h264: fix loopfilter with threading at slice boundaries.
[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", src-c->decomp_buf, c->decomp_len);
146     return 0;
147 }
148
149 /**
150  * Decode XOR'ed frame - 15bpp and 16bpp version
151  */
152
153 static int zmbv_decode_xor_16(ZmbvContext *c)
154 {
155     uint8_t *src = c->decomp_buf;
156     uint16_t *output, *prev;
157     int8_t *mvec;
158     int x, y;
159     int d, dx, dy, bw2, bh2;
160     int block;
161     int i, j;
162     int mx, my;
163
164     output = (uint16_t*)c->cur;
165     prev = (uint16_t*)c->prev;
166
167     mvec = (int8_t*)src;
168     src += ((c->bx * c->by * 2 + 3) & ~3);
169
170     block = 0;
171     for(y = 0; y < c->height; y += c->bh) {
172         bh2 = ((c->height - y) > c->bh) ? c->bh : (c->height - y);
173         for(x = 0; x < c->width; x += c->bw) {
174             uint16_t *out, *tprev;
175
176             d = mvec[block] & 1;
177             dx = mvec[block] >> 1;
178             dy = mvec[block + 1] >> 1;
179             block += 2;
180
181             bw2 = ((c->width - x) > c->bw) ? c->bw : (c->width - x);
182
183             /* copy block - motion vectors out of bounds are used to zero blocks */
184             out = output + x;
185             tprev = prev + x + dx + dy * c->width;
186             mx = x + dx;
187             my = y + dy;
188             for(j = 0; j < bh2; j++){
189                 if((my + j < 0) || (my + j >= c->height)) {
190                     memset(out, 0, bw2 * 2);
191                 } else {
192                     for(i = 0; i < bw2; i++){
193                         if((mx + i < 0) || (mx + i >= c->width))
194                             out[i] = 0;
195                         else
196                             out[i] = tprev[i];
197                     }
198                 }
199                 out += c->width;
200                 tprev += c->width;
201             }
202
203             if(d) { /* apply XOR'ed difference */
204                 out = output + x;
205                 for(j = 0; j < bh2; j++){
206                     for(i = 0; i < bw2; i++) {
207                         out[i] ^= *((uint16_t*)src);
208                         src += 2;
209                     }
210                     out += c->width;
211                 }
212             }
213         }
214         output += c->width * c->bh;
215         prev += c->width * c->bh;
216     }
217     if(src - c->decomp_buf != c->decomp_len)
218         av_log(c->avctx, AV_LOG_ERROR, "Used %ti of %i bytes\n", src-c->decomp_buf, c->decomp_len);
219     return 0;
220 }
221
222 #ifdef ZMBV_ENABLE_24BPP
223 /**
224  * Decode XOR'ed frame - 24bpp version
225  */
226
227 static int zmbv_decode_xor_24(ZmbvContext *c)
228 {
229     uint8_t *src = c->decomp_buf;
230     uint8_t *output, *prev;
231     int8_t *mvec;
232     int x, y;
233     int d, dx, dy, bw2, bh2;
234     int block;
235     int i, j;
236     int mx, my;
237     int stride;
238
239     output = c->cur;
240     prev = c->prev;
241
242     stride = c->width * 3;
243     mvec = (int8_t*)src;
244     src += ((c->bx * c->by * 2 + 3) & ~3);
245
246     block = 0;
247     for(y = 0; y < c->height; y += c->bh) {
248         bh2 = ((c->height - y) > c->bh) ? c->bh : (c->height - y);
249         for(x = 0; x < c->width; x += c->bw) {
250             uint8_t *out, *tprev;
251
252             d = mvec[block] & 1;
253             dx = mvec[block] >> 1;
254             dy = mvec[block + 1] >> 1;
255             block += 2;
256
257             bw2 = ((c->width - x) > c->bw) ? c->bw : (c->width - x);
258
259             /* copy block - motion vectors out of bounds are used to zero blocks */
260             out = output + x * 3;
261             tprev = prev + (x + dx) * 3 + dy * stride;
262             mx = x + dx;
263             my = y + dy;
264             for(j = 0; j < bh2; j++){
265                 if((my + j < 0) || (my + j >= c->height)) {
266                     memset(out, 0, bw2 * 3);
267                 } else {
268                     for(i = 0; i < bw2; i++){
269                         if((mx + i < 0) || (mx + i >= c->width)) {
270                             out[i * 3 + 0] = 0;
271                             out[i * 3 + 1] = 0;
272                             out[i * 3 + 2] = 0;
273                         } else {
274                             out[i * 3 + 0] = tprev[i * 3 + 0];
275                             out[i * 3 + 1] = tprev[i * 3 + 1];
276                             out[i * 3 + 2] = tprev[i * 3 + 2];
277                         }
278                     }
279                 }
280                 out += stride;
281                 tprev += stride;
282             }
283
284             if(d) { /* apply XOR'ed difference */
285                 out = output + x * 3;
286                 for(j = 0; j < bh2; j++){
287                     for(i = 0; i < bw2; i++) {
288                         out[i * 3 + 0] ^= *src++;
289                         out[i * 3 + 1] ^= *src++;
290                         out[i * 3 + 2] ^= *src++;
291                     }
292                     out += stride;
293                 }
294             }
295         }
296         output += stride * c->bh;
297         prev += stride * c->bh;
298     }
299     if(src - c->decomp_buf != c->decomp_len)
300         av_log(c->avctx, AV_LOG_ERROR, "Used %i of %i bytes\n", src-c->decomp_buf, c->decomp_len);
301     return 0;
302 }
303 #endif //ZMBV_ENABLE_24BPP
304
305 /**
306  * Decode XOR'ed frame - 32bpp version
307  */
308
309 static int zmbv_decode_xor_32(ZmbvContext *c)
310 {
311     uint8_t *src = c->decomp_buf;
312     uint32_t *output, *prev;
313     int8_t *mvec;
314     int x, y;
315     int d, dx, dy, bw2, bh2;
316     int block;
317     int i, j;
318     int mx, my;
319
320     output = (uint32_t*)c->cur;
321     prev = (uint32_t*)c->prev;
322
323     mvec = (int8_t*)src;
324     src += ((c->bx * c->by * 2 + 3) & ~3);
325
326     block = 0;
327     for(y = 0; y < c->height; y += c->bh) {
328         bh2 = ((c->height - y) > c->bh) ? c->bh : (c->height - y);
329         for(x = 0; x < c->width; x += c->bw) {
330             uint32_t *out, *tprev;
331
332             d = mvec[block] & 1;
333             dx = mvec[block] >> 1;
334             dy = mvec[block + 1] >> 1;
335             block += 2;
336
337             bw2 = ((c->width - x) > c->bw) ? c->bw : (c->width - x);
338
339             /* copy block - motion vectors out of bounds are used to zero blocks */
340             out = output + x;
341             tprev = prev + x + dx + dy * c->width;
342             mx = x + dx;
343             my = y + dy;
344             for(j = 0; j < bh2; j++){
345                 if((my + j < 0) || (my + j >= c->height)) {
346                     memset(out, 0, bw2 * 4);
347                 } else {
348                     for(i = 0; i < bw2; i++){
349                         if((mx + i < 0) || (mx + i >= c->width))
350                             out[i] = 0;
351                         else
352                             out[i] = tprev[i];
353                     }
354                 }
355                 out += c->width;
356                 tprev += c->width;
357             }
358
359             if(d) { /* apply XOR'ed difference */
360                 out = output + x;
361                 for(j = 0; j < bh2; j++){
362                     for(i = 0; i < bw2; i++) {
363                         out[i] ^= *((uint32_t*)src);
364                         src += 4;
365                     }
366                     out += c->width;
367                 }
368             }
369         }
370         output += c->width * c->bh;
371         prev += c->width * c->bh;
372     }
373     if(src - c->decomp_buf != c->decomp_len)
374         av_log(c->avctx, AV_LOG_ERROR, "Used %ti of %i bytes\n", src-c->decomp_buf, c->decomp_len);
375     return 0;
376 }
377
378 /**
379  * Decode intraframe
380  */
381 static int zmbv_decode_intra(ZmbvContext *c)
382 {
383     uint8_t *src = c->decomp_buf;
384
385     /* make the palette available on the way out */
386     if (c->fmt == ZMBV_FMT_8BPP) {
387         memcpy(c->pal, src, 768);
388         src += 768;
389     }
390
391     memcpy(c->cur, src, c->width * c->height * (c->bpp / 8));
392     return 0;
393 }
394
395 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size, AVPacket *avpkt)
396 {
397     const uint8_t *buf = avpkt->data;
398     int buf_size = avpkt->size;
399     ZmbvContext * const c = avctx->priv_data;
400     int zret = Z_OK; // Zlib return code
401     int len = buf_size;
402     int hi_ver, lo_ver;
403
404     if(c->pic.data[0])
405             avctx->release_buffer(avctx, &c->pic);
406
407     c->pic.reference = 1;
408     c->pic.buffer_hints = FF_BUFFER_HINTS_VALID;
409     if(avctx->get_buffer(avctx, &c->pic) < 0){
410         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
411         return -1;
412     }
413
414     /* parse header */
415     c->flags = buf[0];
416     buf++; len--;
417     if(c->flags & ZMBV_KEYFRAME) {
418         hi_ver = buf[0];
419         lo_ver = buf[1];
420         c->comp = buf[2];
421         c->fmt = buf[3];
422         c->bw = buf[4];
423         c->bh = buf[5];
424
425         buf += 6;
426         len -= 6;
427         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Flags=%X ver=%i.%i comp=%i fmt=%i blk=%ix%i\n",c->flags,hi_ver,lo_ver,c->comp,c->fmt,c->bw,c->bh);
428         if(hi_ver != 0 || lo_ver != 1) {
429             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported version %i.%i\n", hi_ver, lo_ver);
430             return -1;
431         }
432         if(c->bw == 0 || c->bh == 0) {
433             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported block size %ix%i\n", c->bw, c->bh);
434             return -1;
435         }
436         if(c->comp != 0 && c->comp != 1) {
437             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported compression type %i\n", c->comp);
438             return -1;
439         }
440
441         switch(c->fmt) {
442         case ZMBV_FMT_8BPP:
443             c->bpp = 8;
444             c->decode_intra = zmbv_decode_intra;
445             c->decode_xor = zmbv_decode_xor_8;
446             break;
447         case ZMBV_FMT_15BPP:
448         case ZMBV_FMT_16BPP:
449             c->bpp = 16;
450             c->decode_intra = zmbv_decode_intra;
451             c->decode_xor = zmbv_decode_xor_16;
452             break;
453 #ifdef ZMBV_ENABLE_24BPP
454         case ZMBV_FMT_24BPP:
455             c->bpp = 24;
456             c->decode_intra = zmbv_decode_intra;
457             c->decode_xor = zmbv_decode_xor_24;
458             break;
459 #endif //ZMBV_ENABLE_24BPP
460         case ZMBV_FMT_32BPP:
461             c->bpp = 32;
462             c->decode_intra = zmbv_decode_intra;
463             c->decode_xor = zmbv_decode_xor_32;
464             break;
465         default:
466             c->decode_intra = NULL;
467             c->decode_xor = NULL;
468             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported (for now) format %i\n", c->fmt);
469             return -1;
470         }
471
472         zret = inflateReset(&c->zstream);
473         if (zret != Z_OK) {
474             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Inflate reset error: %d\n", zret);
475             return -1;
476         }
477
478         c->cur = av_realloc(c->cur, avctx->width * avctx->height * (c->bpp / 8));
479         c->prev = av_realloc(c->prev, avctx->width * avctx->height * (c->bpp / 8));
480         c->bx = (c->width + c->bw - 1) / c->bw;
481         c->by = (c->height+ c->bh - 1) / c->bh;
482     }
483
484     if(c->decode_intra == NULL) {
485         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error! Got no format or no keyframe!\n");
486         return -1;
487     }
488
489     if(c->comp == 0) { //Uncompressed data
490         memcpy(c->decomp_buf, buf, len);
491         c->decomp_size = 1;
492     } else { // ZLIB-compressed data
493         c->zstream.total_in = c->zstream.total_out = 0;
494         c->zstream.next_in = buf;
495         c->zstream.avail_in = len;
496         c->zstream.next_out = c->decomp_buf;
497         c->zstream.avail_out = c->decomp_size;
498         inflate(&c->zstream, Z_FINISH);
499         c->decomp_len = c->zstream.total_out;
500     }
501     if(c->flags & ZMBV_KEYFRAME) {
502         c->pic.key_frame = 1;
503         c->pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
504         c->decode_intra(c);
505     } else {
506         c->pic.key_frame = 0;
507         c->pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
508         if(c->decomp_len)
509             c->decode_xor(c);
510     }
511
512     /* update frames */
513     {
514         uint8_t *out, *src;
515         int i, j;
516
517         out = c->pic.data[0];
518         src = c->cur;
519         switch(c->fmt) {
520         case ZMBV_FMT_8BPP:
521             for(j = 0; j < c->height; j++) {
522                 for(i = 0; i < c->width; i++) {
523                     out[i * 3 + 0] = c->pal[(*src) * 3 + 0];
524                     out[i * 3 + 1] = c->pal[(*src) * 3 + 1];
525                     out[i * 3 + 2] = c->pal[(*src) * 3 + 2];
526                     src++;
527                 }
528                 out += c->pic.linesize[0];
529             }
530             break;
531         case ZMBV_FMT_15BPP:
532             for(j = 0; j < c->height; j++) {
533                 for(i = 0; i < c->width; i++) {
534                     uint16_t tmp = AV_RL16(src);
535                     src += 2;
536                     out[i * 3 + 0] = (tmp & 0x7C00) >> 7;
537                     out[i * 3 + 1] = (tmp & 0x03E0) >> 2;
538                     out[i * 3 + 2] = (tmp & 0x001F) << 3;
539                 }
540                 out += c->pic.linesize[0];
541             }
542             break;
543         case ZMBV_FMT_16BPP:
544             for(j = 0; j < c->height; j++) {
545                 for(i = 0; i < c->width; i++) {
546                     uint16_t tmp = AV_RL16(src);
547                     src += 2;
548                     out[i * 3 + 0] = (tmp & 0xF800) >> 8;
549                     out[i * 3 + 1] = (tmp & 0x07E0) >> 3;
550                     out[i * 3 + 2] = (tmp & 0x001F) << 3;
551                 }
552                 out += c->pic.linesize[0];
553             }
554             break;
555 #ifdef ZMBV_ENABLE_24BPP
556         case ZMBV_FMT_24BPP:
557             for(j = 0; j < c->height; j++) {
558                 memcpy(out, src, c->width * 3);
559                 src += c->width * 3;
560                 out += c->pic.linesize[0];
561             }
562             break;
563 #endif //ZMBV_ENABLE_24BPP
564         case ZMBV_FMT_32BPP:
565             for(j = 0; j < c->height; j++) {
566                 for(i = 0; i < c->width; i++) {
567                     uint32_t tmp = AV_RL32(src);
568                     src += 4;
569                     AV_WB24(out+(i*3), tmp);
570                 }
571                 out += c->pic.linesize[0];
572             }
573             break;
574         default:
575             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot handle format %i\n", c->fmt);
576         }
577         memcpy(c->prev, c->cur, c->width * c->height * (c->bpp / 8));
578     }
579     *data_size = sizeof(AVFrame);
580     *(AVFrame*)data = c->pic;
581
582     /* always report that the buffer was completely consumed */
583     return buf_size;
584 }
585
586
587
588 /*
589  *
590  * Init zmbv decoder
591  *
592  */
593 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
594 {
595     ZmbvContext * const c = avctx->priv_data;
596     int zret; // Zlib return code
597
598     c->avctx = avctx;
599
600     c->width = avctx->width;
601     c->height = avctx->height;
602
603     c->bpp = avctx->bits_per_coded_sample;
604
605     // Needed if zlib unused or init aborted before inflateInit
606     memset(&(c->zstream), 0, sizeof(z_stream));
607
608     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_RGB24;
609     c->decomp_size = (avctx->width + 255) * 4 * (avctx->height + 64);
610
611     /* Allocate decompression buffer */
612     if (c->decomp_size) {
613         if ((c->decomp_buf = av_malloc(c->decomp_size)) == NULL) {
614             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Can't allocate decompression buffer.\n");
615             return 1;
616         }
617     }
618
619     c->zstream.zalloc = Z_NULL;
620     c->zstream.zfree = Z_NULL;
621     c->zstream.opaque = Z_NULL;
622     zret = inflateInit(&(c->zstream));
623     if (zret != Z_OK) {
624         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Inflate init error: %d\n", zret);
625         return 1;
626     }
627
628     return 0;
629 }
630
631
632
633 /*
634  *
635  * Uninit zmbv decoder
636  *
637  */
638 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
639 {
640     ZmbvContext * const c = avctx->priv_data;
641
642     av_freep(&c->decomp_buf);
643
644     if (c->pic.data[0])
645         avctx->release_buffer(avctx, &c->pic);
646     inflateEnd(&(c->zstream));
647     av_freep(&c->cur);
648     av_freep(&c->prev);
649
650     return 0;
651 }
652
653 AVCodec ff_zmbv_decoder = {
654     "zmbv",
655     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
656     CODEC_ID_ZMBV,
657     sizeof(ZmbvContext),
658     decode_init,
659     NULL,
660     decode_end,
661     decode_frame,
662     CODEC_CAP_DR1,
663     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Zip Motion Blocks Video"),
664 };
665