git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/gdv.c

   1 /*
   2  * Gremlin Digital Video (GDV) decoder
   3  * Copyright (c) 2017 Konstantin Shishkov
   4  * Copyright (c) 2017 Paul B Mahol
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #include "libavutil/common.h"
  24 #include "avcodec.h"
  25 #include "bytestream.h"
  26 #include "internal.h"
  27
  28 typedef struct GDVContext {
  29     AVCodecContext *avctx;
  30
  31     GetByteContext gb;
  32     GetByteContext g2;
  33     PutByteContext pb;
  34
  35     uint32_t pal[256];
  36     uint8_t *frame;
  37     unsigned frame_size;
  38     unsigned scale_h, scale_v;
  39 } GDVContext;
  40
  41 typedef struct Bits8 {
  42     uint8_t queue;
  43     uint8_t fill;
  44 } Bits8;
  45
  46 typedef struct Bits32 {
  47     uint32_t queue;
  48     uint8_t  fill;
  49 } Bits32;
  50
  51 #define PREAMBLE_SIZE 4096
  52
  53 static av_cold int gdv_decode_init(AVCodecContext *avctx)
  54 {
  55     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
  56     int i, j, k;
  57
  58     avctx->pix_fmt  = AV_PIX_FMT_PAL8;
  59     gdv->frame_size = avctx->width * avctx->height + PREAMBLE_SIZE;
  60     gdv->frame = av_calloc(gdv->frame_size, 1);
  61     if (!gdv->frame)
  62         return AVERROR(ENOMEM);
  63
  64     for (i = 0; i < 2; i++) {
  65         for (j = 0; j < 256; j++) {
  66             for (k = 0; k < 8; k++) {
  67                 gdv->frame[i * 2048 + j * 8 + k] = j;
  68             }
  69         }
  70     }
  71
  72     return 0;
  73 }
  74
  75 static void scaleup(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int w)
  76 {
  77     int x;
  78     for (x = 0; x < w - 7; x+=8) {
  79         dst[x + 0] =
  80         dst[x + 1] = src[(x>>1) + 0];
  81         dst[x + 2] =
  82         dst[x + 3] = src[(x>>1) + 1];
  83         dst[x + 4] =
  84         dst[x + 5] = src[(x>>1) + 2];
  85         dst[x + 6] =
  86         dst[x + 7] = src[(x>>1) + 3];
  87     }
  88     for (; x < w; x++) {
  89         dst[x] = src[(x>>1)];
  90     }
  91 }
  92
  93 static void scaleup_rev(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int w)
  94 {
  95     int x;
  96
  97     for (x = w - 1; (x+1) & 7; x--) {
  98         dst[x] = src[(x>>1)];
  99     }
 100     for (x -= 7; x >= 0; x -= 8) {
 101         dst[x + 6] =
 102         dst[x + 7] = src[(x>>1) + 3];
 103         dst[x + 4] =
 104         dst[x + 5] = src[(x>>1) + 2];
 105         dst[x + 2] =
 106         dst[x + 3] = src[(x>>1) + 1];
 107         dst[x + 0] =
 108         dst[x + 1] = src[(x>>1) + 0];
 109     }
 110 }
 111
 112 static void scaledown(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int w)
 113 {
 114     int x;
 115     for (x = 0; x < w - 7; x+=8) {
 116         dst[x + 0] = src[2*x + 0];
 117         dst[x + 1] = src[2*x + 2];
 118         dst[x + 2] = src[2*x + 4];
 119         dst[x + 3] = src[2*x + 6];
 120         dst[x + 4] = src[2*x + 8];
 121         dst[x + 5] = src[2*x +10];
 122         dst[x + 6] = src[2*x +12];
 123         dst[x + 7] = src[2*x +14];
 124     }
 125     for (; x < w; x++) {
 126         dst[x] = src[2*x];
 127     }
 128 }
 129
 130 static void rescale(GDVContext *gdv, uint8_t *dst, int w, int h, int scale_v, int scale_h)
 131 {
 132     int j, y;
 133
 134     if ((gdv->scale_v == scale_v) && (gdv->scale_h == scale_h)) {
 135         return;
 136     }
 137
 138     if (gdv->scale_v) {
 139         for (j = 0; j < h; j++) {
 140             int y = h - j - 1;
 141             uint8_t *dst1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y * w;
 142             uint8_t *src1 = dst + PREAMBLE_SIZE + (y>>!!gdv->scale_h) * (w>>1);
 143
 144             scaleup_rev(dst1, src1, w);
 145         }
 146     } else if (gdv->scale_h) {
 147         for (j = 0; j < h; j++) {
 148             int y = h - j - 1;
 149             uint8_t *dst1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y * w;
 150             uint8_t *src1 = dst + PREAMBLE_SIZE + (y>>1) * w;
 151             memcpy(dst1, src1, w);
 152         }
 153     }
 154
 155     if (scale_h && scale_v) {
 156         for (y = 0; y < (h>>1); y++) {
 157             uint8_t *dst1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y * (w>>1);
 158             uint8_t *src1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y*2 * w;
 159             scaledown(dst1, src1, w>>1);
 160         }
 161     } else if (scale_h) {
 162         for (y = 0; y < (h>>1); y++) {
 163             uint8_t *dst1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y * w;
 164             uint8_t *src1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y*2 * w;
 165             memcpy(dst1, src1, w);
 166         }
 167     } else if (scale_v) {
 168         for (y = 0; y < h; y++) {
 169             uint8_t *dst1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y * w;
 170             scaledown(dst1, dst1, w>>1);
 171         }
 172     }
 173
 174     gdv->scale_v = scale_v;
 175     gdv->scale_h = scale_h;
 176 }
 177
 178 static int read_bits2(Bits8 *bits, GetByteContext *gb)
 179 {
 180     int res;
 181
 182     if (bits->fill == 0) {
 183         bits->queue |= bytestream2_get_byte(gb);
 184         bits->fill   = 8;
 185     }
 186     res = bits->queue >> 6;
 187     bits->queue <<= 2;
 188     bits->fill   -= 2;
 189
 190     return res;
 191 }
 192
 193 static void fill_bits32(Bits32 *bits, GetByteContext *gb)
 194 {
 195     bits->queue = bytestream2_get_le32(gb);
 196     bits->fill  = 32;
 197 }
 198
 199 static int read_bits32(Bits32 *bits, GetByteContext *gb, int nbits)
 200 {
 201     int res = bits->queue & ((1 << nbits) - 1);
 202
 203     bits->queue >>= nbits;
 204     bits->fill   -= nbits;
 205     if (bits->fill <= 16) {
 206         bits->queue |= bytestream2_get_le16(gb) << bits->fill;
 207         bits->fill  += 16;
 208     }
 209
 210     return res;
 211 }
 212
 213 static void lz_copy(PutByteContext *pb, GetByteContext *g2, int offset, unsigned len)
 214 {
 215     int i;
 216
 217     if (offset == -1) {
 218         int c;
 219
 220         bytestream2_seek(g2, bytestream2_tell_p(pb) - 1, SEEK_SET);
 221         c = bytestream2_get_byte(g2);
 222         for (i = 0; i < len; i++) {
 223             bytestream2_put_byte(pb, c);
 224         }
 225     } else if (offset < 0) {
 226         int start = bytestream2_tell_p(pb) - (-offset);
 227
 228         bytestream2_seek(g2, start, SEEK_SET);
 229         for (i = 0; i < len; i++) {
 230             bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(g2));
 231         }
 232     } else {
 233         int start = bytestream2_tell_p(pb) + offset;
 234
 235         bytestream2_seek(g2, start, SEEK_SET);
 236         for (i = 0; i < len; i++) {
 237             bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(g2));
 238         }
 239     }
 240 }
 241
 242 static int decompress_2(AVCodecContext *avctx)
 243 {
 244     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 245     GetByteContext *gb = &gdv->gb;
 246     GetByteContext *g2 = &gdv->g2;
 247     PutByteContext *pb = &gdv->pb;
 248     Bits8 bits = { 0 };
 249     int c, i;
 250
 251     bytestream2_init(g2, gdv->frame, gdv->frame_size);
 252     bytestream2_skip_p(pb, PREAMBLE_SIZE);
 253
 254     for (c = 0; c < 256; c++) {
 255         for (i = 0; i < 16; i++) {
 256             gdv->frame[c * 16 + i] = c;
 257         }
 258     }
 259
 260     while (bytestream2_get_bytes_left_p(pb) > 0 && bytestream2_get_bytes_left(gb) > 0) {
 261         int tag = read_bits2(&bits, gb);
 262         if (tag == 0) {
 263             bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(gb));
 264         } else if (tag == 1) {
 265             int b = bytestream2_get_byte(gb);
 266             int len = (b & 0xF) + 3;
 267             int top = (b >> 4) & 0xF;
 268             int off = (bytestream2_get_byte(gb) << 4) + top - 4096;
 269             lz_copy(pb, g2, off, len);
 270         } else if (tag == 2) {
 271             int len = (bytestream2_get_byte(gb)) + 2;
 272             bytestream2_skip_p(pb, len);
 273         } else {
 274             break;
 275         }
 276     }
 277
 278     if (bytestream2_get_bytes_left_p(pb) > 0)
 279         return AVERROR_INVALIDDATA;
 280
 281     return 0;
 282 }
 283
 284 static int decompress_5(AVCodecContext *avctx, unsigned skip)
 285 {
 286     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 287     GetByteContext *gb = &gdv->gb;
 288     GetByteContext *g2 = &gdv->g2;
 289     PutByteContext *pb = &gdv->pb;
 290     Bits8 bits = { 0 };
 291
 292     bytestream2_init(g2, gdv->frame, gdv->frame_size);
 293     bytestream2_skip_p(pb, skip + PREAMBLE_SIZE);
 294
 295     while (bytestream2_get_bytes_left_p(pb) > 0 && bytestream2_get_bytes_left(gb) > 0) {
 296         int tag = read_bits2(&bits, gb);
 297         if (tag == 0) {
 298             bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(gb));
 299         } else if (tag == 1) {
 300             int b = bytestream2_get_byte(gb);
 301             int len = (b & 0xF) + 3;
 302             int top = b >> 4;
 303             int off = (bytestream2_get_byte(gb) << 4) + top - 4096;
 304             lz_copy(pb, g2, off, len);
 305         } else if (tag == 2) {
 306             int len;
 307             int b = bytestream2_get_byte(gb);
 308             if (b == 0) {
 309                 break;
 310             }
 311             if (b != 0xFF) {
 312                 len = b;
 313             } else {
 314                 len = bytestream2_get_le16(gb);
 315             }
 316             bytestream2_skip_p(pb, len + 1);
 317         } else {
 318             int b = bytestream2_get_byte(gb);
 319             int len = (b & 0x3) + 2;
 320             int off = -(b >> 2) - 1;
 321             lz_copy(pb, g2, off, len);
 322         }
 323     }
 324     return 0;
 325 }
 326
 327 static int decompress_68(AVCodecContext *avctx, unsigned skip, unsigned use8)
 328 {
 329     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 330     GetByteContext *gb = &gdv->gb;
 331     GetByteContext *g2 = &gdv->g2;
 332     PutByteContext *pb = &gdv->pb;
 333     Bits32 bits;
 334
 335     bytestream2_init(g2, gdv->frame, gdv->frame_size);
 336     bytestream2_skip_p(pb, skip + PREAMBLE_SIZE);
 337     fill_bits32(&bits, gb);
 338
 339     while (bytestream2_get_bytes_left_p(pb) > 0 && bytestream2_get_bytes_left(gb) > 0) {
 340         int tag = read_bits32(&bits, gb, 2);
 341         if (tag == 0) {
 342             int b = read_bits32(&bits, gb, 1);
 343             if (b == 0) {
 344                 bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(gb));
 345             } else {
 346                 int i, len = 2;
 347                 int lbits = 0;
 348                 while (1) {
 349                     int val;
 350
 351                     lbits += 1;
 352                     val = read_bits32(&bits, gb, lbits);
 353                     len += val;
 354                     if (val != ((1 << lbits) - 1)) {
 355                         break;
 356                     }
 357                     assert(lbits < 16);
 358                 }
 359                 for (i = 0; i < len; i++) {
 360                     bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(gb));
 361                 }
 362             }
 363         } else if (tag == 1) {
 364             int b = read_bits32(&bits, gb, 1);
 365             int len;
 366
 367             if (b == 0) {
 368                 len = (read_bits32(&bits, gb, 4)) + 2;
 369             } else {
 370                 int bb = bytestream2_get_byte(gb);
 371                 if ((bb & 0x80) == 0) {
 372                     len = bb + 18;
 373                 } else {
 374                     int top = (bb & 0x7F) << 8;
 375                     len = top + bytestream2_get_byte(gb) + 146;
 376                 }
 377             }
 378             bytestream2_skip_p(pb, len);
 379         } else if (tag == 2) {
 380             int i, subtag = read_bits32(&bits, gb, 2);
 381
 382             if (subtag != 3) {
 383                 int top = (read_bits32(&bits, gb, 4)) << 8;
 384                 int offs = top + bytestream2_get_byte(gb);
 385                 if ((subtag != 0) || (offs <= 0xF80)) {
 386                     int len = (subtag) + 3;
 387                     lz_copy(pb, g2, (offs) - 4096, len);
 388                 } else {
 389                     int real_off, len, c1, c2;
 390
 391                     if (offs == 0xFFF) {
 392                         return 0;
 393                     }
 394
 395                     real_off = ((offs >> 4) & 0x7) + 1;
 396                     len = ((offs & 0xF) + 2) * 2;
 397                     c1 = gdv->frame[bytestream2_tell_p(pb) - real_off];
 398                     c2 = gdv->frame[bytestream2_tell_p(pb) - real_off + 1];
 399                     for (i = 0; i < len/2; i++) {
 400                         bytestream2_put_byte(pb, c1);
 401                         bytestream2_put_byte(pb, c2);
 402                     }
 403                 }
 404             } else {
 405                 int b = bytestream2_get_byte(gb);
 406                 int off = ((b & 0x7F)) + 1;
 407                 int len = ((b & 0x80) == 0) ? 2 : 3;
 408
 409                 lz_copy(pb, g2, -off, len);
 410             }
 411         } else {
 412             int len;
 413             int off;
 414             if (use8) {
 415                 int q, b = bytestream2_get_byte(gb);
 416                 if ((b & 0xC0) == 0xC0) {
 417                     len = ((b & 0x3F)) + 8;
 418                     q = read_bits32(&bits, gb, 4);
 419                     off = (q << 8) + (bytestream2_get_byte(gb)) + 1;
 420                 } else {
 421                     int ofs1;
 422                     if ((b & 0x80) == 0) {
 423                         len = ((b >> 4)) + 6;
 424                         ofs1 = (b & 0xF);
 425                     } else {
 426                         len = ((b & 0x3F)) + 14;
 427                         ofs1 = read_bits32(&bits, gb, 4);
 428                     }
 429                     off = (ofs1 << 8) + (bytestream2_get_byte(gb)) - 4096;
 430                 }
 431             } else {
 432                 int ofs1, b = bytestream2_get_byte(gb);
 433
 434                 if ((b >> 4) == 0xF) {
 435                     len = bytestream2_get_byte(gb) + 21;
 436                 } else {
 437                     len = (b >> 4) + 6;
 438                 }
 439                 ofs1 = (b & 0xF);
 440                 off = (ofs1 << 8) + bytestream2_get_byte(gb) - 4096;
 441             }
 442             lz_copy(pb, g2, off, len);
 443         }
 444     }
 445
 446     return 0;
 447 }
 448
 449 static int gdv_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 450                             int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 451 {
 452     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 453     GetByteContext *gb = &gdv->gb;
 454     PutByteContext *pb = &gdv->pb;
 455     AVFrame *frame = data;
 456     int ret, i, pal_size;
 457     const uint8_t *pal = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_PALETTE, &pal_size);
 458     int compression;
 459     unsigned flags;
 460     uint8_t *dst;
 461
 462     bytestream2_init(gb, avpkt->data, avpkt->size);
 463     bytestream2_init_writer(pb, gdv->frame, gdv->frame_size);
 464
 465     flags = bytestream2_get_le32(gb);
 466     compression = flags & 0xF;
 467
 468     if (compression == 4 || compression == 7 || compression > 8)
 469         return AVERROR_INVALIDDATA;
 470
 471     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 472         return ret;
 473     if (pal && pal_size == AVPALETTE_SIZE)
 474         memcpy(gdv->pal, pal, AVPALETTE_SIZE);
 475
 476     rescale(gdv, gdv->frame, avctx->width, avctx->height,
 477             !!(flags & 0x10), !!(flags & 0x20));
 478
 479     switch (compression) {
 480     case 1:
 481         memset(gdv->frame + PREAMBLE_SIZE, 0, gdv->frame_size - PREAMBLE_SIZE);
 482     case 0:
 483         if (bytestream2_get_bytes_left(gb) < 256*3)
 484             return AVERROR_INVALIDDATA;
 485         for (i = 0; i < 256; i++) {
 486             unsigned r = bytestream2_get_byte(gb);
 487             unsigned g = bytestream2_get_byte(gb);
 488             unsigned b = bytestream2_get_byte(gb);
 489             gdv->pal[i] = 0xFFU << 24 | r << 18 | g << 10 | b << 2;
 490         }
 491         break;
 492     case 2:
 493         ret = decompress_2(avctx);
 494         break;
 495     case 3:
 496         break;
 497     case 5:
 498         ret = decompress_5(avctx, flags >> 8);
 499         break;
 500     case 6:
 501         ret = decompress_68(avctx, flags >> 8, 0);
 502         break;
 503     case 8:
 504         ret = decompress_68(avctx, flags >> 8, 1);
 505         break;
 506     default:
 507         av_assert0(0);
 508     }
 509     if (ret < 0)
 510         return ret;
 511
 512     memcpy(frame->data[1], gdv->pal, AVPALETTE_SIZE);
 513     dst = frame->data[0];
 514
 515     if (!gdv->scale_v && !gdv->scale_h) {
 516         int sidx = PREAMBLE_SIZE, didx = 0;
 517         int y;
 518
 519         for (y = 0; y < avctx->height; y++) {
 520             memcpy(dst + didx, gdv->frame + sidx, avctx->width);
 521             sidx += avctx->width;
 522             didx += frame->linesize[0];
 523         }
 524     } else {
 525         int sidx = PREAMBLE_SIZE, didx = 0;
 526         int y;
 527
 528         for (y = 0; y < avctx->height; y++) {
 529             if (!gdv->scale_v) {
 530                 memcpy(dst + didx, gdv->frame + sidx, avctx->width);
 531             } else {
 532                 uint8_t *dst2 = dst + didx;
 533                 uint8_t *src2 = gdv->frame + sidx;
 534
 535                 scaleup(dst2, src2, avctx->width);
 536             }
 537             if (!gdv->scale_h || ((y & 1) == 1)) {
 538                 sidx += !gdv->scale_v ? avctx->width : avctx->width/2;
 539             }
 540             didx += frame->linesize[0];
 541         }
 542     }
 543
 544     *got_frame = 1;
 545
 546     return ret < 0 ? ret : avpkt->size;
 547 }
 548
 549 static av_cold int gdv_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 550 {
 551     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 552     av_freep(&gdv->frame);
 553     return 0;
 554 }
 555
 556 AVCodec ff_gdv_decoder = {
 557     .name           = "gdv",
 558     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Gremlin Digital Video"),
 559     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 560     .id             = AV_CODEC_ID_GDV,
 561     .priv_data_size = sizeof(GDVContext),
 562     .init           = gdv_decode_init,
 563     .close          = gdv_decode_close,
 564     .decode         = gdv_decode_frame,
 565     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 566     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
 567 };