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  * @author Peter Ross <pross@xvid.org>
  26  *
  27  * @see technical details at
  28  * http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=Electronic_Arts_MAD
  29  */
  30
  31 #include "avcodec.h"
  32 #include "blockdsp.h"
  33 #include "bytestream.h"
  34 #include "bswapdsp.h"
  35 #include "get_bits.h"
  36 #include "aandcttab.h"
  37 #include "eaidct.h"
  38 #include "idctdsp.h"
  39 #include "internal.h"
  40 #include "mpeg12data.h"
  41 #include "mpeg12vlc.h"
  42
  43 #define EA_PREAMBLE_SIZE    8
  44 #define MADk_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'k')    /* MAD I-frame */
  45 #define MADm_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'm')    /* MAD P-frame */
  46 #define MADe_TAG MKTAG('M', 'A', 'D', 'e')    /* MAD lqp-frame */
  47
  48 typedef struct MadContext {
  49     AVCodecContext *avctx;
  50     BlockDSPContext bdsp;
  51     BswapDSPContext bbdsp;
  52     IDCTDSPContext idsp;
  53     AVFrame *last_frame;
  54     GetBitContext gb;
  55     void *bitstream_buf;
  56     unsigned int bitstream_buf_size;
  57     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, block)[64];
  58     ScanTable scantable;
  59     uint16_t quant_matrix[64];
  60     int mb_x;
  61     int mb_y;
  62 } MadContext;
  63
  64 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
  65 {
  66     MadContext *s = avctx->priv_data;
  67     s->avctx = avctx;
  68     avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
  69     ff_blockdsp_init(&s->bdsp, avctx);
  70     ff_bswapdsp_init(&s->bbdsp);
  71     ff_idctdsp_init(&s->idsp, avctx);
  72     ff_init_scantable_permutation(s->idsp.idct_permutation, FF_IDCT_PERM_NONE);
  73     ff_init_scantable(s->idsp.idct_permutation, &s->scantable, ff_zigzag_direct);
  74     ff_mpeg12_init_vlcs();
  75
  76     s->last_frame = av_frame_alloc();
  77     if (!s->last_frame)
  78         return AVERROR(ENOMEM);
  79
  80     return 0;
  81 }
  82
  83 static inline void comp(unsigned char *dst, ptrdiff_t dst_stride,
  84                         unsigned char *src, ptrdiff_t src_stride, int add)
  85 {
  86     int j, i;
  87     for (j=0; j<8; j++)
  88         for (i=0; i<8; i++)
  89             dst[j*dst_stride + i] = av_clip_uint8(src[j*src_stride + i] + add);
  90 }
  91
  92 static inline void comp_block(MadContext *t, AVFrame *frame,
  93                               int mb_x, int mb_y,
  94                               int j, int mv_x, int mv_y, int add)
  95 {
  96     if (j < 4) {
  97         unsigned offset = (mb_y*16 + ((j&2)<<2) + mv_y)*t->last_frame->linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3) + mv_x;
  98         if (offset >= (t->avctx->height - 7) * t->last_frame->linesize[0] - 7)
  99             return;
 100         comp(frame->data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*frame->linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
 101              frame->linesize[0],
 102              t->last_frame->data[0] + offset,
 103              t->last_frame->linesize[0], add);
 104     } else if (!(t->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GRAY)) {
 105         int index = j - 3;
 106         unsigned offset = (mb_y * 8 + (mv_y/2))*t->last_frame->linesize[index] + mb_x * 8 + (mv_x/2);
 107         if (offset >= (t->avctx->height/2 - 7) * t->last_frame->linesize[index] - 7)
 108             return;
 109         comp(frame->data[index] + (mb_y*8)*frame->linesize[index] + mb_x * 8,
 110              frame->linesize[index],
 111              t->last_frame->data[index] + offset,
 112              t->last_frame->linesize[index], add);
 113     }
 114 }
 115
 116 static inline void idct_put(MadContext *t, AVFrame *frame, int16_t *block,
 117                             int mb_x, int mb_y, int j)
 118 {
 119     if (j < 4) {
 120         ff_ea_idct_put_c(
 121             frame->data[0] + (mb_y*16 + ((j&2)<<2))*frame->linesize[0] + mb_x*16 + ((j&1)<<3),
 122             frame->linesize[0], block);
 123     } else if (!(t->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GRAY)) {
 124         int index = j - 3;
 125         ff_ea_idct_put_c(
 126             frame->data[index] + (mb_y*8)*frame->linesize[index] + mb_x*8,
 127             frame->linesize[index], block);
 128     }
 129 }
 130
 131 static inline int decode_block_intra(MadContext *s, int16_t * block)
 132 {
 133     int level, i, j, run;
 134     RLTable *rl = &ff_rl_mpeg1;
 135     const uint8_t *scantable = s->scantable.permutated;
 136     int16_t *quant_matrix = s->quant_matrix;
 137
 138     block[0] = (128 + get_sbits(&s->gb, 8)) * quant_matrix[0];
 139
 140     /* The RL decoder is derived from mpeg1_decode_block_intra;
 141        Escaped level and run values a decoded differently */
 142     i = 0;
 143     {
 144         OPEN_READER(re, &s->gb);
 145         /* now quantify & encode AC coefficients */
 146         for (;;) {
 147             UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
 148             GET_RL_VLC(level, run, re, &s->gb, rl->rl_vlc[0], TEX_VLC_BITS, 2, 0);
 149
 150             if (level == 127) {
 151                 break;
 152             } else if (level != 0) {
 153                 i += run;
 154                 if (i > 63) {
 155                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 156                            "ac-tex damaged at %d %d\n", s->mb_x, s->mb_y);
 157                     return -1;
 158                 }
 159                 j = scantable[i];
 160                 level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
 161                 level = (level-1)|1;
 162                 level = (level ^ SHOW_SBITS(re, &s->gb, 1)) - SHOW_SBITS(re, &s->gb, 1);
 163                 LAST_SKIP_BITS(re, &s->gb, 1);
 164             } else {
 165                 /* escape */
 166                 UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
 167                 level = SHOW_SBITS(re, &s->gb, 10); SKIP_BITS(re, &s->gb, 10);
 168
 169                 UPDATE_CACHE(re, &s->gb);
 170                 run = SHOW_UBITS(re, &s->gb, 6)+1; LAST_SKIP_BITS(re, &s->gb, 6);
 171
 172                 i += run;
 173                 if (i > 63) {
 174                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 175                            "ac-tex damaged at %d %d\n", s->mb_x, s->mb_y);
 176                     return -1;
 177                 }
 178                 j = scantable[i];
 179                 if (level < 0) {
 180                     level = -level;
 181                     level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
 182                     level = (level-1)|1;
 183                     level = -level;
 184                 } else {
 185                     level = (level*quant_matrix[j]) >> 4;
 186                     level = (level-1)|1;
 187                 }
 188             }
 189
 190             block[j] = level;
 191         }
 192         CLOSE_READER(re, &s->gb);
 193     }
 194     return 0;
 195 }
 196
 197 static int decode_motion(GetBitContext *gb)
 198 {
 199     int value = 0;
 200     if (get_bits1(gb)) {
 201         if (get_bits1(gb))
 202             value = -17;
 203         value += get_bits(gb, 4) + 1;
 204     }
 205     return value;
 206 }
 207
 208 static int decode_mb(MadContext *s, AVFrame *frame, int inter)
 209 {
 210     int mv_map = 0;
 211     int av_uninit(mv_x), av_uninit(mv_y);
 212     int j;
 213
 214     if (inter) {
 215         int v = decode210(&s->gb);
 216         if (v < 2) {
 217             mv_map = v ? get_bits(&s->gb, 6) : 63;
 218             mv_x = decode_motion(&s->gb);
 219             mv_y = decode_motion(&s->gb);
 220         }
 221     }
 222
 223     for (j=0; j<6; j++) {
 224         if (mv_map & (1<<j)) {  // mv_x and mv_y are guarded by mv_map
 225             int add = 2*decode_motion(&s->gb);
 226             if (s->last_frame->data[0])
 227                 comp_block(s, frame, s->mb_x, s->mb_y, j, mv_x, mv_y, add);
 228         } else {
 229             s->bdsp.clear_block(s->block);
 230             if(decode_block_intra(s, s->block) < 0)
 231                 return -1;
 232             idct_put(s, frame, s->block, s->mb_x, s->mb_y, j);
 233         }
 234     }
 235     return 0;
 236 }
 237
 238 static void calc_quant_matrix(MadContext *s, int qscale)
 239 {
 240     int i;
 241
 242     s->quant_matrix[0] = (ff_inv_aanscales[0]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[0]) >> 11;
 243     for (i=1; i<64; i++)
 244         s->quant_matrix[i] = (ff_inv_aanscales[i]*ff_mpeg1_default_intra_matrix[i]*qscale + 32) >> 10;
 245 }
 246
 247 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 248                         void *data, int *got_frame,
 249                         AVPacket *avpkt)
 250 {
 251     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 252     int buf_size       = avpkt->size;
 253     MadContext *s     = avctx->priv_data;
 254     AVFrame *frame    = data;
 255     GetByteContext gb;
 256     int width, height;
 257     int chunk_type;
 258     int inter, ret;
 259
 260     bytestream2_init(&gb, buf, buf_size);
 261
 262     chunk_type = bytestream2_get_le32(&gb);
 263     inter = (chunk_type == MADm_TAG || chunk_type == MADe_TAG);
 264     bytestream2_skip(&gb, 10);
 265
 266     av_reduce(&avctx->framerate.den, &avctx->framerate.num,
 267               bytestream2_get_le16(&gb), 1000, 1<<30);
 268
 269     width  = bytestream2_get_le16(&gb);
 270     height = bytestream2_get_le16(&gb);
 271     bytestream2_skip(&gb, 1);
 272     calc_quant_matrix(s, bytestream2_get_byte(&gb));
 273     bytestream2_skip(&gb, 2);
 274
 275     if (bytestream2_get_bytes_left(&gb) < 2) {
 276         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input data too small\n");
 277         return AVERROR_INVALIDDATA;
 278     }
 279
 280     if (width < 16 || height < 16) {
 281         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Dimensions too small\n");
 282         return AVERROR_INVALIDDATA;
 283     }
 284
 285     if (avctx->width != width || avctx->height != height) {
 286         av_frame_unref(s->last_frame);
 287         if((width * (int64_t)height)/2048*7 > bytestream2_get_bytes_left(&gb))
 288             return AVERROR_INVALIDDATA;
 289         if ((ret = ff_set_dimensions(avctx, width, height)) < 0)
 290             return ret;
 291     }
 292
 293     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF)) < 0)
 294         return ret;
 295
 296     if (inter && !s->last_frame->data[0]) {
 297         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Missing reference frame.\n");
 298         ret = ff_get_buffer(avctx, s->last_frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
 299         if (ret < 0)
 300             return ret;
 301         memset(s->last_frame->data[0], 0, s->last_frame->height *
 302                s->last_frame->linesize[0]);
 303         memset(s->last_frame->data[1], 0x80, s->last_frame->height / 2 *
 304                s->last_frame->linesize[1]);
 305         memset(s->last_frame->data[2], 0x80, s->last_frame->height / 2 *
 306                s->last_frame->linesize[2]);
 307     }
 308
 309     av_fast_padded_malloc(&s->bitstream_buf, &s->bitstream_buf_size,
 310                           bytestream2_get_bytes_left(&gb));
 311     if (!s->bitstream_buf)
 312         return AVERROR(ENOMEM);
 313     s->bbdsp.bswap16_buf(s->bitstream_buf, (const uint16_t *)(buf + bytestream2_tell(&gb)),
 314                          bytestream2_get_bytes_left(&gb) / 2);
 315     memset((uint8_t*)s->bitstream_buf + bytestream2_get_bytes_left(&gb), 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 316     init_get_bits(&s->gb, s->bitstream_buf, 8*(bytestream2_get_bytes_left(&gb)));
 317
 318     for (s->mb_y=0; s->mb_y < (avctx->height+15)/16; s->mb_y++)
 319         for (s->mb_x=0; s->mb_x < (avctx->width +15)/16; s->mb_x++)
 320             if(decode_mb(s, frame, inter) < 0)
 321                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 322
 323     *got_frame = 1;
 324
 325     if (chunk_type != MADe_TAG) {
 326         av_frame_unref(s->last_frame);
 327         if ((ret = av_frame_ref(s->last_frame, frame)) < 0)
 328             return ret;
 329     }
 330
 331     return buf_size;
 332 }
 333
 334 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 335 {
 336     MadContext *t = avctx->priv_data;
 337     av_frame_free(&t->last_frame);
 338     av_freep(&t->bitstream_buf);
 339     return 0;
 340 }
 341
 342 AVCodec ff_eamad_decoder = {
 343     .name           = "eamad",
 344     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Electronic Arts Madcow Video"),
 345     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 346     .id             = AV_CODEC_ID_MAD,
 347     .priv_data_size = sizeof(MadContext),
 348     .init           = decode_init,
 349     .close          = decode_end,
 350     .decode         = decode_frame,
 351     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 352 };