libavcodec/eamad.c

   1 /*
   2  * Electronic Arts Madcow Video Decoder
   3  * Copyright (c) 2007-2009 Peter Ross
   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 St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * Electronic Arts Madcow Video Decoder
  25  * by Peter Ross <pross@xvid.org>
  26  *
  27  * Technical details here:
  28  * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=Electronic_Arts_MAD
  29  */
  30
  31 #include "avcodec.h"
  32 #include "get_bits.h"
  33 #include "dsputil.h"
  34 #include "aandcttab.h"
  35 #include "mpeg12.h"
  36 #include "mpeg12data.h"
  37 #include "libavutil/imgutils.h"
  38
  39 #define EA_PREAMBLE_SIZE    8
  40 #define MADk_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'k')    /* MAD i-frame */
  41 #define MADm_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'm')    /* MAD p-frame */
  42 #define MADe_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'e')    /* MAD lqp-frame */
  43
  44 typedef struct MadContext {
  45     MpegEncContext s;
  46     AVFrame frame;
  47     AVFrame last_frame;
  48     void *bitstream_buf;
  49     unsigned int bitstream_buf_size;
  50     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, block)[64];
  51 } MadContext;
  52
  53 static void bswap16_buf(uint16_t *dst, const uint16_t *src, int count)
  54 {
  55     int i;
  56     for (i=0; i<count; i++)
  57         dst[i] = av_bswap16(src[i]);
  58 }
  59
  60 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
  61 {
  62     MadContext *t = avctx->priv_data;
  63     MpegEncContext *s = &t->s;
  64     s->avctx = avctx;
  65     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
  66     if (avctx->idct_algo == FF_IDCT_AUTO)
  67         avctx->idct_algo = FF_IDCT_EA;
  68     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
  69     ff_init_scantable(s->dsp.idct_permutation, &s->intra_scantable, ff_zigzag_direct);
  70     ff_mpeg12_init_vlcs();
  71     return 0;
  72 }
  73
  74 static inline void comp(unsigned char *dst, int dst_stride,
  75                         unsigned char *src, int src_stride, int add)
  76 {
  77     int j, i;
  78     for (j=0; j<8; j++)
  79         for (i=0; i<8; i++)
  80             dst[j*dst_stride + i] = av_clip_uint8(src[j*src_stride + i] + add);
  81 }
  82
  83 static inline void comp_block(MadContext *t, int mb_x, int mb_y,
  84                               int j, int mv_x, int mv_y, int add)
  85 {
  86     MpegEncContext *s = &t->s;
  87     if (j < 4) {
  88         comp(t->frame.data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*t->frame.linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
  89              t->frame.linesize[0],
  90              t->last_frame.data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2) + mv_y)*t->last_frame.linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3) + mv_x,
  91              t->last_frame.linesize[0], add);
  92     } else if (!(s->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
  93         int index = j - 3;
  94         comp(t->frame.data[index] + (mb_y*8)*t->frame.linesize[index] + mb_x * 8,
  95              t->frame.linesize[index],
  96              t->last_frame.data[index] + (mb_y * 8 + (mv_y/2))*t->last_frame.linesize[index] + mb_x * 8 + (mv_x/2),
  97              t->last_frame.linesize[index], add);
  98     }
  99 }
 100
 101 static inline void idct_put(MadContext *t, DCTELEM *block, int mb_x, int mb_y, int j)
 102 {
 103     MpegEncContext *s = &t->s;
 104     if (j < 4) {
 105         s->dsp.idct_put(
 106             t->frame.data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*t->frame.linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
 107             t->frame.linesize[0], block);
 108     } else if (!(s->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
 109         int index = j - 3;
 110         s->dsp.idct_put(
 111             t->frame.data[index] + (mb_y*8)*t->frame.linesize[index] + mb_x*8,
 112             t->frame.linesize[index], block);
 113     }
 114 }
 115
 116 static inline void decode_block_intra(MadContext * t, DCTELEM * block)
 117 {
 118     MpegEncContext *s = &t->s;
 119     int level, i, j, run;
 120     RLTable *rl = &ff_rl_mpeg1;
 121     const uint8_t *scantable = s->intra_scantable.permutated;
 122     int16_t *quant_matrix = s->intra_matrix;
 123
 124     block[0] = (128 + get_sbits(&s->gb, 8)) * quant_matrix[0];
 125
 126     /* The RL decoder is derived from mpeg1_decode_block_intra;
 127        Escaped level and run values a decoded differently */
 128     i = 0;
 129     {
 130         OPEN_READER(re, &s->gb);
 131         /* now quantify & encode AC coefficients */
 132         for (;;) {
 133             UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
 134             GET_RL_VLC(level, run, re, &s->gb, rl->rl_vlc[0], TEX_VLC_BITS, 2, 0);
 135
 136             if (level == 127) {
 137                 break;
 138             } else if (level != 0) {
 139                 i += run;
 140                 j = scantable[i];
 141                 level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
 142                 level = (level-1)|1;
 143                 level = (level ^ SHOW_SBITS(re, &s->gb, 1)) - SHOW_SBITS(re, &s->gb, 1);
 144                 LAST_SKIP_BITS(re, &s->gb, 1);
 145             } else {
 146                 /* escape */
 147                 UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
 148                 level = SHOW_SBITS(re, &s->gb, 10); SKIP_BITS(re, &s->gb, 10);
 149
 150                 UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
 151                 run = SHOW_UBITS(re, &s->gb, 6)+1; LAST_SKIP_BITS(re, &s->gb, 6);
 152
 153                 i += run;
 154                 j = scantable[i];
 155                 if (level < 0) {
 156                     level = -level;
 157                     level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
 158                     level = (level-1)|1;
 159                     level = -level;
 160                 } else {
 161                     level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
 162                     level = (level-1)|1;
 163                 }
 164             }
 165             if (i > 63) {
 166                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "ac-tex damaged at %d %d\n", s->mb_x, s->mb_y);
 167                 return;
 168             }
 169
 170             block[j] = level;
 171         }
 172         CLOSE_READER(re, &s->gb);
 173     }
 174 }
 175
 176 static int decode_motion(GetBitContext *gb)
 177 {
 178     int value = 0;
 179     if (get_bits1(gb)) {
 180         if (get_bits1(gb))
 181             value = -17;
 182         value += get_bits(gb, 4) + 1;
 183     }
 184     return value;
 185 }
 186
 187 static void decode_mb(MadContext *t, int inter)
 188 {
 189     MpegEncContext *s = &t->s;
 190     int mv_map = 0;
 191     int mv_x, mv_y;
 192     int j;
 193
 194     if (inter) {
 195         int v = decode210(&s->gb);
 196         if (v < 2) {
 197             mv_map = v ? get_bits(&s->gb, 6) : 63;
 198             mv_x = decode_motion(&s->gb);
 199             mv_y = decode_motion(&s->gb);
 200         } else {
 201             mv_map = 0;
 202         }
 203     }
 204
 205     for (j=0; j<6; j++) {
 206         if (mv_map & (1<<j)) {  // mv_x and mv_y are guarded by mv_map
 207             int add = 2*decode_motion(&s->gb);
 208             comp_block(t, s->mb_x, s->mb_y, j, mv_x, mv_y, add);
 209         } else {
 210             s->dsp.clear_block(t->block);
 211             decode_block_intra(t, t->block);
 212             idct_put(t, t->block, s->mb_x, s->mb_y, j);
 213         }
 214     }
 215 }
 216
 217 static void calc_intra_matrix(MadContext *t, int qscale)
 218 {
 219     MpegEncContext *s = &t->s;
 220     int i;
 221
 222     if (s->avctx->idct_algo == FF_IDCT_EA) {
 223         s->intra_matrix[0] = (ff_inv_aanscales[0]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[0]) >> 11;
 224         for (i=1; i<64; i++)
 225             s->intra_matrix[i] = (ff_inv_aanscales[i]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[i]*qscale + 32) >> 10;
 226     } else {
 227         s->intra_matrix[0] = ff_mpeg1_default_intra_matrix[0];
 228         for (i=1; i<64; i++)
 229             s->intra_matrix[i] = (ff_mpeg1_default_intra_matrix[i]*qscale) << 1;
 230     }
 231 }
 232
 233 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 234                         void *data, int *data_size,
 235                         AVPacket *avpkt)
 236 {
 237     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 238     int buf_size       = avpkt->size;
 239     const uint8_t *buf_end = buf+buf_size;
 240     MadContext *t     = avctx->priv_data;
 241     MpegEncContext *s = &t->s;
 242     int chunk_type;
 243     int inter;
 244
 245     if (buf_size < 17) {
 246         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input buffer too small\n");
 247         *data_size = 0;
 248         return -1;
 249     }
 250
 251     chunk_type = AV_RL32(&buf[0]);
 252     inter = (chunk_type == MADm_TAG || chunk_type == MADe_TAG);
 253     buf += 8;
 254
 255     av_reduce(&avctx->time_base.num, &avctx->time_base.den,
 256               AV_RL16(&buf[6]), 1000, 1<<30);
 257
 258     s->width  = AV_RL16(&buf[8]);
 259     s->height = AV_RL16(&buf[10]);
 260     calc_intra_matrix(t, buf[13]);
 261     buf += 16;
 262
 263     if (avctx->width != s->width || avctx->height != s->height) {
 264         if (av_image_check_size(s->width, s->height, 0, avctx) < 0)
 265             return -1;
 266         avcodec_set_dimensions(avctx, s->width, s->height);
 267         if (t->frame.data[0])
 268             avctx->release_buffer(avctx, &t->frame);
 269     }
 270
 271     t->frame.reference = 1;
 272     if (!t->frame.data[0]) {
 273         if (avctx->get_buffer(avctx, &t->frame) < 0) {
 274             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 275             return -1;
 276         }
 277     }
 278
 279     av_fast_malloc(&t->bitstream_buf, &t->bitstream_buf_size, (buf_end-buf) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 280     if (!t->bitstream_buf)
 281         return AVERROR(ENOMEM);
 282     bswap16_buf(t->bitstream_buf, (const uint16_t*)buf, (buf_end-buf)/2);
 283     init_get_bits(&s->gb, t->bitstream_buf, 8*(buf_end-buf));
 284
 285     for (s->mb_y=0; s->mb_y < (avctx->height+15)/16; s->mb_y++)
 286         for (s->mb_x=0; s->mb_x < (avctx->width +15)/16; s->mb_x++)
 287             decode_mb(t, inter);
 288
 289     *data_size = sizeof(AVFrame);
 290     *(AVFrame*)data = t->frame;
 291
 292     if (chunk_type != MADe_TAG)
 293         FFSWAP(AVFrame, t->frame, t->last_frame);
 294
 295     return buf_size;
 296 }
 297
 298 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 299 {
 300     MadContext *t = avctx->priv_data;
 301     if (t->frame.data[0])
 302         avctx->release_buffer(avctx, &t->frame);
 303     if (t->last_frame.data[0])
 304         avctx->release_buffer(avctx, &t->last_frame);
 305     av_free(t->bitstream_buf);
 306     return 0;
 307 }
 308
 309 AVCodec ff_eamad_decoder = {
 310     "eamad",
 311     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 312     CODEC_ID_MAD,
 313     sizeof(MadContext),
 314     decode_init,
 315     NULL,
 316     decode_end,
 317     decode_frame,
 318     CODEC_CAP_DR1,
 319     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Electronic Arts Madcow Video")
 320 };