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 rescale(GDVContext *gdv, uint8_t *dst, int w, int h, int scale_v, int scale_h)
  76 {
  77     int i, j, y, x;
  78
  79     if ((gdv->scale_v == scale_v) && (gdv->scale_h == scale_h)) {
  80         return;
  81     }
  82
  83     if (gdv->scale_v) {
  84         for (j = 0; j < h; j++) {
  85             int y = h - j - 1;
  86             uint8_t *dst1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y * w;
  87             uint8_t *src1 = dst + PREAMBLE_SIZE + (y>>!!gdv->scale_h) * (w>>1);
  88
  89             for (x = w - 1; x >= 0 && !(x&1); x--) {
  90                 dst1[x] = src1[(x>>1)];
  91             }
  92
  93             for (x--; x >= 0; x-=2) {
  94                 dst1[x  ] =
  95                 dst1[x+1] = src1[(x>>1)];
  96             }
  97         }
  98     } else if (gdv->scale_h) {
  99         for (j = 0; j < h; j++) {
 100             int y = h - j - 1;
 101             uint8_t *dst1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y * w;
 102             uint8_t *src1 = dst + PREAMBLE_SIZE + (y>>1) * w;
 103             memcpy(dst1, src1, w);
 104         }
 105     }
 106
 107     if (scale_h && scale_v) {
 108         for (y = 0; y < (h>>1); y++) {
 109             uint8_t *dst1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y * (w>>1);
 110             uint8_t *src1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y*2 * w;
 111             for (x = 0; x < (w>>1); x++) {
 112                 dst1[x] = src1[x*2];
 113             }
 114         }
 115     } else if (scale_h) {
 116         for (y = 0; y < (h>>1); y++) {
 117             uint8_t *dst1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y * w;
 118             uint8_t *src1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y*2 * w;
 119             memcpy(dst1, src1, w);
 120         }
 121     } else if (scale_v) {
 122         for (y = 0; y < h; y++) {
 123             uint8_t *dst1 = dst + PREAMBLE_SIZE + y * w;
 124             for (x = 0; x < (w>>1); x++) {
 125                 dst1[x] = dst1[x*2];
 126             }
 127         }
 128     }
 129
 130     gdv->scale_v = scale_v;
 131     gdv->scale_h = scale_h;
 132 }
 133
 134 static int read_bits2(Bits8 *bits, GetByteContext *gb)
 135 {
 136     int res;
 137
 138     if (bits->fill == 0) {
 139         bits->queue |= bytestream2_get_byte(gb);
 140         bits->fill   = 8;
 141     }
 142     res = bits->queue >> 6;
 143     bits->queue <<= 2;
 144     bits->fill   -= 2;
 145
 146     return res;
 147 }
 148
 149 static void fill_bits32(Bits32 *bits, GetByteContext *gb)
 150 {
 151     bits->queue = bytestream2_get_le32(gb);
 152     bits->fill  = 32;
 153 }
 154
 155 static int read_bits32(Bits32 *bits, GetByteContext *gb, int nbits)
 156 {
 157     int res = bits->queue & ((1 << nbits) - 1);
 158
 159     bits->queue >>= nbits;
 160     bits->fill   -= nbits;
 161     if (bits->fill <= 16) {
 162         bits->queue |= bytestream2_get_le16(gb) << bits->fill;
 163         bits->fill  += 16;
 164     }
 165
 166     return res;
 167 }
 168
 169 static void lz_copy(PutByteContext *pb, GetByteContext *g2, int offset, unsigned len)
 170 {
 171     int i;
 172
 173     if (offset == -1) {
 174         int c;
 175
 176         bytestream2_seek(g2, bytestream2_tell_p(pb) - 1, SEEK_SET);
 177         c = bytestream2_get_byte(g2);
 178         for (i = 0; i < len; i++) {
 179             bytestream2_put_byte(pb, c);
 180         }
 181     } else if (offset < 0) {
 182         int start = bytestream2_tell_p(pb) - (-offset);
 183
 184         bytestream2_seek(g2, start, SEEK_SET);
 185         for (i = 0; i < len; i++) {
 186             bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(g2));
 187         }
 188     } else {
 189         int start = bytestream2_tell_p(pb) + offset;
 190
 191         bytestream2_seek(g2, start, SEEK_SET);
 192         for (i = 0; i < len; i++) {
 193             bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(g2));
 194         }
 195     }
 196 }
 197
 198 static int decompress_2(AVCodecContext *avctx)
 199 {
 200     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 201     GetByteContext *gb = &gdv->gb;
 202     GetByteContext *g2 = &gdv->g2;
 203     PutByteContext *pb = &gdv->pb;
 204     Bits8 bits = { 0 };
 205     int c, i;
 206
 207     bytestream2_init(g2, gdv->frame, gdv->frame_size);
 208     bytestream2_skip_p(pb, PREAMBLE_SIZE);
 209
 210     for (c = 0; c < 256; c++) {
 211         for (i = 0; i < 16; i++) {
 212             gdv->frame[c * 16 + i] = c;
 213         }
 214     }
 215
 216     while (bytestream2_get_bytes_left_p(pb) > 0 && bytestream2_get_bytes_left(gb) > 0) {
 217         int tag = read_bits2(&bits, gb);
 218         if (tag == 0) {
 219             bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(gb));
 220         } else if (tag == 1) {
 221             int b = bytestream2_get_byte(gb);
 222             int len = (b & 0xF) + 3;
 223             int top = (b >> 4) & 0xF;
 224             int off = (bytestream2_get_byte(gb) << 4) + top - 4096;
 225             lz_copy(pb, g2, off, len);
 226         } else if (tag == 2) {
 227             int len = (bytestream2_get_byte(gb)) + 2;
 228             bytestream2_skip_p(pb, len);
 229         } else {
 230             break;
 231         }
 232     }
 233     return 0;
 234 }
 235
 236 static int decompress_5(AVCodecContext *avctx, unsigned skip)
 237 {
 238     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 239     GetByteContext *gb = &gdv->gb;
 240     GetByteContext *g2 = &gdv->g2;
 241     PutByteContext *pb = &gdv->pb;
 242     Bits8 bits = { 0 };
 243
 244     bytestream2_init(g2, gdv->frame, gdv->frame_size);
 245     bytestream2_skip_p(pb, skip + PREAMBLE_SIZE);
 246
 247     while (bytestream2_get_bytes_left_p(pb) > 0 && bytestream2_get_bytes_left(gb) > 0) {
 248         int tag = read_bits2(&bits, gb);
 249         if (tag == 0) {
 250             bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(gb));
 251         } else if (tag == 1) {
 252             int b = bytestream2_get_byte(gb);
 253             int len = (b & 0xF) + 3;
 254             int top = b >> 4;
 255             int off = (bytestream2_get_byte(gb) << 4) + top - 4096;
 256             lz_copy(pb, g2, off, len);
 257         } else if (tag == 2) {
 258             int len;
 259             int b = bytestream2_get_byte(gb);
 260             if (b == 0) {
 261                 break;
 262             }
 263             if (b != 0xFF) {
 264                 len = b;
 265             } else {
 266                 len = bytestream2_get_le16(gb);
 267             }
 268             bytestream2_skip_p(pb, len + 1);
 269         } else {
 270             int b = bytestream2_get_byte(gb);
 271             int len = (b & 0x3) + 2;
 272             int off = -(b >> 2) - 1;
 273             lz_copy(pb, g2, off, len);
 274         }
 275     }
 276     return 0;
 277 }
 278
 279 static int decompress_68(AVCodecContext *avctx, unsigned skip, unsigned use8)
 280 {
 281     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 282     GetByteContext *gb = &gdv->gb;
 283     GetByteContext *g2 = &gdv->g2;
 284     PutByteContext *pb = &gdv->pb;
 285     Bits32 bits;
 286
 287     bytestream2_init(g2, gdv->frame, gdv->frame_size);
 288     bytestream2_skip_p(pb, skip + PREAMBLE_SIZE);
 289     fill_bits32(&bits, gb);
 290
 291     while (bytestream2_get_bytes_left_p(pb) > 0 && bytestream2_get_bytes_left(gb) > 0) {
 292         int tag = read_bits32(&bits, gb, 2);
 293         if (tag == 0) {
 294             int b = read_bits32(&bits, gb, 1);
 295             if (b == 0) {
 296                 bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(gb));
 297             } else {
 298                 int i, len = 2;
 299                 int lbits = 0;
 300                 while (1) {
 301                     int val;
 302
 303                     lbits += 1;
 304                     val = read_bits32(&bits, gb, lbits);
 305                     len += val;
 306                     if (val != ((1 << lbits) - 1)) {
 307                         break;
 308                     }
 309                     assert(lbits < 16);
 310                 }
 311                 for (i = 0; i < len; i++) {
 312                     bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(gb));
 313                 }
 314             }
 315         } else if (tag == 1) {
 316             int b = read_bits32(&bits, gb, 1);
 317             int len;
 318
 319             if (b == 0) {
 320                 len = (read_bits32(&bits, gb, 4)) + 2;
 321             } else {
 322                 int bb = bytestream2_get_byte(gb);
 323                 if ((bb & 0x80) == 0) {
 324                     len = bb + 18;
 325                 } else {
 326                     int top = (bb & 0x7F) << 8;
 327                     len = top + bytestream2_get_byte(gb) + 146;
 328                 }
 329             }
 330             bytestream2_skip_p(pb, len);
 331         } else if (tag == 2) {
 332             int i, subtag = read_bits32(&bits, gb, 2);
 333
 334             if (subtag != 3) {
 335                 int top = (read_bits32(&bits, gb, 4)) << 8;
 336                 int offs = top + bytestream2_get_byte(gb);
 337                 if ((subtag != 0) || (offs <= 0xF80)) {
 338                     int len = (subtag) + 3;
 339                     lz_copy(pb, g2, (offs) - 4096, len);
 340                 } else {
 341                     int real_off, len, c1, c2;
 342
 343                     if (offs == 0xFFF) {
 344                         return 0;
 345                     }
 346
 347                     real_off = ((offs >> 4) & 0x7) + 1;
 348                     len = ((offs & 0xF) + 2) * 2;
 349                     c1 = gdv->frame[bytestream2_tell_p(pb) - real_off];
 350                     c2 = gdv->frame[bytestream2_tell_p(pb) - real_off + 1];
 351                     for (i = 0; i < len/2; i++) {
 352                         bytestream2_put_byte(pb, c1);
 353                         bytestream2_put_byte(pb, c2);
 354                     }
 355                 }
 356             } else {
 357                 int b = bytestream2_get_byte(gb);
 358                 int off = ((b & 0x7F)) + 1;
 359                 int len = ((b & 0x80) == 0) ? 2 : 3;
 360
 361                 lz_copy(pb, g2, -off, len);
 362             }
 363         } else {
 364             int len;
 365             int off;
 366             if (use8) {
 367                 int q, b = bytestream2_get_byte(gb);
 368                 if ((b & 0xC0) == 0xC0) {
 369                     len = ((b & 0x3F)) + 8;
 370                     q = read_bits32(&bits, gb, 4);
 371                     off = (q << 8) + (bytestream2_get_byte(gb)) + 1;
 372                 } else {
 373                     int ofs1;
 374                     if ((b & 0x80) == 0) {
 375                         len = ((b >> 4)) + 6;
 376                         ofs1 = (b & 0xF);
 377                     } else {
 378                         len = ((b & 0x3F)) + 14;
 379                         ofs1 = read_bits32(&bits, gb, 4);
 380                     }
 381                     off = (ofs1 << 8) + (bytestream2_get_byte(gb)) - 4096;
 382                 }
 383             } else {
 384                 int ofs1, b = bytestream2_get_byte(gb);
 385
 386                 if ((b >> 4) == 0xF) {
 387                     len = bytestream2_get_byte(gb) + 21;
 388                 } else {
 389                     len = (b >> 4) + 6;
 390                 }
 391                 ofs1 = (b & 0xF);
 392                 off = (ofs1 << 8) + bytestream2_get_byte(gb) - 4096;
 393             }
 394             lz_copy(pb, g2, off, len);
 395         }
 396     }
 397
 398     return 0;
 399 }
 400
 401 static int gdv_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 402                             int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 403 {
 404     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 405     GetByteContext *gb = &gdv->gb;
 406     PutByteContext *pb = &gdv->pb;
 407     AVFrame *frame = data;
 408     int ret, i, pal_size;
 409     const uint8_t *pal = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_PALETTE, &pal_size);
 410     int compression;
 411     unsigned flags;
 412     uint8_t *dst;
 413
 414     bytestream2_init(gb, avpkt->data, avpkt->size);
 415     bytestream2_init_writer(pb, gdv->frame, gdv->frame_size);
 416
 417     flags = bytestream2_get_le32(gb);
 418     compression = flags & 0xF;
 419
 420     if (compression == 4 || compression == 7 || compression > 8)
 421         return AVERROR_INVALIDDATA;
 422
 423     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 424         return ret;
 425     if (pal && pal_size == AVPALETTE_SIZE)
 426         memcpy(gdv->pal, pal, AVPALETTE_SIZE);
 427
 428     rescale(gdv, gdv->frame, avctx->width, avctx->height,
 429             !!(flags & 0x10), !!(flags & 0x20));
 430
 431     switch (compression) {
 432     case 1:
 433         memset(gdv->frame + PREAMBLE_SIZE, 0, gdv->frame_size - PREAMBLE_SIZE);
 434     case 0:
 435         if (bytestream2_get_bytes_left(gb) < 256*3)
 436             return AVERROR_INVALIDDATA;
 437         for (i = 0; i < 256; i++) {
 438             unsigned r = bytestream2_get_byte(gb);
 439             unsigned g = bytestream2_get_byte(gb);
 440             unsigned b = bytestream2_get_byte(gb);
 441             gdv->pal[i] = 0xFFU << 24 | r << 18 | g << 10 | b << 2;
 442         }
 443         break;
 444     case 2:
 445         ret = decompress_2(avctx);
 446         break;
 447     case 3:
 448         break;
 449     case 5:
 450         ret = decompress_5(avctx, flags >> 8);
 451         break;
 452     case 6:
 453         ret = decompress_68(avctx, flags >> 8, 0);
 454         break;
 455     case 8:
 456         ret = decompress_68(avctx, flags >> 8, 1);
 457         break;
 458     default:
 459         av_assert0(0);
 460     }
 461
 462     memcpy(frame->data[1], gdv->pal, AVPALETTE_SIZE);
 463     dst = frame->data[0];
 464
 465     if (!gdv->scale_v && !gdv->scale_h) {
 466         int sidx = PREAMBLE_SIZE, didx = 0;
 467         int y, x;
 468
 469         for (y = 0; y < avctx->height; y++) {
 470             for (x = 0; x < avctx->width; x++) {
 471                 dst[x+didx] = gdv->frame[x+sidx];
 472             }
 473             sidx += avctx->width;
 474             didx += frame->linesize[0];
 475         }
 476     } else {
 477         int sidx = PREAMBLE_SIZE, didx = 0;
 478         int y, x;
 479
 480         for (y = 0; y < avctx->height; y++) {
 481             if (!gdv->scale_v) {
 482                 for (x = 0; x < avctx->width; x++) {
 483                     dst[didx + x] = gdv->frame[sidx + x];
 484                 }
 485             } else {
 486                 for (x = 0; x < avctx->width; x++) {
 487                     dst[didx + x] = gdv->frame[sidx + x/2];
 488                 }
 489             }
 490             if (!gdv->scale_h || ((y & 1) == 1)) {
 491                 sidx += !gdv->scale_v ? avctx->width : avctx->width/2;
 492             }
 493             didx += frame->linesize[0];
 494         }
 495     }
 496
 497     *got_frame = 1;
 498
 499     return ret < 0 ? ret : avpkt->size;
 500 }
 501
 502 static av_cold int gdv_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 503 {
 504     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 505     av_freep(&gdv->frame);
 506     return 0;
 507 }
 508
 509 AVCodec ff_gdv_decoder = {
 510     .name           = "gdv",
 511     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Gremlin Digital Video"),
 512     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 513     .id             = AV_CODEC_ID_GDV,
 514     .priv_data_size = sizeof(GDVContext),
 515     .init           = gdv_decode_init,
 516     .close          = gdv_decode_close,
 517     .decode         = gdv_decode_frame,
 518     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 519     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
 520 };