 0;
236     case TM2_NEW_HEADER_MAGIC:
237         return 0;
238     default:
239         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Not a TM2 header: 0x%08X\n", magic);
240         return AVERROR_INVALIDDATA;
241     }
242 }
243
244 static int tm2_read_deltas(TM2Context *ctx, int stream_id)
245 {
246     int d, mb;
247     int i, v;
248
249     d  = get_bits(&ctx->gb, 9);
250     mb = get_bits(&ctx->gb, 5);
251
252     if ((d < 1) || (d > TM2_DELTAS) || (mb < 1) || (mb > 32)) {
253         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect delta table: %i deltas x %i bits\n", d, mb);
254         return AVERROR_INVALIDDATA;
255     }
256
257     for (i = 0; i < d; i++) {
258         v = get_bits_long(&ctx->gb, mb);
259         if (v & (1 << (mb - 1)))
260             ctx->deltas[stream_id][i] = v - (1 << mb);
261         else
262             ctx->deltas[stream_id][i] = v;
263     }
264     for (; i < TM2_DELTAS; i++)
265         ctx->deltas[stream_id][i] = 0;
266
267     return 0;
268 }
269
270 static int tm2_read_stream(TM2Context *ctx, const uint8_t *buf, int stream_id, int buf_size)
271 {
272     int i, ret;
273     int skip = 0;
274     int len, toks, pos;
275     TM2Codes codes;
276     GetByteContext gb;
277
278     if (buf_size < 4) {
279         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "not enough space for len left\n");
280         return AVERROR_INVALIDDATA;
281     }
282
283     /* get stream length in dwords */
284     bytestream2_init(&gb, buf, buf_size);
285     len  = bytestream2_get_be32(&gb);
286     skip = len * 4 + 4;
287
288     if (len == 0)
289         return 4;
290
291     if (len >= INT_MAX/4-1 || len < 0 || skip > buf_size) {
292         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid stream size\n");
293         return AVERROR_INVALIDDATA;
294     }
295
296     toks = bytestream2_get_be32(&gb);
297     if (toks & 1) {
298         len = bytestream2_get_be32(&gb);
299         if (len == TM2_ESCAPE) {
300             len = bytestream2_get_be32(&gb);
301         }
302         if (len > 0) {
303             pos = bytestream2_tell(&gb);
304             if (skip <= pos)
305                 return AVERROR_INVALIDDATA;
306             init_get_bits(&ctx->gb, buf + pos, (skip - pos) * 8);
307             if ((ret = tm2_read_deltas(ctx, stream_id)) < 0)
308                 return ret;
309             bytestream2_skip(&gb, ((get_bits_count(&ctx->gb) + 31) >> 5) << 2);
310         }
311     }
312     /* skip unused fields */
313     len = bytestream2_get_be32(&gb);
314     if (len == TM2_ESCAPE) { /* some unknown length - could be escaped too */
315         bytestream2_skip(&gb, 8); /* unused by decoder */
316     } else {
317         bytestream2_skip(&gb, 4); /* unused by decoder */
318     }
319
320     pos = bytestream2_tell(&gb);
321     if (skip <= pos)
322         return AVERROR_INVALIDDATA;
323     init_get_bits(&ctx->gb, buf + pos, (skip - pos) * 8);
324     if ((ret = tm2_build_huff_table(ctx, &codes)) < 0)
325         return ret;
326     bytestream2_skip(&gb, ((get_bits_count(&ctx->gb) + 31) >> 5) << 2);
327
328     toks >>= 1;
329     /* check if we have sane number of tokens */
330     if ((toks < 0) || (toks > 0xFFFFFF)) {
331         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect number of tokens: %i\n", toks);
332         tm2_free_codes(&codes);
333         return AVERROR_INVALIDDATA;
334     }
335     ctx->tokens[stream_id]   = av_realloc(ctx->tokens[stream_id], toks * sizeof(int));
336     ctx->tok_lens[stream_id] = toks;
337     len = bytestream2_get_be32(&gb);
338     if (len > 0) {
339         pos = bytestream2_tell(&gb);
340         if (skip <= pos)
341             return AVERROR_INVALIDDATA;
342         init_get_bits(&ctx->gb, buf + pos, (skip - pos) * 8);
343         for (i = 0; i < toks; i++) {
344             if (get_bits_left(&ctx->gb) <= 0) {
345                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect number of tokens: %i\n", toks);
346                 return AVERROR_INVALIDDATA;
347             }
348             ctx->tokens[stream_id][i] = tm2_get_token(&ctx->gb, &codes);
349             if (stream_id <= TM2_MOT && ctx->tokens[stream_id][i] >= TM2_DELTAS || ctx->tokens[stream_id][i]<0) {
350                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid delta token index %d for type %d, n=%d\n",
351                        ctx->tokens[stream_id][i], stream_id, i);
352                 return AVERROR_INVALIDDATA;
353             }
354         }
355     } else {
356         for (i = 0; i < toks; i++) {
357             ctx->tokens[stream_id][i] = codes.recode[0];
358             if (stream_id <= TM2_MOT && ctx->tokens[stream_id][i] >= TM2_DELTAS) {
359                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid delta token index %d for type %d, n=%d\n",
360                        ctx->tokens[stream_id][i], stream_id, i);
361                 return AVERROR_INVALIDDATA;
362             }
363         }
364     }
365     tm2_free_codes(&codes);
366
367     return skip;
368 }
369
370 static inline int GET_TOK(TM2Context *ctx,int type)
371 {
372     if (ctx->tok_ptrs[type] >= ctx->tok_lens[type]) {
373         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Read token from stream %i out of bounds (%i>=%i)\n", type, ctx->tok_ptrs[type], ctx->tok_lens[type]);
374         return 0;
375     }
376     if (type <= TM2_MOT) {
377         if (ctx->tokens[type][ctx->tok_ptrs[type]] >= TM2_DELTAS) {
378             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "token %d is too large\n", ctx->tokens[type][ctx->tok_ptrs[type]]);
379             return 0;
380         }
381         return ctx->deltas[type][ctx->tokens[type][ctx->tok_ptrs[type]++]];
382     }
383     return ctx->tokens[type][ctx->tok_ptrs[type]++];
384 }
385
386 /* blocks decoding routines */
387
388 /* common Y, U, V pointers initialisation */
389 #define TM2_INIT_POINTERS() \
390     int *last, *clast; \
391     int *Y, *U, *V;\
392     int Ystride, Ustride, Vstride;\
393 \
394     Ystride = ctx->y_stride;\
395     Vstride = ctx->uv_stride;\
396     Ustride = ctx->uv_stride;\
397     Y = (ctx->cur?ctx->Y2:ctx->Y1) + by * 4 * Ystride + bx * 4;\
398     V = (ctx->cur?ctx->V2:ctx->V1) + by * 2 * Vstride + bx * 2;\
399     U = (ctx->cur?ctx->U2:ctx->U1) + by * 2 * Ustride + bx * 2;\
400     last = ctx->last + bx * 4;\
401     clast = ctx->clast + bx * 4;
402
403 #define TM2_INIT_POINTERS_2() \
404     int *Yo, *Uo, *Vo;\
405     int oYstride, oUstride, oVstride;\
406 \
407     TM2_INIT_POINTERS();\
408     oYstride = Ystride;\
409     oVstride = Vstride;\
410     oUstride = Ustride;\
411     Yo = (ctx->cur?ctx->Y1:ctx->Y2) + by * 4 * oYstride + bx * 4;\
412     Vo = (ctx->cur?ctx->V1:ctx->V2) + by * 2 * oVstride + bx * 2;\
413     Uo = (ctx->cur?ctx->U1:ctx->U2) + by * 2 * oUstride + bx * 2;
414
415 /* recalculate last and delta values for next blocks */
416 #define TM2_RECALC_BLOCK(CHR, stride, last, CD) {\
417     CD[0] = CHR[1] - last[1];\
418     CD[1] = (int)CHR[stride + 1] - (int)CHR[1];\
419     last[0] = (int)CHR[stride + 0];\
420     last[1] = (int)CHR[stride + 1];}
421
422 /* common operations - add deltas to 4x4 block of luma or 2x2 blocks of chroma */
423 static inline void tm2_apply_deltas(TM2Context *ctx, int* Y, int stride, int *deltas, int *last)
424 {
425     int ct, d;
426     int i, j;
427
428     for (j = 0; j < 4; j++){
429         ct = ctx->D[j];
430         for (i = 0; i < 4; i++){
431             d        = deltas[i + j * 4];
432             ct      += d;
433             last[i] += ct;
434             Y[i]     = av_clip_uint8(last[i]);
435         }
436         Y        += stride;
437         ctx->D[j] = ct;
438     }
439 }
440
441 static inline void tm2_high_chroma(int *data, int stride, int *last, int *CD, int *deltas)
442 {
443     int i, j;
444     for (j = 0; j < 2; j++) {
445         for (i = 0; i < 2; i++)  {
446             CD[j]   += deltas[i + j * 2];
447             last[i] += CD[j];
448             data[i]  = last[i];
449         }
450         data += stride;
451     }
452 }
453
454 static inline void tm2_low_chroma(int *data, int stride, int *clast, int *CD, int *deltas, int bx)
455 {
456     int t;
457     int l;
458     int prev;
459
460     if (bx > 0)
461         prev = clast[-3];
462     else
463         prev = 0;
464     t        = (CD[0] + CD[1]) >> 1;
465     l        = (prev - CD[0] - CD[1] + clast[1]) >> 1;
466     CD[1]    = CD[0] + CD[1] - t;
467     CD[0]    = t;
468     clast[0] = l;
469
470     tm2_high_chroma(data, stride, clast, CD, deltas);
471 }
472
473 static inline void tm2_hi_res_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
474 {
475     int i;
476     int deltas[16];
477     TM2_INIT_POINTERS();
478
479     /* hi-res chroma */
480     for (i = 0; i < 4; i++) {
481         deltas[i]     = GET_TOK(ctx, TM2_C_HI);
482         deltas[i + 4] = GET_TOK(ctx, TM2_C_HI);
483     }
484     tm2_high_chroma(U, Ustride, clast,     ctx->CD,     deltas);
485     tm2_high_chroma(V, Vstride, clast + 2, ctx->CD + 2, deltas + 4);
486
487     /* hi-res luma */
488     for (i = 0; i < 16; i++)
489         deltas[i] = GET_TOK(ctx, TM2_L_HI);
490
491     tm2_apply_deltas(ctx, Y, Ystride, deltas, last);
492 }
493
494 static inline void tm2_med_res_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
495 {
496     int i;
497     int deltas[16];
498     TM2_INIT_POINTERS();
499
500     /* low-res chroma */
501     deltas[0] = GET_TOK(ctx, TM2_C_LO);
502     deltas[1] = deltas[2] = deltas[3] = 0;
503     tm2_low_chroma(U, Ustride, clast, ctx->CD, deltas, bx);
504
505     deltas[0] = GET_TOK(ctx, TM2_C_LO);
506     deltas[1] = deltas[2] = deltas[3] = 0;
507     tm2_low_chroma(V, Vstride, clast + 2, ctx->CD + 2, deltas, bx);
508
509     /* hi-res luma */
510     for (i = 0; i < 16; i++)
511         deltas[i] = GET_TOK(ctx, TM2_L_HI);
512
513     tm2_apply_deltas(ctx, Y, Ystride, deltas, last);
514 }
515
516 static inline void tm2_low_res_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
517 {
518     int i;
519     int t1, t2;
520     int deltas[16];
521     TM2_INIT_POINTERS();
522
523     /* low-res chroma */
524     deltas[0] = GET_TOK(ctx, TM2_C_LO);
525     deltas[1] = deltas[2] = deltas[3] = 0;
526     tm2_low_chroma(U, Ustride, clast, ctx->CD, deltas, bx);
527
528     deltas[0] = GET_TOK(ctx, TM2_C_LO);
529     deltas[1] = deltas[2] = deltas[3] = 0;
530     tm2_low_chroma(V, Vstride, clast + 2, ctx->CD + 2, deltas, bx);
531
532     /* low-res luma */
533     for (i = 0; i < 16; i++)
534         deltas[i] = 0;
535
536     deltas[ 0] = GET_TOK(ctx, TM2_L_LO);
537     deltas[ 2] = GET_TOK(ctx, TM2_L_LO);
538     deltas[ 8] = GET_TOK(ctx, TM2_L_LO);
539     deltas[10] = GET_TOK(ctx, TM2_L_LO);
540
541     if (bx > 0)
542         last[0] = (last[-1] - ctx->D[0] - ctx->D[1] - ctx->D[2] - ctx->D[3] + last[1]) >> 1;
543     else
544         last[0] = (last[1]  - ctx->D[0] - ctx->D[1] - ctx->D[2] - ctx->D[3])>> 1;
545     last[2] = (last[1] + last[3]) >> 1;
546
547     t1 = ctx->D[0] + ctx->D[1];
548     ctx->D[0] = t1 >> 1;
549     ctx->D[1] = t1 - (t1 >> 1);
550     t2 = ctx->D[2] + ctx->D[3];
551     ctx->D[2] = t2 >> 1;
552     ctx->D[3] = t2 - (t2 >> 1);
553
554     tm2_apply_deltas(ctx, Y, Ystride, deltas, last);
555 }
556
557 static inline void tm2_null_res_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
558 {
559     int i;
560     int ct;
561     int left, right, diff;
562     int deltas[16];
563     TM2_INIT_POINTERS();
564
565     /* null chroma */
566     deltas[0] = deltas[1] = deltas[2] = deltas[3] = 0;
567     tm2_low_chroma(U, Ustride, clast, ctx->CD, deltas, bx);
568
569     deltas[0] = deltas[1] = deltas[2] = deltas[3] = 0;
570     tm2_low_chroma(V, Vstride, clast + 2, ctx->CD + 2, deltas, bx);
571
572     /* null luma */
573     for (i = 0; i < 16; i++)
574         deltas[i] = 0;
575
576     ct = ctx->D[0] + ctx->D[1] + ctx->D[2] + ctx->D[3];
577
578     if (bx > 0)
579         left = last[-1] - ct;
580     else
581         left = 0;
582
583     right   = last[3];
584     diff    = right - left;
585     last[0] = left + (diff >> 2);
586     last[1] = left + (diff >> 1);
587     last[2] = right - (diff >> 2);
588     last[3] = right;
589     {
590         int tp = left;
591
592         ctx->D[0] = (tp + (ct >> 2)) - left;
593         left     += ctx->D[0];
594         ctx->D[1] = (tp + (ct >> 1)) - left;
595         left     += ctx->D[1];
596         ctx->D[2] = ((tp + ct) - (ct >> 2)) - left;
597         left     += ctx->D[2];
598         ctx->D[3] = (tp + ct) - left;
599     }
600     tm2_apply_deltas(ctx, Y, Ystride, deltas, last);
601 }
602
603 static inline void tm2_still_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
604 {
605     int i, j;
606     TM2_INIT_POINTERS_2();
607
608     /* update chroma */
609     for (j = 0; j < 2; j++) {
610         for (i = 0; i < 2; i++){
611             U[i] = Uo[i];
612             V[i] = Vo[i];
613         }
614         U  += Ustride; V += Vstride;
615         Uo += oUstride; Vo += oVstride;
616     }
617     U -= Ustride * 2;
618     V -= Vstride * 2;
619     TM2_RECALC_BLOCK(U, Ustride, clast, ctx->CD);
620     TM2_RECALC_BLOCK(V, Vstride, (clast + 2), (ctx->CD + 2));
621
622     /* update deltas */
623     ctx->D[0] = Yo[3] - last[3];
624     ctx->D[1] = Yo[3 + oYstride] - Yo[3];
625     ctx->D[2] = Yo[3 + oYstride * 2] - Yo[3 + oYstride];
626     ctx->D[3] = Yo[3 + oYstride * 3] - Yo[3 + oYstride * 2];
627
628     for (j = 0; j < 4; j++) {
629         for (i = 0; i < 4; i++) {
630             Y[i]    = Yo[i];
631             last[i] = Yo[i];
632         }
633         Y  += Ystride;
634         Yo += oYstride;
635     }
636 }
637
638 static inline void tm2_update_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
639 {
640     int i, j;
641     int d;
642     TM2_INIT_POINTERS_2();
643
644     /* update chroma */
645     for (j = 0; j < 2; j++) {
646         for (i = 0; i < 2; i++) {
647             U[i] = Uo[i] + GET_TOK(ctx, TM2_UPD);
648             V[i] = Vo[i] + GET_TOK(ctx, TM2_UPD);
649         }
650         U  += Ustride;
651         V  += Vstride;
652         Uo += oUstride;
653         Vo += oVstride;
654     }
655     U -= Ustride * 2;
656     V -= Vstride * 2;
657     TM2_RECALC_BLOCK(U, Ustride, clast, ctx->CD);
658     TM2_RECALC_BLOCK(V, Vstride, (clast + 2), (ctx->CD + 2));
659
660     /* update deltas */
661     ctx->D[0] = Yo[3] - last[3];
662     ctx->D[1] = Yo[3 + oYstride] - Yo[3];
663     ctx->D[2] = Yo[3 + oYstride * 2] - Yo[3 + oYstride];
664     ctx->D[3] = Yo[3 + oYstride * 3] - Yo[3 + oYstride * 2];
665
666     for (j = 0; j < 4; j++) {
667         d = last[3];
668         for (i = 0; i < 4; i++) {
669             Y[i]    = Yo[i] + GET_TOK(ctx, TM2_UPD);
670             last[i] = Y[i];
671         }
672         ctx->D[j] = last[3] - d;
673         Y  += Ystride;
674         Yo += oYstride;
675     }
676 }
677
678 static inline void tm2_motion_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
679 {
680     int i, j;
681     int mx, my;
682     TM2_INIT_POINTERS_2();
683
684     mx = GET_TOK(ctx, TM2_MOT);
685     my = GET_TOK(ctx, TM2_MOT);
686     mx = av_clip(mx, -(bx * 4 + 4), ctx->avctx->width  - bx * 4);
687     my = av_clip(my, -(by * 4 + 4), ctx->avctx->height - by * 4);
688
689     if (4*bx+mx<0 || 4*by+my<0 || 4*bx+mx+4 > ctx->avctx->width || 4*by+my+4 > ctx->avctx->height) {
690         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "MV out of picture\n");
691         return;
692     }
693
694     Yo += my * oYstride + mx;
695     Uo += (my >> 1) * oUstride + (mx >> 1);
696     Vo += (my >> 1) * oVstride + (mx >> 1);
697
698     /* copy chroma */
699     for (j = 0; j < 2; j++) {
700         for (i = 0; i < 2; i++) {
701             U[i] = Uo[i];
702             V[i] = Vo[i];
703         }
704         U  += Ustride;
705         V  += Vstride;
706         Uo += oUstride;
707         Vo += oVstride;
708     }
709     U -= Ustride * 2;
710     V -= Vstride * 2;
711     TM2_RECALC_BLOCK(U, Ustride, clast, ctx->CD);
712     TM2_RECALC_BLOCK(V, Vstride, (clast + 2), (ctx->CD + 2));
713
714     /* copy luma */
715     for (j = 0; j < 4; j++) {
716         for (i = 0; i < 4; i++) {
717             Y[i] = Yo[i];
718         }
719         Y  += Ystride;
720         Yo += oYstride;
721     }
722     /* calculate deltas */
723     Y -= Ystride * 4;
724     ctx->D[0] = Y[3] - last[3];
725     ctx->D[1] = Y[3 + Ystride] - Y[3];
726     ctx->D[2] = Y[3 + Ystride * 2] - Y[3 + Ystride];
727     ctx->D[3] = Y[3 + Ystride * 3] - Y[3 + Ystride * 2];
728     for (i = 0; i < 4; i++)
729         last[i] = Y[i + Ystride * 3];
730 }
731
732 static int tm2_decode_blocks(TM2Context *ctx, AVFrame *p)
733 {
734     int i, j;
735     int w = ctx->avctx->width, h = ctx->avctx->height, bw = w >> 2, bh = h >> 2, cw = w >> 1;
736     int type;
737     int keyframe = 1;
738     int *Y, *U, *V;
739     uint8_t *dst;
740
741     for (i = 0; i < TM2_NUM_STREAMS; i++)
742         ctx->tok_ptrs[i] = 0;
743
744     if (ctx->tok_lens[TM2_TYPE]<bw*bh) {
745         av_log(ctx->avctx,AV_LOG_ERROR,"Got %i tokens for %i blocks\n",ctx->tok_lens[TM2_TYPE],bw*bh);
746         return AVERROR_INVALIDDATA;
747     }
748
749     memset(ctx->last, 0, 4 * bw * sizeof(int));
750     memset(ctx->clast, 0, 4 * bw * sizeof(int));
751
752     for (j = 0; j < bh; j++) {
753         memset(ctx->D, 0, 4 * sizeof(int));
754         memset(ctx->CD, 0, 4 * sizeof(int));
755         for (i = 0; i < bw; i++) {
756             type = GET_TOK(ctx, TM2_TYPE);
757             switch(type) {
758             case TM2_HI_RES:
759                 tm2_hi_res_block(ctx, p, i, j);
760                 break;
761             case TM2_MED_RES:
762                 tm2_med_res_block(ctx, p, i, j);
763                 break;
764             case TM2_LOW_RES:
765                 tm2_low_res_block(ctx, p, i, j);
766                 break;
767             case TM2_NULL_RES:
768                 tm2_null_res_block(ctx, p, i, j);
769                 break;
770             case TM2_UPDATE:
771                 tm2_update_block(ctx, p, i, j);
772                 keyframe = 0;
773                 break;
774             case TM2_STILL:
775                 tm2_still_block(ctx, p, i, j);
776                 keyframe = 0;
777                 break;
778             case TM2_MOTION:
779                 tm2_motion_block(ctx, p, i, j);
780                 keyframe = 0;
781                 break;
782             default:
783                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Skipping unknown block type %i\n", type);
784             }
785         }
786     }
787
788     /* copy data from our buffer to AVFrame */
789     Y = (ctx->cur?ctx->Y2:ctx->Y1);
790     U = (ctx->cur?ctx->U2:ctx->U1);
791     V = (ctx->cur?ctx->V2:ctx->V1);
792     dst = p->data[0];
793     for (j = 0; j < h; j++) {
794         for (i = 0; i < w; i++) {
795             int y = Y[i], u = U[i >> 1], v = V[i >> 1];
796             dst[3*i+0] = av_clip_uint8(y + v);
797             dst[3*i+1] = av_clip_uint8(y);
798             dst[3*i+2] = av_clip_uint8(y + u);
799         }
800
801         /* horizontal edge extension */
802         Y[-4]    = Y[-3]    = Y[-2]    = Y[-1] = Y[0];
803         Y[w + 3] = Y[w + 2] = Y[w + 1] = Y[w]  = Y[w - 1];
804
805         /* vertical edge extension */
806         if (j == 0) {
807             memcpy(Y - 4 - 1 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
808             memcpy(Y - 4 - 2 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
809             memcpy(Y - 4 - 3 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
810             memcpy(Y - 4 - 4 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
811         } else if (j == h - 1) {
812             memcpy(Y - 4 + 1 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
813             memcpy(Y - 4 + 2 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
814             memcpy(Y - 4 + 3 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
815             memcpy(Y - 4 + 4 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
816         }
817
818         Y += ctx->y_stride;
819         if (j & 1) {
820             /* horizontal edge extension */
821             U[-2]     = U[-1] = U[0];
822             V[-2]     = V[-1] = V[0];
823             U[cw + 1] = U[cw] = U[cw - 1];
824             V[cw + 1] = V[cw] = V[cw - 1];
825
826             /* vertical edge extension */
827             if (j == 1) {
828                 memcpy(U - 2 - 1 * ctx->uv_stride, U - 2, ctx->uv_stride);
829                 memcpy(V - 2 - 1 * ctx->uv_stride, V - 2, ctx->uv_stride);
830                 memcpy(U - 2 - 2 * ctx->uv_stride, U - 2, ctx->uv_stride);
831                 memcpy(V - 2 - 2 * ctx->uv_stride, V - 2, ctx->uv_stride);
832             } else if (j == h - 1) {
833                 memcpy(U - 2 + 1 * ctx->uv_stride, U - 2, ctx->uv_stride);
834                 memcpy(V - 2 + 1 * ctx->uv_stride, V - 2, ctx->uv_stride);
835                 memcpy(U - 2 + 2 * ctx->uv_stride, U - 2, ctx->uv_stride);
836                 memcpy(V - 2 + 2 * ctx->uv_stride, V - 2, ctx->uv_stride);
837             }
838
839             U += ctx->uv_stride;
840             V += ctx->uv_stride;
841         }
842         dst += p->linesize[0];
843     }
844
845     return keyframe;
846 }
847
848 static const int tm2_stream_order[TM2_NUM_STREAMS] = {
849     TM2_C_HI, TM2_C_LO, TM2_L_HI, TM2_L_LO, TM2_UPD, TM2_MOT, TM2_TYPE
850 };
851
852 #define TM2_HEADER_SIZE 40
853
854 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
855                         void *data, int *got_frame,
856                         AVPacket *avpkt)
857 {
858     TM2Context * const l = avctx->priv_data;
859     const uint8_t *buf   = avpkt->data;
860     int buf_size         = avpkt->size & ~3;
861     AVFrame * const p    = &l->pic;
862     int offset           = TM2_HEADER_SIZE;
863     int i, t, ret;
864
865     av_fast_padded_malloc(&l->buffer, &l->buffer_size, buf_size);
866     if (!l->buffer) {
867         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate temporary buffer\n");
868         return AVERROR(ENOMEM);
869     }
870
871     if ((ret = ff_reget_buffer(avctx, p)) < 0)
872         return ret;
873
874     l->dsp.bswap_buf((uint32_t*)l->buffer, (const uint32_t*)buf, buf_size >> 2);
875
876     if ((ret = tm2_read_header(l, l->buffer)) < 0) {
877         return ret;
878     }
879
880     for (i = 0; i < TM2_NUM_STREAMS; i++) {
881         if (offset >= buf_size) {
882             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "no space for tm2_read_stream\n");
883             return AVERROR_INVALIDDATA;
884         }
885
886         t = tm2_read_stream(l, l->buffer + offset, tm2_stream_order[i],
887                             buf_size - offset);
888         if (t < 0) {
889             int j = tm2_stream_order[i];
890             memset(l->tokens[j], 0, sizeof(**l->tokens) * l->tok_lens[j]);
891             return t;
892         }
893         offset += t;
894     }
895     p->key_frame = tm2_decode_blocks(l, p);
896     if (p->key_frame)
897         p->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
898     else
899         p->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
900
901     l->cur = !l->cur;
902     *got_frame      = 1;
903     ret = av_frame_ref(data, &l->pic);
904
905     return (ret < 0) ? ret : buf_size;
906 }
907
908 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
909 {
910     TM2Context * const l = avctx->priv_data;
911     int i, w = avctx->width, h = avctx->height;
912
913     if ((avctx->width & 3) || (avctx->height & 3)) {
914         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Width and height must be multiple of 4\n");
915         return AVERROR(EINVAL);
916     }
917
918     l->avctx       = avctx;
919     avcodec_get_frame_defaults(&l->pic);
920     avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_BGR24;
921
922     ff_dsputil_init(&l->dsp, avctx);
923
924     l->last  = av_malloc(4 * sizeof(*l->last)  * (w >> 2));
925     l->clast = av_malloc(4 * sizeof(*l->clast) * (w >> 2));
926
927     for (i = 0; i < TM2_NUM_STREAMS; i++) {
928         l->tokens[i] = NULL;
929         l->tok_lens[i] = 0;
930     }
931
932     w += 8;
933     h += 8;
934     l->Y1_base = av_mallocz(sizeof(*l->Y1_base) * w * h);
935     l->Y2_base = av_mallocz(sizeof(*l->Y2_base) * w * h);
936     l->y_stride = w;
937     w = (w + 1) >> 1;
938     h = (h + 1) >> 1;
939     l->U1_base = av_mallocz(sizeof(*l->U1_base) * w * h);
940     l->V1_base = av_mallocz(sizeof(*l->V1_base) * w * h);
941     l->U2_base = av_mallocz(sizeof(*l->U2_base) * w * h);
942     l->V2_base = av_mallocz(sizeof(*l->V1_base) * w * h);
943     l->uv_stride = w;
944     l->cur = 0;
945     if (!l->Y1_base || !l->Y2_base || !l->U1_base ||
946         !l->V1_base || !l->U2_base || !l->V2_base ||
947         !l->last    || !l->clast) {
948         av_freep(l->Y1_base);
949         av_freep(l->Y2_base);
950         av_freep(l->U1_base);
951         av_freep(l->U2_base);
952         av_freep(l->V1_base);
953         av_freep(l->V2_base);
954         av_freep(l->last);
955         av_freep(l->clast);
956         return AVERROR(ENOMEM);
957     }
958     l->Y1 = l->Y1_base + l->y_stride  * 4 + 4;
959     l->Y2 = l->Y2_base + l->y_stride  * 4 + 4;
960     l->U1 = l->U1_base + l->uv_stride * 2 + 2;
961     l->U2 = l->U2_base + l->uv_stride * 2 + 2;
962     l->V1 = l->V1_base + l->uv_stride * 2 + 2;
963     l->V2 = l->V2_base + l->uv_stride * 2 + 2;
964
965     return 0;
966 }
967
968 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
969 {
970     TM2Context * const l = avctx->priv_data;
971     AVFrame *pic = &l->pic;
972     int i;
973
974     av_free(l->last);
975     av_free(l->clast);
976     for (i = 0; i < TM2_NUM_STREAMS; i++)
977         av_free(l->tokens[i]);
978     if (l->Y1) {
979         av_free(l->Y1_base);
980         av_free(l->U1_base);
981         av_free(l->V1_base);
982         av_free(l->Y2_base);
983         av_free(l->U2_base);
984         av_free(l->V2_base);
985     }
986     av_freep(&l->buffer);
987     l->buffer_size = 0;
988
989     av_frame_unref(pic);
990
991     return 0;
992 }
993
994 AVCodec ff_truemotion2_decoder = {
995     .name           = "truemotion2",
996     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
997     .id             = AV_CODEC_ID_TRUEMOTION2,
998     .priv_data_size = sizeof(TM2Context),
999     .init           = decode_init,
1000     .close          = decode_end,
1001     .decode         = decode_frame,
1002     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
1003     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Duck TrueMotion 2.0"),
1004 };