svq1: replace struct svq1_frame_size with an array.
[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 Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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
32 #define TM2_ESCAPE 0x80000000
33 #define TM2_DELTAS 64
34
35 /* Huffman-coded streams of different types of blocks */
36 enum TM2_STREAMS {
37     TM2_C_HI = 0,
38     TM2_C_LO,
39     TM2_L_HI,
40     TM2_L_LO,
41     TM2_UPD,
42     TM2_MOT,
43     TM2_TYPE,
44     TM2_NUM_STREAMS
45 };
46
47 /* Block types */
48 enum TM2_BLOCKS {
49     TM2_HI_RES = 0,
50     TM2_MED_RES,
51     TM2_LOW_RES,
52     TM2_NULL_RES,
53     TM2_UPDATE,
54     TM2_STILL,
55     TM2_MOTION
56 };
57
58 typedef struct TM2Context {
59     AVCodecContext *avctx;
60     AVFrame pic;
61
62     GetBitContext gb;
63     DSPContext dsp;
64
65     /* TM2 streams */
66     int *tokens[TM2_NUM_STREAMS];
67     int tok_lens[TM2_NUM_STREAMS];
68     int tok_ptrs[TM2_NUM_STREAMS];
69     int deltas[TM2_NUM_STREAMS][TM2_DELTAS];
70     /* for blocks decoding */
71     int D[4];
72     int CD[4];
73     int *last;
74     int *clast;
75
76     /* data for current and previous frame */
77     int *Y1_base, *U1_base, *V1_base, *Y2_base, *U2_base, *V2_base;
78     int *Y1, *U1, *V1, *Y2, *U2, *V2;
79     int y_stride, uv_stride;
80     int cur;
81 } TM2Context;
82
83 /**
84 * Huffman codes for each of streams
85 */
86 typedef struct TM2Codes {
87     VLC vlc; ///< table for Libav bitstream reader
88     int bits;
89     int *recode; ///< table for converting from code indexes to values
90     int length;
91 } TM2Codes;
92
93 /**
94 * structure for gathering Huffman codes information
95 */
96 typedef struct TM2Huff {
97     int val_bits; ///< length of literal
98     int max_bits; ///< maximum length of code
99     int min_bits; ///< minimum length of code
100     int nodes; ///< total number of nodes in tree
101     int num; ///< current number filled
102     int max_num; ///< total number of codes
103     int *nums; ///< literals
104     uint32_t *bits; ///< codes
105     int *lens; ///< codelengths
106 } TM2Huff;
107
108 static int tm2_read_tree(TM2Context *ctx, uint32_t prefix, int length, TM2Huff *huff)
109 {
110     int ret;
111     if (length > huff->max_bits) {
112         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Tree exceeded its given depth (%i)\n",
113                huff->max_bits);
114         return AVERROR_INVALIDDATA;
115     }
116
117     if (!get_bits1(&ctx->gb)) { /* literal */
118         if (length == 0) {
119             length = 1;
120         }
121         if (huff->num >= huff->max_num) {
122             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Too many literals\n");
123             return AVERROR_INVALIDDATA;
124         }
125         huff->nums[huff->num] = get_bits_long(&ctx->gb, huff->val_bits);
126         huff->bits[huff->num] = prefix;
127         huff->lens[huff->num] = length;
128         huff->num++;
129         return 0;
130     } else { /* non-terminal node */
131         if ((ret = tm2_read_tree(ctx, prefix << 1, length + 1, huff)) < 0)
132             return ret;
133         if ((ret = tm2_read_tree(ctx, (prefix << 1) | 1, length + 1, huff)) < 0)
134             return ret;
135     }
136     return 0;
137 }
138
139 static int tm2_build_huff_table(TM2Context *ctx, TM2Codes *code)
140 {
141     TM2Huff huff;
142     int res = 0;
143
144     huff.val_bits = get_bits(&ctx->gb, 5);
145     huff.max_bits = get_bits(&ctx->gb, 5);
146     huff.min_bits = get_bits(&ctx->gb, 5);
147     huff.nodes    = get_bits_long(&ctx->gb, 17);
148     huff.num      = 0;
149
150     /* check for correct codes parameters */
151     if ((huff.val_bits < 1) || (huff.val_bits > 32) ||
152         (huff.max_bits < 0) || (huff.max_bits > 25)) {
153         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect tree parameters - literal "
154                "length: %i, max code length: %i\n", huff.val_bits, huff.max_bits);
155         return AVERROR_INVALIDDATA;
156     }
157     if ((huff.nodes <= 0) || (huff.nodes > 0x10000)) {
158         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect number of Huffman tree "
159                "nodes: %i\n", huff.nodes);
160         return AVERROR_INVALIDDATA;
161     }
162     /* one-node tree */
163     if (huff.max_bits == 0)
164         huff.max_bits = 1;
165
166     /* allocate space for codes - it is exactly ceil(nodes / 2) entries */
167     huff.max_num = (huff.nodes + 1) >> 1;
168     huff.nums    = av_mallocz(huff.max_num * sizeof(int));
169     huff.bits    = av_mallocz(huff.max_num * sizeof(uint32_t));
170     huff.lens    = av_mallocz(huff.max_num * sizeof(int));
171
172     res = tm2_read_tree(ctx, 0, 0, &huff);
173
174     if (huff.num != huff.max_num) {
175         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Got less codes than expected: %i of %i\n",
176                huff.num, huff.max_num);
177         res = AVERROR_INVALIDDATA;
178     }
179
180     /* convert codes to vlc_table */
181     if (res >= 0) {
182         int i;
183
184         res = init_vlc(&code->vlc, huff.max_bits, huff.max_num,
185                        huff.lens, sizeof(int), sizeof(int),
186                        huff.bits, sizeof(uint32_t), sizeof(uint32_t), 0);
187         if (res < 0)
188             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot build VLC table\n");
189         else {
190             code->bits = huff.max_bits;
191             code->length = huff.max_num;
192             code->recode = av_malloc(code->length * sizeof(int));
193             for (i = 0; i < code->length; i++)
194                 code->recode[i] = huff.nums[i];
195         }
196     }
197     /* free allocated memory */
198     av_free(huff.nums);
199     av_free(huff.bits);
200     av_free(huff.lens);
201
202     return res;
203 }
204
205 static void tm2_free_codes(TM2Codes *code)
206 {
207     av_free(code->recode);
208     if (code->vlc.table)
209         ff_free_vlc(&code->vlc);
210 }
211
212 static inline int tm2_get_token(GetBitContext *gb, TM2Codes *code)
213 {
214     int val;
215     val = get_vlc2(gb, code->vlc.table, code->bits, 1);
216     return code->recode[val];
217 }
218
219 #define TM2_OLD_HEADER_MAGIC 0x00000100
220 #define TM2_NEW_HEADER_MAGIC 0x00000101
221
222 static inline int tm2_read_header(TM2Context *ctx, const uint8_t *buf)
223 {
224     uint32_t magic = AV_RL32(buf);
225
226     switch (magic) {
227     case TM2_OLD_HEADER_MAGIC:
228         av_log_missing_feature(ctx->avctx, "TM2 old header", 1);
229         return 0;
230     case TM2_NEW_HEADER_MAGIC:
231         return 0;
232     default:
233         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Not a TM2 header: 0x%08X\n", magic);
234         return AVERROR_INVALIDDATA;
235     }
236 }
237
238 static int tm2_read_deltas(TM2Context *ctx, int stream_id)
239 {
240     int d, mb;
241     int i, v;
242
243     d  = get_bits(&ctx->gb, 9);
244     mb = get_bits(&ctx->gb, 5);
245
246     if ((d < 1) || (d > TM2_DELTAS) || (mb < 1) || (mb > 32)) {
247         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect delta table: %i deltas x %i bits\n", d, mb);
248         return AVERROR_INVALIDDATA;
249     }
250
251     for (i = 0; i < d; i++) {
252         v = get_bits_long(&ctx->gb, mb);
253         if (v & (1 << (mb - 1)))
254             ctx->deltas[stream_id][i] = v - (1 << mb);
255         else
256             ctx->deltas[stream_id][i] = v;
257     }
258     for (; i < TM2_DELTAS; i++)
259         ctx->deltas[stream_id][i] = 0;
260
261     return 0;
262 }
263
264 static int tm2_read_stream(TM2Context *ctx, const uint8_t *buf, int stream_id, int buf_size)
265 {
266     int i, ret;
267     int skip = 0;
268     int len, toks, pos;
269     TM2Codes codes;
270     GetByteContext gb;
271
272     /* get stream length in dwords */
273     bytestream2_init(&gb, buf, buf_size);
274     len  = bytestream2_get_be32(&gb);
275     skip = len * 4 + 4;
276
277     if (len == 0)
278         return 4;
279
280     if (len >= INT_MAX/4-1 || len < 0 || len > buf_size) {
281         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Error, invalid stream size.\n");
282         return AVERROR_INVALIDDATA;
283     }
284
285     toks = bytestream2_get_be32(&gb);
286     if (toks & 1) {
287         len = bytestream2_get_be32(&gb);
288         if (len == TM2_ESCAPE) {
289             len = bytestream2_get_be32(&gb);
290         }
291         if (len > 0) {
292             pos = bytestream2_tell(&gb);
293             if (skip <= pos)
294                 return AVERROR_INVALIDDATA;
295             init_get_bits(&ctx->gb, buf + pos, (skip - pos) * 8);
296             if ((ret = tm2_read_deltas(ctx, stream_id)) < 0)
297                 return ret;
298             bytestream2_skip(&gb, ((get_bits_count(&ctx->gb) + 31) >> 5) << 2);
299         }
300     }
301     /* skip unused fields */
302     len = bytestream2_get_be32(&gb);
303     if (len == TM2_ESCAPE) { /* some unknown length - could be escaped too */
304         bytestream2_skip(&gb, 8); /* unused by decoder */
305     } else {
306         bytestream2_skip(&gb, 4); /* unused by decoder */
307     }
308
309     pos = bytestream2_tell(&gb);
310     if (skip <= pos)
311         return AVERROR_INVALIDDATA;
312     init_get_bits(&ctx->gb, buf + pos, (skip - pos) * 8);
313     if ((ret = tm2_build_huff_table(ctx, &codes)) < 0)
314         return ret;
315     bytestream2_skip(&gb, ((get_bits_count(&ctx->gb) + 31) >> 5) << 2);
316
317     toks >>= 1;
318     /* check if we have sane number of tokens */
319     if ((toks < 0) || (toks > 0xFFFFFF)) {
320         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect number of tokens: %i\n", toks);
321         tm2_free_codes(&codes);
322         return AVERROR_INVALIDDATA;
323     }
324     ctx->tokens[stream_id]   = av_realloc(ctx->tokens[stream_id], toks * sizeof(int));
325     ctx->tok_lens[stream_id] = toks;
326     len = bytestream2_get_be32(&gb);
327     if (len > 0) {
328         pos = bytestream2_tell(&gb);
329         if (skip <= pos)
330             return AVERROR_INVALIDDATA;
331         init_get_bits(&ctx->gb, buf + pos, (skip - pos) * 8);
332         for (i = 0; i < toks; i++) {
333             if (get_bits_left(&ctx->gb) <= 0) {
334                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect number of tokens: %i\n", toks);
335                 return AVERROR_INVALIDDATA;
336             }
337             ctx->tokens[stream_id][i] = tm2_get_token(&ctx->gb, &codes);
338             if (stream_id <= TM2_MOT && ctx->tokens[stream_id][i] >= TM2_DELTAS) {
339                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid delta token index %d for type %d, n=%d\n",
340                        ctx->tokens[stream_id][i], stream_id, i);
341                 return AVERROR_INVALIDDATA;
342             }
343         }
344     } else {
345         for (i = 0; i < toks; i++) {
346             ctx->tokens[stream_id][i] = codes.recode[0];
347             if (stream_id <= TM2_MOT && ctx->tokens[stream_id][i] >= TM2_DELTAS) {
348                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid delta token index %d for type %d, n=%d\n",
349                        ctx->tokens[stream_id][i], stream_id, i);
350                 return AVERROR_INVALIDDATA;
351             }
352         }
353     }
354     tm2_free_codes(&codes);
355
356     return skip;
357 }
358
359 static inline int GET_TOK(TM2Context *ctx,int type)
360 {
361     if (ctx->tok_ptrs[type] >= ctx->tok_lens[type]) {
362         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]);
363         return 0;
364     }
365     if (type <= TM2_MOT)
366         return ctx->deltas[type][ctx->tokens[type][ctx->tok_ptrs[type]++]];
367     return ctx->tokens[type][ctx->tok_ptrs[type]++];
368 }
369
370 /* blocks decoding routines */
371
372 /* common Y, U, V pointers initialisation */
373 #define TM2_INIT_POINTERS() \
374     int *last, *clast; \
375     int *Y, *U, *V;\
376     int Ystride, Ustride, Vstride;\
377 \
378     Ystride = ctx->y_stride;\
379     Vstride = ctx->uv_stride;\
380     Ustride = ctx->uv_stride;\
381     Y = (ctx->cur?ctx->Y2:ctx->Y1) + by * 4 * Ystride + bx * 4;\
382     V = (ctx->cur?ctx->V2:ctx->V1) + by * 2 * Vstride + bx * 2;\
383     U = (ctx->cur?ctx->U2:ctx->U1) + by * 2 * Ustride + bx * 2;\
384     last = ctx->last + bx * 4;\
385     clast = ctx->clast + bx * 4;
386
387 #define TM2_INIT_POINTERS_2() \
388     int *Yo, *Uo, *Vo;\
389     int oYstride, oUstride, oVstride;\
390 \
391     TM2_INIT_POINTERS();\
392     oYstride = Ystride;\
393     oVstride = Vstride;\
394     oUstride = Ustride;\
395     Yo = (ctx->cur?ctx->Y1:ctx->Y2) + by * 4 * oYstride + bx * 4;\
396     Vo = (ctx->cur?ctx->V1:ctx->V2) + by * 2 * oVstride + bx * 2;\
397     Uo = (ctx->cur?ctx->U1:ctx->U2) + by * 2 * oUstride + bx * 2;
398
399 /* recalculate last and delta values for next blocks */
400 #define TM2_RECALC_BLOCK(CHR, stride, last, CD) {\
401     CD[0] = CHR[1] - last[1];\
402     CD[1] = (int)CHR[stride + 1] - (int)CHR[1];\
403     last[0] = (int)CHR[stride + 0];\
404     last[1] = (int)CHR[stride + 1];}
405
406 /* common operations - add deltas to 4x4 block of luma or 2x2 blocks of chroma */
407 static inline void tm2_apply_deltas(TM2Context *ctx, int* Y, int stride, int *deltas, int *last)
408 {
409     int ct, d;
410     int i, j;
411
412     for (j = 0; j < 4; j++){
413         ct = ctx->D[j];
414         for (i = 0; i < 4; i++){
415             d        = deltas[i + j * 4];
416             ct      += d;
417             last[i] += ct;
418             Y[i]     = av_clip_uint8(last[i]);
419         }
420         Y        += stride;
421         ctx->D[j] = ct;
422     }
423 }
424
425 static inline void tm2_high_chroma(int *data, int stride, int *last, int *CD, int *deltas)
426 {
427     int i, j;
428     for (j = 0; j < 2; j++) {
429         for (i = 0; i < 2; i++)  {
430             CD[j]   += deltas[i + j * 2];
431             last[i] += CD[j];
432             data[i]  = last[i];
433         }
434         data += stride;
435     }
436 }
437
438 static inline void tm2_low_chroma(int *data, int stride, int *clast, int *CD, int *deltas, int bx)
439 {
440     int t;
441     int l;
442     int prev;
443
444     if (bx > 0)
445         prev = clast[-3];
446     else
447         prev = 0;
448     t        = (CD[0] + CD[1]) >> 1;
449     l        = (prev - CD[0] - CD[1] + clast[1]) >> 1;
450     CD[1]    = CD[0] + CD[1] - t;
451     CD[0]    = t;
452     clast[0] = l;
453
454     tm2_high_chroma(data, stride, clast, CD, deltas);
455 }
456
457 static inline void tm2_hi_res_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
458 {
459     int i;
460     int deltas[16];
461     TM2_INIT_POINTERS();
462
463     /* hi-res chroma */
464     for (i = 0; i < 4; i++) {
465         deltas[i]     = GET_TOK(ctx, TM2_C_HI);
466         deltas[i + 4] = GET_TOK(ctx, TM2_C_HI);
467     }
468     tm2_high_chroma(U, Ustride, clast,     ctx->CD,     deltas);
469     tm2_high_chroma(V, Vstride, clast + 2, ctx->CD + 2, deltas + 4);
470
471     /* hi-res luma */
472     for (i = 0; i < 16; i++)
473         deltas[i] = GET_TOK(ctx, TM2_L_HI);
474
475     tm2_apply_deltas(ctx, Y, Ystride, deltas, last);
476 }
477
478 static inline void tm2_med_res_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
479 {
480     int i;
481     int deltas[16];
482     TM2_INIT_POINTERS();
483
484     /* low-res chroma */
485     deltas[0] = GET_TOK(ctx, TM2_C_LO);
486     deltas[1] = deltas[2] = deltas[3] = 0;
487     tm2_low_chroma(U, Ustride, clast, ctx->CD, deltas, bx);
488
489     deltas[0] = GET_TOK(ctx, TM2_C_LO);
490     deltas[1] = deltas[2] = deltas[3] = 0;
491     tm2_low_chroma(V, Vstride, clast + 2, ctx->CD + 2, deltas, bx);
492
493     /* hi-res luma */
494     for (i = 0; i < 16; i++)
495         deltas[i] = GET_TOK(ctx, TM2_L_HI);
496
497     tm2_apply_deltas(ctx, Y, Ystride, deltas, last);
498 }
499
500 static inline void tm2_low_res_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
501 {
502     int i;
503     int t1, t2;
504     int deltas[16];
505     TM2_INIT_POINTERS();
506
507     /* low-res chroma */
508     deltas[0] = GET_TOK(ctx, TM2_C_LO);
509     deltas[1] = deltas[2] = deltas[3] = 0;
510     tm2_low_chroma(U, Ustride, clast, ctx->CD, deltas, bx);
511
512     deltas[0] = GET_TOK(ctx, TM2_C_LO);
513     deltas[1] = deltas[2] = deltas[3] = 0;
514     tm2_low_chroma(V, Vstride, clast + 2, ctx->CD + 2, deltas, bx);
515
516     /* low-res luma */
517     for (i = 0; i < 16; i++)
518         deltas[i] = 0;
519
520     deltas[ 0] = GET_TOK(ctx, TM2_L_LO);
521     deltas[ 2] = GET_TOK(ctx, TM2_L_LO);
522     deltas[ 8] = GET_TOK(ctx, TM2_L_LO);
523     deltas[10] = GET_TOK(ctx, TM2_L_LO);
524
525     if (bx > 0)
526         last[0] = (last[-1] - ctx->D[0] - ctx->D[1] - ctx->D[2] - ctx->D[3] + last[1]) >> 1;
527     else
528         last[0] = (last[1]  - ctx->D[0] - ctx->D[1] - ctx->D[2] - ctx->D[3])>> 1;
529     last[2] = (last[1] + last[3]) >> 1;
530
531     t1 = ctx->D[0] + ctx->D[1];
532     ctx->D[0] = t1 >> 1;
533     ctx->D[1] = t1 - (t1 >> 1);
534     t2 = ctx->D[2] + ctx->D[3];
535     ctx->D[2] = t2 >> 1;
536     ctx->D[3] = t2 - (t2 >> 1);
537
538     tm2_apply_deltas(ctx, Y, Ystride, deltas, last);
539 }
540
541 static inline void tm2_null_res_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
542 {
543     int i;
544     int ct;
545     int left, right, diff;
546     int deltas[16];
547     TM2_INIT_POINTERS();
548
549     /* null chroma */
550     deltas[0] = deltas[1] = deltas[2] = deltas[3] = 0;
551     tm2_low_chroma(U, Ustride, clast, ctx->CD, deltas, bx);
552
553     deltas[0] = deltas[1] = deltas[2] = deltas[3] = 0;
554     tm2_low_chroma(V, Vstride, clast + 2, ctx->CD + 2, deltas, bx);
555
556     /* null luma */
557     for (i = 0; i < 16; i++)
558         deltas[i] = 0;
559
560     ct = ctx->D[0] + ctx->D[1] + ctx->D[2] + ctx->D[3];
561
562     if (bx > 0)
563         left = last[-1] - ct;
564     else
565         left = 0;
566
567     right   = last[3];
568     diff    = right - left;
569     last[0] = left + (diff >> 2);
570     last[1] = left + (diff >> 1);
571     last[2] = right - (diff >> 2);
572     last[3] = right;
573     {
574         int tp = left;
575
576         ctx->D[0] = (tp + (ct >> 2)) - left;
577         left     += ctx->D[0];
578         ctx->D[1] = (tp + (ct >> 1)) - left;
579         left     += ctx->D[1];
580         ctx->D[2] = ((tp + ct) - (ct >> 2)) - left;
581         left     += ctx->D[2];
582         ctx->D[3] = (tp + ct) - left;
583     }
584     tm2_apply_deltas(ctx, Y, Ystride, deltas, last);
585 }
586
587 static inline void tm2_still_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
588 {
589     int i, j;
590     TM2_INIT_POINTERS_2();
591
592     /* update chroma */
593     for (j = 0; j < 2; j++) {
594         for (i = 0; i < 2; i++){
595             U[i] = Uo[i];
596             V[i] = Vo[i];
597         }
598         U  += Ustride; V += Vstride;
599         Uo += oUstride; Vo += oVstride;
600     }
601     U -= Ustride * 2;
602     V -= Vstride * 2;
603     TM2_RECALC_BLOCK(U, Ustride, clast, ctx->CD);
604     TM2_RECALC_BLOCK(V, Vstride, (clast + 2), (ctx->CD + 2));
605
606     /* update deltas */
607     ctx->D[0] = Yo[3] - last[3];
608     ctx->D[1] = Yo[3 + oYstride] - Yo[3];
609     ctx->D[2] = Yo[3 + oYstride * 2] - Yo[3 + oYstride];
610     ctx->D[3] = Yo[3 + oYstride * 3] - Yo[3 + oYstride * 2];
611
612     for (j = 0; j < 4; j++) {
613         for (i = 0; i < 4; i++) {
614             Y[i]    = Yo[i];
615             last[i] = Yo[i];
616         }
617         Y  += Ystride;
618         Yo += oYstride;
619     }
620 }
621
622 static inline void tm2_update_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
623 {
624     int i, j;
625     int d;
626     TM2_INIT_POINTERS_2();
627
628     /* update chroma */
629     for (j = 0; j < 2; j++) {
630         for (i = 0; i < 2; i++) {
631             U[i] = Uo[i] + GET_TOK(ctx, TM2_UPD);
632             V[i] = Vo[i] + GET_TOK(ctx, TM2_UPD);
633         }
634         U  += Ustride;
635         V  += Vstride;
636         Uo += oUstride;
637         Vo += oVstride;
638     }
639     U -= Ustride * 2;
640     V -= Vstride * 2;
641     TM2_RECALC_BLOCK(U, Ustride, clast, ctx->CD);
642     TM2_RECALC_BLOCK(V, Vstride, (clast + 2), (ctx->CD + 2));
643
644     /* update deltas */
645     ctx->D[0] = Yo[3] - last[3];
646     ctx->D[1] = Yo[3 + oYstride] - Yo[3];
647     ctx->D[2] = Yo[3 + oYstride * 2] - Yo[3 + oYstride];
648     ctx->D[3] = Yo[3 + oYstride * 3] - Yo[3 + oYstride * 2];
649
650     for (j = 0; j < 4; j++) {
651         d = last[3];
652         for (i = 0; i < 4; i++) {
653             Y[i]    = Yo[i] + GET_TOK(ctx, TM2_UPD);
654             last[i] = Y[i];
655         }
656         ctx->D[j] = last[3] - d;
657         Y  += Ystride;
658         Yo += oYstride;
659     }
660 }
661
662 static inline void tm2_motion_block(TM2Context *ctx, AVFrame *pic, int bx, int by)
663 {
664     int i, j;
665     int mx, my;
666     TM2_INIT_POINTERS_2();
667
668     mx = GET_TOK(ctx, TM2_MOT);
669     my = GET_TOK(ctx, TM2_MOT);
670     mx = av_clip(mx, -(bx * 4 + 4), ctx->avctx->width  - bx * 4);
671     my = av_clip(my, -(by * 4 + 4), ctx->avctx->height - by * 4);
672
673     Yo += my * oYstride + mx;
674     Uo += (my >> 1) * oUstride + (mx >> 1);
675     Vo += (my >> 1) * oVstride + (mx >> 1);
676
677     /* copy chroma */
678     for (j = 0; j < 2; j++) {
679         for (i = 0; i < 2; i++) {
680             U[i] = Uo[i];
681             V[i] = Vo[i];
682         }
683         U  += Ustride;
684         V  += Vstride;
685         Uo += oUstride;
686         Vo += oVstride;
687     }
688     U -= Ustride * 2;
689     V -= Vstride * 2;
690     TM2_RECALC_BLOCK(U, Ustride, clast, ctx->CD);
691     TM2_RECALC_BLOCK(V, Vstride, (clast + 2), (ctx->CD + 2));
692
693     /* copy luma */
694     for (j = 0; j < 4; j++) {
695         for (i = 0; i < 4; i++) {
696             Y[i] = Yo[i];
697         }
698         Y  += Ystride;
699         Yo += oYstride;
700     }
701     /* calculate deltas */
702     Y -= Ystride * 4;
703     ctx->D[0] = Y[3] - last[3];
704     ctx->D[1] = Y[3 + Ystride] - Y[3];
705     ctx->D[2] = Y[3 + Ystride * 2] - Y[3 + Ystride];
706     ctx->D[3] = Y[3 + Ystride * 3] - Y[3 + Ystride * 2];
707     for (i = 0; i < 4; i++)
708         last[i] = Y[i + Ystride * 3];
709 }
710
711 static int tm2_decode_blocks(TM2Context *ctx, AVFrame *p)
712 {
713     int i, j;
714     int w = ctx->avctx->width, h = ctx->avctx->height, bw = w >> 2, bh = h >> 2, cw = w >> 1;
715     int type;
716     int keyframe = 1;
717     int *Y, *U, *V;
718     uint8_t *dst;
719
720     for (i = 0; i < TM2_NUM_STREAMS; i++)
721         ctx->tok_ptrs[i] = 0;
722
723     if (ctx->tok_lens[TM2_TYPE]<bw*bh) {
724         av_log(ctx->avctx,AV_LOG_ERROR,"Got %i tokens for %i blocks\n",ctx->tok_lens[TM2_TYPE],bw*bh);
725         return AVERROR_INVALIDDATA;
726     }
727
728     memset(ctx->last, 0, 4 * bw * sizeof(int));
729     memset(ctx->clast, 0, 4 * bw * sizeof(int));
730
731     for (j = 0; j < bh; j++) {
732         memset(ctx->D, 0, 4 * sizeof(int));
733         memset(ctx->CD, 0, 4 * sizeof(int));
734         for (i = 0; i < bw; i++) {
735             type = GET_TOK(ctx, TM2_TYPE);
736             switch(type) {
737             case TM2_HI_RES:
738                 tm2_hi_res_block(ctx, p, i, j);
739                 break;
740             case TM2_MED_RES:
741                 tm2_med_res_block(ctx, p, i, j);
742                 break;
743             case TM2_LOW_RES:
744                 tm2_low_res_block(ctx, p, i, j);
745                 break;
746             case TM2_NULL_RES:
747                 tm2_null_res_block(ctx, p, i, j);
748                 break;
749             case TM2_UPDATE:
750                 tm2_update_block(ctx, p, i, j);
751                 keyframe = 0;
752                 break;
753             case TM2_STILL:
754                 tm2_still_block(ctx, p, i, j);
755                 keyframe = 0;
756                 break;
757             case TM2_MOTION:
758                 tm2_motion_block(ctx, p, i, j);
759                 keyframe = 0;
760                 break;
761             default:
762                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Skipping unknown block type %i\n", type);
763             }
764         }
765     }
766
767     /* copy data from our buffer to AVFrame */
768     Y = (ctx->cur?ctx->Y2:ctx->Y1);
769     U = (ctx->cur?ctx->U2:ctx->U1);
770     V = (ctx->cur?ctx->V2:ctx->V1);
771     dst = p->data[0];
772     for (j = 0; j < h; j++) {
773         for (i = 0; i < w; i++) {
774             int y = Y[i], u = U[i >> 1], v = V[i >> 1];
775             dst[3*i+0] = av_clip_uint8(y + v);
776             dst[3*i+1] = av_clip_uint8(y);
777             dst[3*i+2] = av_clip_uint8(y + u);
778         }
779
780         /* horizontal edge extension */
781         Y[-4]    = Y[-3]    = Y[-2]    = Y[-1] = Y[0];
782         Y[w + 3] = Y[w + 2] = Y[w + 1] = Y[w]  = Y[w - 1];
783
784         /* vertical edge extension */
785         if (j == 0) {
786             memcpy(Y - 4 - 1 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
787             memcpy(Y - 4 - 2 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
788             memcpy(Y - 4 - 3 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
789             memcpy(Y - 4 - 4 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
790         } else if (j == h - 1) {
791             memcpy(Y - 4 + 1 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
792             memcpy(Y - 4 + 2 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
793             memcpy(Y - 4 + 3 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
794             memcpy(Y - 4 + 4 * ctx->y_stride, Y - 4, ctx->y_stride);
795         }
796
797         Y += ctx->y_stride;
798         if (j & 1) {
799             /* horizontal edge extension */
800             U[-2]     = U[-1] = U[0];
801             V[-2]     = V[-1] = V[0];
802             U[cw + 1] = U[cw] = U[cw - 1];
803             V[cw + 1] = V[cw] = V[cw - 1];
804
805             /* vertical edge extension */
806             if (j == 1) {
807                 memcpy(U - 2 - 1 * ctx->uv_stride, U - 2, ctx->uv_stride);
808                 memcpy(V - 2 - 1 * ctx->uv_stride, V - 2, ctx->uv_stride);
809                 memcpy(U - 2 - 2 * ctx->uv_stride, U - 2, ctx->uv_stride);
810                 memcpy(V - 2 - 2 * ctx->uv_stride, V - 2, ctx->uv_stride);
811             } else if (j == h - 1) {
812                 memcpy(U - 2 + 1 * ctx->uv_stride, U - 2, ctx->uv_stride);
813                 memcpy(V - 2 + 1 * ctx->uv_stride, V - 2, ctx->uv_stride);
814                 memcpy(U - 2 + 2 * ctx->uv_stride, U - 2, ctx->uv_stride);
815                 memcpy(V - 2 + 2 * ctx->uv_stride, V - 2, ctx->uv_stride);
816             }
817
818             U += ctx->uv_stride;
819             V += ctx->uv_stride;
820         }
821         dst += p->linesize[0];
822     }
823
824     return keyframe;
825 }
826
827 static const int tm2_stream_order[TM2_NUM_STREAMS] = {
828     TM2_C_HI, TM2_C_LO, TM2_L_HI, TM2_L_LO, TM2_UPD, TM2_MOT, TM2_TYPE
829 };
830
831 #define TM2_HEADER_SIZE 40
832
833 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
834                         void *data, int *got_frame,
835                         AVPacket *avpkt)
836 {
837     TM2Context * const l = avctx->priv_data;
838     const uint8_t *buf   = avpkt->data;
839     int buf_size         = avpkt->size & ~3;
840     AVFrame * const p    = &l->pic;
841     int offset           = TM2_HEADER_SIZE;
842     int i, t, ret;
843     uint8_t *swbuf;
844
845     swbuf = av_malloc(buf_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
846     if (!swbuf) {
847         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate temporary buffer\n");
848         return AVERROR(ENOMEM);
849     }
850     p->reference = 1;
851     p->buffer_hints = FF_BUFFER_HINTS_VALID | FF_BUFFER_HINTS_PRESERVE | FF_BUFFER_HINTS_REUSABLE;
852     if ((ret = avctx->reget_buffer(avctx, p)) < 0) {
853         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
854         av_free(swbuf);
855         return ret;
856     }
857
858     l->dsp.bswap_buf((uint32_t*)swbuf, (const uint32_t*)buf, buf_size >> 2);
859
860     if ((ret = tm2_read_header(l, swbuf)) < 0) {
861         av_free(swbuf);
862         return ret;
863     }
864
865     for (i = 0; i < TM2_NUM_STREAMS; i++) {
866         if (offset >= buf_size) {
867             av_free(swbuf);
868             return AVERROR_INVALIDDATA;
869         }
870         t = tm2_read_stream(l, swbuf + offset, tm2_stream_order[i],
871                             buf_size - offset);
872         if (t < 0) {
873             av_free(swbuf);
874             return t;
875         }
876         offset += t;
877     }
878     p->key_frame = tm2_decode_blocks(l, p);
879     if (p->key_frame)
880         p->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
881     else
882         p->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
883
884     l->cur = !l->cur;
885     *got_frame      = 1;
886     *(AVFrame*)data = l->pic;
887     av_free(swbuf);
888
889     return buf_size;
890 }
891
892 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
893 {
894     TM2Context * const l = avctx->priv_data;
895     int i, w = avctx->width, h = avctx->height;
896
897     if ((avctx->width & 3) || (avctx->height & 3)) {
898         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Width and height must be multiple of 4\n");
899         return AVERROR(EINVAL);
900     }
901
902     l->avctx       = avctx;
903     l->pic.data[0] = NULL;
904     avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_BGR24;
905
906     ff_dsputil_init(&l->dsp, avctx);
907
908     l->last  = av_malloc(4 * sizeof(*l->last)  * (w >> 2));
909     l->clast = av_malloc(4 * sizeof(*l->clast) * (w >> 2));
910
911     for (i = 0; i < TM2_NUM_STREAMS; i++) {
912         l->tokens[i] = NULL;
913         l->tok_lens[i] = 0;
914     }
915
916     w += 8;
917     h += 8;
918     l->Y1_base = av_malloc(sizeof(*l->Y1_base) * w * h);
919     l->Y2_base = av_malloc(sizeof(*l->Y2_base) * w * h);
920     l->y_stride = w;
921     w = (w + 1) >> 1;
922     h = (h + 1) >> 1;
923     l->U1_base = av_malloc(sizeof(*l->U1_base) * w * h);
924     l->V1_base = av_malloc(sizeof(*l->V1_base) * w * h);
925     l->U2_base = av_malloc(sizeof(*l->U2_base) * w * h);
926     l->V2_base = av_malloc(sizeof(*l->V1_base) * w * h);
927     l->uv_stride = w;
928     l->cur = 0;
929     if (!l->Y1_base || !l->Y2_base || !l->U1_base ||
930         !l->V1_base || !l->U2_base || !l->V2_base ||
931         !l->last    || !l->clast) {
932         av_freep(l->Y1_base);
933         av_freep(l->Y2_base);
934         av_freep(l->U1_base);
935         av_freep(l->U2_base);
936         av_freep(l->V1_base);
937         av_freep(l->V2_base);
938         av_freep(l->last);
939         av_freep(l->clast);
940         return AVERROR(ENOMEM);
941     }
942     l->Y1 = l->Y1_base + l->y_stride  * 4 + 4;
943     l->Y2 = l->Y2_base + l->y_stride  * 4 + 4;
944     l->U1 = l->U1_base + l->uv_stride * 2 + 2;
945     l->U2 = l->U2_base + l->uv_stride * 2 + 2;
946     l->V1 = l->V1_base + l->uv_stride * 2 + 2;
947     l->V2 = l->V2_base + l->uv_stride * 2 + 2;
948
949     return 0;
950 }
951
952 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
953 {
954     TM2Context * const l = avctx->priv_data;
955     AVFrame *pic = &l->pic;
956     int i;
957
958     av_free(l->last);
959     av_free(l->clast);
960     for (i = 0; i < TM2_NUM_STREAMS; i++)
961         av_free(l->tokens[i]);
962     if (l->Y1) {
963         av_free(l->Y1_base);
964         av_free(l->U1_base);
965         av_free(l->V1_base);
966         av_free(l->Y2_base);
967         av_free(l->U2_base);
968         av_free(l->V2_base);
969     }
970
971     if (pic->data[0])
972         avctx->release_buffer(avctx, pic);
973
974     return 0;
975 }
976
977 AVCodec ff_truemotion2_decoder = {
978     .name           = "truemotion2",
979     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
980     .id             = AV_CODEC_ID_TRUEMOTION2,
981     .priv_data_size = sizeof(TM2Context),
982     .init           = decode_init,
983     .close          = decode_end,
984     .decode         = decode_frame,
985     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
986     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Duck TrueMotion 2.0"),
987 };