Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / libavcodec / tscc2.c
1 /*
2  * TechSmith Screen Codec 2 (aka Dora) decoder
3  * Copyright (c) 2012 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  * TechSmith Screen Codec 2 decoder
25  */
26
27 #define BITSTREAM_READER_LE
28 #include "avcodec.h"
29 #include "get_bits.h"
30 #include "bytestream.h"
31 #include "internal.h"
32 #include "tscc2data.h"
33
34 typedef struct TSCC2Context {
35     AVCodecContext *avctx;
36     AVFrame       *pic;
37     int            mb_width, mb_height;
38     uint8_t        *slice_quants;
39     int            quant[2];
40     int            q[2][3];
41     GetBitContext  gb;
42
43     VLC            dc_vlc, nc_vlc[NUM_VLC_SETS], ac_vlc[NUM_VLC_SETS];
44     int            block[16];
45 } TSCC2Context;
46
47 static av_cold void free_vlcs(TSCC2Context *c)
48 {
49     int i;
50
51     ff_free_vlc(&c->dc_vlc);
52     for (i = 0; i < NUM_VLC_SETS; i++) {
53         ff_free_vlc(c->nc_vlc + i);
54         ff_free_vlc(c->ac_vlc + i);
55     }
56 }
57
58 static av_cold int init_vlcs(TSCC2Context *c)
59 {
60     int i, ret;
61
62     ret = ff_init_vlc_sparse(&c->dc_vlc, 9, DC_VLC_COUNT,
63                              tscc2_dc_vlc_bits,  1, 1,
64                              tscc2_dc_vlc_codes, 2, 2,
65                              tscc2_dc_vlc_syms,  2, 2, INIT_VLC_LE);
66     if (ret)
67         return ret;
68
69     for (i = 0; i < NUM_VLC_SETS; i++) {
70         ret = ff_init_vlc_sparse(c->nc_vlc + i, 9, 16,
71                                  tscc2_nc_vlc_bits[i],  1, 1,
72                                  tscc2_nc_vlc_codes[i], 2, 2,
73                                  tscc2_nc_vlc_syms,     1, 1, INIT_VLC_LE);
74         if (ret) {
75             free_vlcs(c);
76             return ret;
77         }
78         ret = ff_init_vlc_sparse(c->ac_vlc + i, 9, tscc2_ac_vlc_sizes[i],
79                                  tscc2_ac_vlc_bits[i],  1, 1,
80                                  tscc2_ac_vlc_codes[i], 2, 2,
81                                  tscc2_ac_vlc_syms[i],  2, 2, INIT_VLC_LE);
82         if (ret) {
83             free_vlcs(c);
84             return ret;
85         }
86     }
87
88     return 0;
89 }
90
91 #define DEQUANT(val, q) ((q * val + 0x80) >> 8)
92 #define DCT1D(d0, d1, d2, d3, s0, s1, s2, s3, OP) \
93     OP(d0, 5 * ((s0) + (s1) + (s2)) + 2 * (s3));  \
94     OP(d1, 5 * ((s0) - (s2) - (s3)) + 2 * (s1));  \
95     OP(d2, 5 * ((s0) - (s2) + (s3)) - 2 * (s1));  \
96     OP(d3, 5 * ((s0) - (s1) + (s2)) - 2 * (s3));  \
97
98 #define COL_OP(a, b)  a = b
99 #define ROW_OP(a, b)  a = ((b) + 0x20) >> 6
100
101 static void tscc2_idct4_put(int *in, int q[3], uint8_t *dst, int stride)
102 {
103     int i;
104     int tblk[4 * 4];
105     int t0, t1, t2, t3;
106
107     for (i = 0; i < 4; i++) {
108         t0 = DEQUANT(q[0 + (i & 1)], in[0 * 4 + i]);
109         t1 = DEQUANT(q[1 + (i & 1)], in[1 * 4 + i]);
110         t2 = DEQUANT(q[0 + (i & 1)], in[2 * 4 + i]);
111         t3 = DEQUANT(q[1 + (i & 1)], in[3 * 4 + i]);
112         DCT1D(tblk[0 * 4 + i], tblk[1 * 4 + i],
113               tblk[2 * 4 + i], tblk[3 * 4 + i],
114               t0, t1, t2, t3, COL_OP);
115     }
116     for (i = 0; i < 4; i++) {
117         DCT1D(dst[0], dst[1], dst[2], dst[3],
118               tblk[i * 4 + 0], tblk[i * 4 + 1],
119               tblk[i * 4 + 2], tblk[i * 4 + 3], ROW_OP);
120         dst += stride;
121     }
122 }
123
124 static int tscc2_decode_mb(TSCC2Context *c, int *q, int vlc_set,
125                            uint8_t *dst, int stride, int plane)
126 {
127     GetBitContext *gb = &c->gb;
128     int prev_dc, dc, nc, ac, bpos, val;
129     int i, j, k, l;
130
131     if (get_bits1(gb)) {
132         if (get_bits1(gb)) {
133             val = get_bits(gb, 8);
134             for (i = 0; i < 8; i++, dst += stride)
135                 memset(dst, val, 16);
136         } else {
137             if (get_bits_left(gb) < 16 * 8 * 8)
138                 return AVERROR_INVALIDDATA;
139             for (i = 0; i < 8; i++) {
140                 for (j = 0; j < 16; j++)
141                     dst[j] = get_bits(gb, 8);
142                 dst += stride;
143             }
144         }
145         return 0;
146     }
147
148     prev_dc = 0;
149     for (j = 0; j < 2; j++) {
150         for (k = 0; k < 4; k++) {
151             if (!(j | k)) {
152                 dc = get_bits(gb, 8);
153             } else {
154                 dc = get_vlc2(gb, c->dc_vlc.table, 9, 2);
155                 if (dc == -1)
156                     return AVERROR_INVALIDDATA;
157                 if (dc == 0x100)
158                     dc = get_bits(gb, 8);
159             }
160             dc          = (dc + prev_dc) & 0xFF;
161             prev_dc     = dc;
162             c->block[0] = dc;
163
164             nc = get_vlc2(gb, c->nc_vlc[vlc_set].table, 9, 1);
165             if (nc == -1)
166                 return AVERROR_INVALIDDATA;
167
168             bpos = 1;
169             memset(c->block + 1, 0, 15 * sizeof(*c->block));
170             for (l = 0; l < nc; l++) {
171                 ac = get_vlc2(gb, c->ac_vlc[vlc_set].table, 9, 2);
172                 if (ac == -1)
173                     return AVERROR_INVALIDDATA;
174                 if (ac == 0x1000)
175                     ac = get_bits(gb, 12);
176                 bpos += ac & 0xF;
177                 if (bpos >= 16)
178                     return AVERROR_INVALIDDATA;
179                 val = sign_extend(ac >> 4, 8);
180                 c->block[tscc2_zigzag[bpos++]] = val;
181             }
182             tscc2_idct4_put(c->block, q, dst + k * 4, stride);
183         }
184         dst += 4 * stride;
185     }
186     return 0;
187 }
188
189 static int tscc2_decode_slice(TSCC2Context *c, int mb_y,
190                               const uint8_t *buf, int buf_size)
191 {
192     int i, mb_x, q, ret;
193     int off;
194
195     init_get_bits(&c->gb, buf, buf_size * 8);
196
197     for (mb_x = 0; mb_x < c->mb_width; mb_x++) {
198         q = c->slice_quants[mb_x + c->mb_width * mb_y];
199
200         if (q == 0 || q == 3) // skip block
201             continue;
202         for (i = 0; i < 3; i++) {
203             off = mb_x * 16 + mb_y * 8 * c->pic->linesize[i];
204             ret = tscc2_decode_mb(c, c->q[q - 1], c->quant[q - 1] - 2,
205                                   c->pic->data[i] + off, c->pic->linesize[i], i);
206             if (ret)
207                 return ret;
208         }
209     }
210
211     return 0;
212 }
213
214 static int tscc2_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
215                               int *got_frame, AVPacket *avpkt)
216 {
217     const uint8_t *buf = avpkt->data;
218     int buf_size = avpkt->size;
219     TSCC2Context *c = avctx->priv_data;
220     GetByteContext gb;
221     uint32_t frame_type, size;
222     int i, val, len, pos = 0;
223     int num_mb = c->mb_width * c->mb_height;
224     int ret;
225
226     bytestream2_init(&gb, buf, buf_size);
227     frame_type = bytestream2_get_byte(&gb);
228     if (frame_type > 1) {
229         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incorrect frame type %d\n", frame_type);
230         return AVERROR_INVALIDDATA;
231     }
232
233     if ((ret = ff_reget_buffer(avctx, c->pic)) < 0) {
234         return ret;
235     }
236
237     if (frame_type == 0) {
238         *got_frame      = 1;
239         if ((ret = av_frame_ref(data, c->pic)) < 0)
240             return ret;
241
242         return buf_size;
243     }
244
245     if (bytestream2_get_bytes_left(&gb) < 4) {
246         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame is too short\n");
247         return AVERROR_INVALIDDATA;
248     }
249
250     c->quant[0] = bytestream2_get_byte(&gb);
251     c->quant[1] = bytestream2_get_byte(&gb);
252     if (c->quant[0] < 2 || c->quant[0] > NUM_VLC_SETS + 1 ||
253         c->quant[1] < 2 || c->quant[1] > NUM_VLC_SETS + 1) {
254         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid quantisers %d / %d\n",
255                c->quant[0], c->quant[1]);
256         return AVERROR_INVALIDDATA;
257     }
258
259     for (i = 0; i < 3; i++) {
260         c->q[0][i] = tscc2_quants[c->quant[0] - 2][i];
261         c->q[1][i] = tscc2_quants[c->quant[1] - 2][i];
262     }
263
264     bytestream2_skip(&gb, 1);
265
266     size = bytestream2_get_le32(&gb);
267     if (size > bytestream2_get_bytes_left(&gb)) {
268         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Slice properties chunk is too large\n");
269         return AVERROR_INVALIDDATA;
270     }
271
272     for (i = 0; i < size; i++) {
273         val   = bytestream2_get_byte(&gb);
274         len   = val & 0x3F;
275         val >>= 6;
276         if (pos + len > num_mb) {
277             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many slice properties\n");
278             return AVERROR_INVALIDDATA;
279         }
280         memset(c->slice_quants + pos, val, len);
281         pos += len;
282     }
283     if (pos < num_mb) {
284         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too few slice properties (%d / %d)\n",
285                pos, num_mb);
286         return AVERROR_INVALIDDATA;
287     }
288
289     for (i = 0; i < c->mb_height; i++) {
290         size = bytestream2_peek_byte(&gb);
291         if (size & 1) {
292             size = bytestream2_get_byte(&gb) - 1;
293         } else {
294             size = bytestream2_get_le32(&gb) >> 1;
295         }
296         if (!size) {
297             int skip_row = 1, j, off = i * c->mb_width;
298             for (j = 0; j < c->mb_width; j++) {
299                 if (c->slice_quants[off + j] == 1 ||
300                     c->slice_quants[off + j] == 2) {
301                     skip_row = 0;
302                     break;
303                 }
304             }
305             if (!skip_row) {
306                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Non-skip row with zero size\n");
307                 return AVERROR_INVALIDDATA;
308             }
309         }
310         if (bytestream2_get_bytes_left(&gb) < size) {
311             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid slice size (%d/%d)\n",
312                    size, bytestream2_get_bytes_left(&gb));
313             return AVERROR_INVALIDDATA;
314         }
315         ret = tscc2_decode_slice(c, i, buf + bytestream2_tell(&gb), size);
316         if (ret) {
317             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding slice %d\n", i);
318             return ret;
319         }
320         bytestream2_skip(&gb, size);
321     }
322
323     *got_frame      = 1;
324     if ((ret = av_frame_ref(data, c->pic)) < 0)
325         return ret;
326
327     /* always report that the buffer was completely consumed */
328     return buf_size;
329 }
330
331 static av_cold int tscc2_decode_end(AVCodecContext *avctx)
332 {
333     TSCC2Context * const c = avctx->priv_data;
334
335     av_frame_free(&c->pic);
336     av_freep(&c->slice_quants);
337     free_vlcs(c);
338
339     return 0;
340 }
341
342 static av_cold int tscc2_decode_init(AVCodecContext *avctx)
343 {
344     TSCC2Context * const c = avctx->priv_data;
345     int ret;
346
347     c->avctx = avctx;
348
349     avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV444P;
350
351     if ((ret = init_vlcs(c)) < 0) {
352         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot initialise VLCs\n");
353         return ret;
354     }
355
356     c->mb_width     = FFALIGN(avctx->width,  16) >> 4;
357     c->mb_height    = FFALIGN(avctx->height,  8) >> 3;
358     c->slice_quants = av_malloc(c->mb_width * c->mb_height);
359     if (!c->slice_quants) {
360         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate slice information\n");
361         free_vlcs(c);
362         return AVERROR(ENOMEM);
363     }
364
365     c->pic = av_frame_alloc();
366     if (!c->pic) {
367         tscc2_decode_end(avctx);
368         return AVERROR(ENOMEM);
369     }
370
371     return 0;
372 }
373
374 AVCodec ff_tscc2_decoder = {
375     .name           = "tscc2",
376     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
377     .id             = AV_CODEC_ID_TSCC2,
378     .priv_data_size = sizeof(TSCC2Context),
379     .init           = tscc2_decode_init,
380     .close          = tscc2_decode_end,
381     .decode         = tscc2_decode_frame,
382     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
383     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TechSmith Screen Codec 2"),
384 };