2345eb36b520dfd93ef536ccadb7a25c1d9f3b87
[ffmpeg.git] / libavcodec / zmbv.c
1 /*
2  * Zip Motion Blocks Video (ZMBV) decoder
3  * Copyright (c) 2006 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  * Zip Motion Blocks Video decoder
25  */
26
27 #include <stdio.h>
28 #include <stdlib.h>
29
30 #include "libavutil/intreadwrite.h"
31 #include "avcodec.h"
32
33 #include <zlib.h>
34
35 #define ZMBV_KEYFRAME 1
36 #define ZMBV_DELTAPAL 2
37
38 enum ZmbvFormat {
39     ZMBV_FMT_NONE  = 0,
40     ZMBV_FMT_1BPP  = 1,
41     ZMBV_FMT_2BPP  = 2,
42     ZMBV_FMT_4BPP  = 3,
43     ZMBV_FMT_8BPP  = 4,
44     ZMBV_FMT_15BPP = 5,
45     ZMBV_FMT_16BPP = 6,
46     ZMBV_FMT_24BPP = 7,
47     ZMBV_FMT_32BPP = 8
48 };
49
50 /*
51  * Decoder context
52  */
53 typedef struct ZmbvContext {
54     AVCodecContext *avctx;
55     AVFrame pic;
56
57     int bpp;
58     unsigned int decomp_size;
59     uint8_t* decomp_buf;
60     uint8_t pal[768];
61     uint8_t *prev, *cur;
62     int width, height;
63     int fmt;
64     int comp;
65     int flags;
66     int bw, bh, bx, by;
67     int decomp_len;
68     z_stream zstream;
69     int (*decode_intra)(struct ZmbvContext *c);
70     int (*decode_xor)(struct ZmbvContext *c);
71 } ZmbvContext;
72
73 /**
74  * Decode XOR'ed frame - 8bpp version
75  */
76
77 static int zmbv_decode_xor_8(ZmbvContext *c)
78 {
79     uint8_t *src = c->decomp_buf;
80     uint8_t *output, *prev;
81     int8_t *mvec;
82     int x, y;
83     int d, dx, dy, bw2, bh2;
84     int block;
85     int i, j;
86     int mx, my;
87
88     output = c->cur;
89     prev = c->prev;
90
91     if (c->flags & ZMBV_DELTAPAL) {
92         for (i = 0; i < 768; i++)
93             c->pal[i] ^= *src++;
94     }
95
96     mvec = (int8_t*)src;
97     src += ((c->bx * c->by * 2 + 3) & ~3);
98
99     block = 0;
100     for (y = 0; y < c->height; y += c->bh) {
101         bh2 = ((c->height - y) > c->bh) ? c->bh : (c->height - y);
102         for (x = 0; x < c->width; x += c->bw) {
103             uint8_t *out, *tprev;
104
105             d = mvec[block] & 1;
106             dx = mvec[block] >> 1;
107             dy = mvec[block + 1] >> 1;
108             block += 2;
109
110             bw2 = ((c->width - x) > c->bw) ? c->bw : (c->width - x);
111
112             /* copy block - motion vectors out of bounds are used to zero blocks */
113             out = output + x;
114             tprev = prev + x + dx + dy * c->width;
115             mx = x + dx;
116             my = y + dy;
117             for (j = 0; j < bh2; j++) {
118                 if (my + j < 0 || my + j >= c->height) {
119                     memset(out, 0, bw2);
120                 } else {
121                     for (i = 0; i < bw2; i++) {
122                         if (mx + i < 0 || mx + i >= c->width)
123                             out[i] = 0;
124                         else
125                             out[i] = tprev[i];
126                     }
127                 }
128                 out += c->width;
129                 tprev += c->width;
130             }
131
132             if (d) { /* apply XOR'ed difference */
133                 out = output + x;
134                 for (j = 0; j < bh2; j++) {
135                     for (i = 0; i < bw2; i++)
136                         out[i] ^= *src++;
137                     out += c->width;
138                 }
139             }
140         }
141         output += c->width * c->bh;
142         prev += c->width * c->bh;
143     }
144     if (src - c->decomp_buf != c->decomp_len)
145         av_log(c->avctx, AV_LOG_ERROR, "Used %ti of %i bytes\n",
146                src-c->decomp_buf, c->decomp_len);
147     return 0;
148 }
149
150 /**
151  * Decode XOR'ed frame - 15bpp and 16bpp version
152  */
153
154 static int zmbv_decode_xor_16(ZmbvContext *c)
155 {
156     uint8_t *src = c->decomp_buf;
157     uint16_t *output, *prev;
158     int8_t *mvec;
159     int x, y;
160     int d, dx, dy, bw2, bh2;
161     int block;
162     int i, j;
163     int mx, my;
164
165     output = (uint16_t*)c->cur;
166     prev = (uint16_t*)c->prev;
167
168     mvec = (int8_t*)src;
169     src += ((c->bx * c->by * 2 + 3) & ~3);
170
171     block = 0;
172     for (y = 0; y < c->height; y += c->bh) {
173         bh2 = ((c->height - y) > c->bh) ? c->bh : (c->height - y);
174         for (x = 0; x < c->width; x += c->bw) {
175             uint16_t *out, *tprev;
176
177             d = mvec[block] & 1;
178             dx = mvec[block] >> 1;
179             dy = mvec[block + 1] >> 1;
180             block += 2;
181
182             bw2 = ((c->width - x) > c->bw) ? c->bw : (c->width - x);
183
184             /* copy block - motion vectors out of bounds are used to zero blocks */
185             out = output + x;
186             tprev = prev + x + dx + dy * c->width;
187             mx = x + dx;
188             my = y + dy;
189             for (j = 0; j < bh2; j++) {
190                 if (my + j < 0 || my + j >= c->height) {
191                     memset(out, 0, bw2 * 2);
192                 } else {
193                     for (i = 0; i < bw2; i++) {
194                         if (mx + i < 0 || mx + i >= c->width)
195                             out[i] = 0;
196                         else
197                             out[i] = tprev[i];
198                     }
199                 }
200                 out += c->width;
201                 tprev += c->width;
202             }
203
204             if (d) { /* apply XOR'ed difference */
205                 out = output + x;
206                 for (j = 0; j < bh2; j++){
207                     for (i = 0; i < bw2; i++) {
208                         out[i] ^= *((uint16_t*)src);
209                         src += 2;
210                     }
211                     out += c->width;
212                 }
213             }
214         }
215         output += c->width * c->bh;
216         prev += c->width * c->bh;
217     }
218     if (src - c->decomp_buf != c->decomp_len)
219         av_log(c->avctx, AV_LOG_ERROR, "Used %ti of %i bytes\n",
220                src-c->decomp_buf, c->decomp_len);
221     return 0;
222 }
223
224 #ifdef ZMBV_ENABLE_24BPP
225 /**
226  * Decode XOR'ed frame - 24bpp version
227  */
228
229 static int zmbv_decode_xor_24(ZmbvContext *c)
230 {
231     uint8_t *src = c->decomp_buf;
232     uint8_t *output, *prev;
233     int8_t *mvec;
234     int x, y;
235     int d, dx, dy, bw2, bh2;
236     int block;
237     int i, j;
238     int mx, my;
239     int stride;
240
241     output = c->cur;
242     prev = c->prev;
243
244     stride = c->width * 3;
245     mvec = (int8_t*)src;
246     src += ((c->bx * c->by * 2 + 3) & ~3);
247
248     block = 0;
249     for (y = 0; y < c->height; y += c->bh) {
250         bh2 = ((c->height - y) > c->bh) ? c->bh : (c->height - y);
251         for (x = 0; x < c->width; x += c->bw) {
252             uint8_t *out, *tprev;
253
254             d = mvec[block] & 1;
255             dx = mvec[block] >> 1;
256             dy = mvec[block + 1] >> 1;
257             block += 2;
258
259             bw2 = ((c->width - x) > c->bw) ? c->bw : (c->width - x);
260
261             /* copy block - motion vectors out of bounds are used to zero blocks */
262             out = output + x * 3;
263             tprev = prev + (x + dx) * 3 + dy * stride;
264             mx = x + dx;
265             my = y + dy;
266             for (j = 0; j < bh2; j++) {
267                 if (my + j < 0 || my + j >= c->height) {
268                     memset(out, 0, bw2 * 3);
269                 } else {
270                     for (i = 0; i < bw2; i++){
271                         if (mx + i < 0 || mx + i >= c->width) {
272                             out[i * 3 + 0] = 0;
273                             out[i * 3 + 1] = 0;
274                             out[i * 3 + 2] = 0;
275                         } else {
276                             out[i * 3 + 0] = tprev[i * 3 + 0];
277                             out[i * 3 + 1] = tprev[i * 3 + 1];
278                             out[i * 3 + 2] = tprev[i * 3 + 2];
279                         }
280                     }
281                 }
282                 out += stride;
283                 tprev += stride;
284             }
285
286             if (d) { /* apply XOR'ed difference */
287                 out = output + x * 3;
288                 for (j = 0; j < bh2; j++) {
289                     for (i = 0; i < bw2; i++) {
290                         out[i * 3 + 0] ^= *src++;
291                         out[i * 3 + 1] ^= *src++;
292                         out[i * 3 + 2] ^= *src++;
293                     }
294                     out += stride;
295                 }
296             }
297         }
298         output += stride * c->bh;
299         prev += stride * c->bh;
300     }
301     if (src - c->decomp_buf != c->decomp_len)
302         av_log(c->avctx, AV_LOG_ERROR, "Used %i of %i bytes\n",
303                src-c->decomp_buf, c->decomp_len);
304     return 0;
305 }
306 #endif //ZMBV_ENABLE_24BPP
307
308 /**
309  * Decode XOR'ed frame - 32bpp version
310  */
311
312 static int zmbv_decode_xor_32(ZmbvContext *c)
313 {
314     uint8_t *src = c->decomp_buf;
315     uint32_t *output, *prev;
316     int8_t *mvec;
317     int x, y;
318     int d, dx, dy, bw2, bh2;
319     int block;
320     int i, j;
321     int mx, my;
322
323     output = (uint32_t*)c->cur;
324     prev = (uint32_t*)c->prev;
325
326     mvec = (int8_t*)src;
327     src += ((c->bx * c->by * 2 + 3) & ~3);
328
329     block = 0;
330     for (y = 0; y < c->height; y += c->bh) {
331         bh2 = ((c->height - y) > c->bh) ? c->bh : (c->height - y);
332         for (x = 0; x < c->width; x += c->bw) {
333             uint32_t *out, *tprev;
334
335             d = mvec[block] & 1;
336             dx = mvec[block] >> 1;
337             dy = mvec[block + 1] >> 1;
338             block += 2;
339
340             bw2 = ((c->width - x) > c->bw) ? c->bw : (c->width - x);
341
342             /* copy block - motion vectors out of bounds are used to zero blocks */
343             out = output + x;
344             tprev = prev + x + dx + dy * c->width;
345             mx = x + dx;
346             my = y + dy;
347             for (j = 0; j < bh2; j++) {
348                 if (my + j < 0 || my + j >= c->height) {
349                     memset(out, 0, bw2 * 4);
350                 } else {
351                     for (i = 0; i < bw2; i++){
352                         if (mx + i < 0 || mx + i >= c->width)
353                             out[i] = 0;
354                         else
355                             out[i] = tprev[i];
356                     }
357                 }
358                 out += c->width;
359                 tprev += c->width;
360             }
361
362             if (d) { /* apply XOR'ed difference */
363                 out = output + x;
364                 for (j = 0; j < bh2; j++){
365                     for (i = 0; i < bw2; i++) {
366                         out[i] ^= *((uint32_t *) src);
367                         src += 4;
368                     }
369                     out += c->width;
370                 }
371             }
372         }
373         output += c->width * c->bh;
374         prev   += c->width * c->bh;
375     }
376     if (src - c->decomp_buf != c->decomp_len)
377         av_log(c->avctx, AV_LOG_ERROR, "Used %ti of %i bytes\n",
378                src-c->decomp_buf, c->decomp_len);
379     return 0;
380 }
381
382 /**
383  * Decode intraframe
384  */
385 static int zmbv_decode_intra(ZmbvContext *c)
386 {
387     uint8_t *src = c->decomp_buf;
388
389     /* make the palette available on the way out */
390     if (c->fmt == ZMBV_FMT_8BPP) {
391         memcpy(c->pal, src, 768);
392         src += 768;
393     }
394
395     memcpy(c->cur, src, c->width * c->height * (c->bpp / 8));
396     return 0;
397 }
398
399 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size, AVPacket *avpkt)
400 {
401     const uint8_t *buf = avpkt->data;
402     int buf_size = avpkt->size;
403     ZmbvContext * const c = avctx->priv_data;
404     int zret = Z_OK; // Zlib return code
405     int len = buf_size;
406     int hi_ver, lo_ver;
407
408     if (c->pic.data[0])
409             avctx->release_buffer(avctx, &c->pic);
410
411     c->pic.reference = 1;
412     c->pic.buffer_hints = FF_BUFFER_HINTS_VALID;
413     if (avctx->get_buffer(avctx, &c->pic) < 0) {
414         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
415         return -1;
416     }
417
418     /* parse header */
419     c->flags = buf[0];
420     buf++; len--;
421     if (c->flags & ZMBV_KEYFRAME) {
422         hi_ver = buf[0];
423         lo_ver = buf[1];
424         c->comp = buf[2];
425         c->fmt = buf[3];
426         c->bw = buf[4];
427         c->bh = buf[5];
428
429         buf += 6;
430         len -= 6;
431         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,
432                "Flags=%X ver=%i.%i comp=%i fmt=%i blk=%ix%i\n",
433                c->flags,hi_ver,lo_ver,c->comp,c->fmt,c->bw,c->bh);
434         if (hi_ver != 0 || lo_ver != 1) {
435             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported version %i.%i\n",
436             hi_ver, lo_ver);
437             return -1;
438         }
439         if (c->bw == 0 || c->bh == 0) {
440             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported block size %ix%i\n",
441                    c->bw, c->bh);
442             return -1;
443         }
444         if (c->comp != 0 && c->comp != 1) {
445             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported compression type %i\n",
446                    c->comp);
447             return -1;
448         }
449
450         switch (c->fmt) {
451         case ZMBV_FMT_8BPP:
452             c->bpp = 8;
453             c->decode_intra = zmbv_decode_intra;
454             c->decode_xor = zmbv_decode_xor_8;
455             break;
456         case ZMBV_FMT_15BPP:
457         case ZMBV_FMT_16BPP:
458             c->bpp = 16;
459             c->decode_intra = zmbv_decode_intra;
460             c->decode_xor = zmbv_decode_xor_16;
461             break;
462 #ifdef ZMBV_ENABLE_24BPP
463         case ZMBV_FMT_24BPP:
464             c->bpp = 24;
465             c->decode_intra = zmbv_decode_intra;
466             c->decode_xor = zmbv_decode_xor_24;
467             break;
468 #endif //ZMBV_ENABLE_24BPP
469         case ZMBV_FMT_32BPP:
470             c->bpp = 32;
471             c->decode_intra = zmbv_decode_intra;
472             c->decode_xor = zmbv_decode_xor_32;
473             break;
474         default:
475             c->decode_intra = NULL;
476             c->decode_xor = NULL;
477             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
478                    "Unsupported (for now) format %i\n", c->fmt);
479             return -1;
480         }
481
482         zret = inflateReset(&c->zstream);
483         if (zret != Z_OK) {
484             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Inflate reset error: %d\n", zret);
485             return -1;
486          }
487
488          c->cur  = av_realloc(c->cur, avctx->width * avctx->height * (c->bpp / 8));
489          c->prev = av_realloc(c->prev, avctx->width * avctx->height * (c->bpp / 8));
490          c->bx = (c->width + c->bw - 1) / c->bw;
491          c->by = (c->height+ c->bh - 1) / c->bh;
492      }
493
494      if (c->decode_intra == NULL) {
495          av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error! Got no format or no keyframe!\n");
496          return -1;
497      }
498
499      if (c->comp == 0) { //Uncompressed data
500          memcpy(c->decomp_buf, buf, len);
501          c->decomp_size = 1;
502      } else { // ZLIB-compressed data
503         c->zstream.total_in = c->zstream.total_out = 0;
504         c->zstream.next_in = buf;
505         c->zstream.avail_in = len;
506         c->zstream.next_out = c->decomp_buf;
507         c->zstream.avail_out = c->decomp_size;
508         inflate(&c->zstream, Z_FINISH);
509         c->decomp_len = c->zstream.total_out;
510     }
511     if (c->flags & ZMBV_KEYFRAME) {
512         c->pic.key_frame = 1;
513         c->pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
514         c->decode_intra(c);
515     } else {
516         c->pic.key_frame = 0;
517         c->pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
518         if (c->decomp_len)
519             c->decode_xor(c);
520     }
521
522     /* update frames */
523     {
524         uint8_t *out, *src;
525         int i, j;
526
527         out = c->pic.data[0];
528         src = c->cur;
529         switch (c->fmt) {
530         case ZMBV_FMT_8BPP:
531             for (j = 0; j < c->height; j++) {
532                 for (i = 0; i < c->width; i++) {
533                     out[i * 3 + 0] = c->pal[(*src) * 3 + 0];
534                     out[i * 3 + 1] = c->pal[(*src) * 3 + 1];
535                     out[i * 3 + 2] = c->pal[(*src) * 3 + 2];
536                     src++;
537                 }
538                 out += c->pic.linesize[0];
539             }
540             break;
541         case ZMBV_FMT_15BPP:
542             for (j = 0; j < c->height; j++) {
543                 for (i = 0; i < c->width; i++) {
544                     uint16_t tmp = AV_RL16(src);
545                     src += 2;
546                     out[i * 3 + 0] = (tmp & 0x7C00) >> 7;
547                     out[i * 3 + 1] = (tmp & 0x03E0) >> 2;
548                     out[i * 3 + 2] = (tmp & 0x001F) << 3;
549                 }
550                 out += c->pic.linesize[0];
551             }
552             break;
553         case ZMBV_FMT_16BPP:
554             for (j = 0; j < c->height; j++) {
555                 for (i = 0; i < c->width; i++) {
556                     uint16_t tmp = AV_RL16(src);
557                     src += 2;
558                     out[i * 3 + 0] = (tmp & 0xF800) >> 8;
559                     out[i * 3 + 1] = (tmp & 0x07E0) >> 3;
560                     out[i * 3 + 2] = (tmp & 0x001F) << 3;
561                 }
562                 out += c->pic.linesize[0];
563             }
564             break;
565 #ifdef ZMBV_ENABLE_24BPP
566         case ZMBV_FMT_24BPP:
567             for (j = 0; j < c->height; j++) {
568                 memcpy(out, src, c->width * 3);
569                 src += c->width * 3;
570                 out += c->pic.linesize[0];
571             }
572             break;
573 #endif //ZMBV_ENABLE_24BPP
574         case ZMBV_FMT_32BPP:
575             for (j = 0; j < c->height; j++) {
576                 for (i = 0; i < c->width; i++) {
577                     uint32_t tmp = AV_RL32(src);
578                     src += 4;
579                     AV_WB24(out+(i*3), tmp);
580                 }
581                 out += c->pic.linesize[0];
582             }
583             break;
584         default:
585             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot handle format %i\n", c->fmt);
586         }
587         FFSWAP(uint8_t *, c->cur, c->prev);
588     }
589     *data_size = sizeof(AVFrame);
590     *(AVFrame*)data = c->pic;
591
592     /* always report that the buffer was completely consumed */
593     return buf_size;
594 }
595
596
597
598 /*
599  *
600  * Init zmbv decoder
601  *
602  */
603 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
604 {
605     ZmbvContext * const c = avctx->priv_data;
606     int zret; // Zlib return code
607
608     c->avctx = avctx;
609
610     c->width = avctx->width;
611     c->height = avctx->height;
612
613     c->bpp = avctx->bits_per_coded_sample;
614
615     // Needed if zlib unused or init aborted before inflateInit
616     memset(&c->zstream, 0, sizeof(z_stream));
617
618     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_RGB24;
619     c->decomp_size = (avctx->width + 255) * 4 * (avctx->height + 64);
620
621     /* Allocate decompression buffer */
622     if (c->decomp_size) {
623         if ((c->decomp_buf = av_malloc(c->decomp_size)) == NULL) {
624             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
625                    "Can't allocate decompression buffer.\n");
626             return 1;
627         }
628     }
629
630     c->zstream.zalloc = Z_NULL;
631     c->zstream.zfree = Z_NULL;
632     c->zstream.opaque = Z_NULL;
633     zret = inflateInit(&c->zstream);
634     if (zret != Z_OK) {
635         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Inflate init error: %d\n", zret);
636         return 1;
637     }
638
639     return 0;
640 }
641
642
643
644 /*
645  *
646  * Uninit zmbv decoder
647  *
648  */
649 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
650 {
651     ZmbvContext * const c = avctx->priv_data;
652
653     av_freep(&c->decomp_buf);
654
655     if (c->pic.data[0])
656         avctx->release_buffer(avctx, &c->pic);
657     inflateEnd(&c->zstream);
658     av_freep(&c->cur);
659     av_freep(&c->prev);
660
661     return 0;
662 }
663
664 AVCodec ff_zmbv_decoder = {
665     .name           = "zmbv",
666     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
667     .id             = CODEC_ID_ZMBV,
668     .priv_data_size = sizeof(ZmbvContext),
669     .init           = decode_init,
670     .close          = decode_end,
671     .decode         = decode_frame,
672     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
673     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Zip Motion Blocks Video"),
674 };