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 (bytestream2_get_bytes_left(gb) < 1)
 298             return AVERROR_INVALIDDATA;
 299         if (tag == 0) {
 300             bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(gb));
 301         } else if (tag == 1) {
 302             int b = bytestream2_get_byte(gb);
 303             int len = (b & 0xF) + 3;
 304             int top = b >> 4;
 305             int off = (bytestream2_get_byte(gb) << 4) + top - 4096;
 306             lz_copy(pb, g2, off, len);
 307         } else if (tag == 2) {
 308             int len;
 309             int b = bytestream2_get_byte(gb);
 310             if (b == 0) {
 311                 break;
 312             }
 313             if (b != 0xFF) {
 314                 len = b;
 315             } else {
 316                 len = bytestream2_get_le16(gb);
 317             }
 318             bytestream2_skip_p(pb, len + 1);
 319         } else {
 320             int b = bytestream2_get_byte(gb);
 321             int len = (b & 0x3) + 2;
 322             int off = -(b >> 2) - 1;
 323             lz_copy(pb, g2, off, len);
 324         }
 325     }
 326     return 0;
 327 }
 328
 329 static int decompress_68(AVCodecContext *avctx, unsigned skip, unsigned use8)
 330 {
 331     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 332     GetByteContext *gb = &gdv->gb;
 333     GetByteContext *g2 = &gdv->g2;
 334     PutByteContext *pb = &gdv->pb;
 335     Bits32 bits;
 336
 337     bytestream2_init(g2, gdv->frame, gdv->frame_size);
 338     bytestream2_skip_p(pb, skip + PREAMBLE_SIZE);
 339     fill_bits32(&bits, gb);
 340
 341     while (bytestream2_get_bytes_left_p(pb) > 0 && bytestream2_get_bytes_left(gb) > 0) {
 342         int tag = read_bits32(&bits, gb, 2);
 343         if (tag == 0) {
 344             int b = read_bits32(&bits, gb, 1);
 345             if (b == 0) {
 346                 bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(gb));
 347             } else {
 348                 int i, len = 2;
 349                 int lbits = 0;
 350                 while (1) {
 351                     int val;
 352
 353                     lbits += 1;
 354                     val = read_bits32(&bits, gb, lbits);
 355                     len += val;
 356                     if (val != ((1 << lbits) - 1)) {
 357                         break;
 358                     }
 359                     assert(lbits < 16);
 360                 }
 361                 for (i = 0; i < len; i++) {
 362                     bytestream2_put_byte(pb, bytestream2_get_byte(gb));
 363                 }
 364             }
 365         } else if (tag == 1) {
 366             int b = read_bits32(&bits, gb, 1);
 367             int len;
 368
 369             if (b == 0) {
 370                 len = (read_bits32(&bits, gb, 4)) + 2;
 371             } else {
 372                 int bb = bytestream2_get_byte(gb);
 373                 if ((bb & 0x80) == 0) {
 374                     len = bb + 18;
 375                 } else {
 376                     int top = (bb & 0x7F) << 8;
 377                     len = top + bytestream2_get_byte(gb) + 146;
 378                 }
 379             }
 380             bytestream2_skip_p(pb, len);
 381         } else if (tag == 2) {
 382             int i, subtag = read_bits32(&bits, gb, 2);
 383
 384             if (subtag != 3) {
 385                 int top = (read_bits32(&bits, gb, 4)) << 8;
 386                 int offs = top + bytestream2_get_byte(gb);
 387                 if ((subtag != 0) || (offs <= 0xF80)) {
 388                     int len = (subtag) + 3;
 389                     lz_copy(pb, g2, (offs) - 4096, len);
 390                 } else {
 391                     int real_off, len, c1, c2;
 392
 393                     if (offs == 0xFFF) {
 394                         return 0;
 395                     }
 396
 397                     real_off = ((offs >> 4) & 0x7) + 1;
 398                     len = ((offs & 0xF) + 2) * 2;
 399                     c1 = gdv->frame[bytestream2_tell_p(pb) - real_off];
 400                     c2 = gdv->frame[bytestream2_tell_p(pb) - real_off + 1];
 401                     for (i = 0; i < len/2; i++) {
 402                         bytestream2_put_byte(pb, c1);
 403                         bytestream2_put_byte(pb, c2);
 404                     }
 405                 }
 406             } else {
 407                 int b = bytestream2_get_byte(gb);
 408                 int off = ((b & 0x7F)) + 1;
 409                 int len = ((b & 0x80) == 0) ? 2 : 3;
 410
 411                 lz_copy(pb, g2, -off, len);
 412             }
 413         } else {
 414             int len;
 415             int off;
 416             if (use8) {
 417                 int q, b = bytestream2_get_byte(gb);
 418                 if ((b & 0xC0) == 0xC0) {
 419                     len = ((b & 0x3F)) + 8;
 420                     q = read_bits32(&bits, gb, 4);
 421                     off = (q << 8) + (bytestream2_get_byte(gb)) + 1;
 422                 } else {
 423                     int ofs1;
 424                     if ((b & 0x80) == 0) {
 425                         len = ((b >> 4)) + 6;
 426                         ofs1 = (b & 0xF);
 427                     } else {
 428                         len = ((b & 0x3F)) + 14;
 429                         ofs1 = read_bits32(&bits, gb, 4);
 430                     }
 431                     off = (ofs1 << 8) + (bytestream2_get_byte(gb)) - 4096;
 432                 }
 433             } else {
 434                 int ofs1, b = bytestream2_get_byte(gb);
 435
 436                 if ((b >> 4) == 0xF) {
 437                     len = bytestream2_get_byte(gb) + 21;
 438                 } else {
 439                     len = (b >> 4) + 6;
 440                 }
 441                 ofs1 = (b & 0xF);
 442                 off = (ofs1 << 8) + bytestream2_get_byte(gb) - 4096;
 443             }
 444             lz_copy(pb, g2, off, len);
 445         }
 446     }
 447
 448     return 0;
 449 }
 450
 451 static int gdv_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 452                             int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 453 {
 454     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 455     GetByteContext *gb = &gdv->gb;
 456     PutByteContext *pb = &gdv->pb;
 457     AVFrame *frame = data;
 458     int ret, i, pal_size;
 459     const uint8_t *pal = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_PALETTE, &pal_size);
 460     int compression;
 461     unsigned flags;
 462     uint8_t *dst;
 463
 464     bytestream2_init(gb, avpkt->data, avpkt->size);
 465     bytestream2_init_writer(pb, gdv->frame, gdv->frame_size);
 466
 467     flags = bytestream2_get_le32(gb);
 468     compression = flags & 0xF;
 469
 470     if (compression == 4 || compression == 7 || compression > 8)
 471         return AVERROR_INVALIDDATA;
 472
 473     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 474         return ret;
 475     if (pal && pal_size == AVPALETTE_SIZE)
 476         memcpy(gdv->pal, pal, AVPALETTE_SIZE);
 477
 478     rescale(gdv, gdv->frame, avctx->width, avctx->height,
 479             !!(flags & 0x10), !!(flags & 0x20));
 480
 481     switch (compression) {
 482     case 1:
 483         memset(gdv->frame + PREAMBLE_SIZE, 0, gdv->frame_size - PREAMBLE_SIZE);
 484     case 0:
 485         if (bytestream2_get_bytes_left(gb) < 256*3)
 486             return AVERROR_INVALIDDATA;
 487         for (i = 0; i < 256; i++) {
 488             unsigned r = bytestream2_get_byte(gb);
 489             unsigned g = bytestream2_get_byte(gb);
 490             unsigned b = bytestream2_get_byte(gb);
 491             gdv->pal[i] = 0xFFU << 24 | r << 18 | g << 10 | b << 2;
 492         }
 493         break;
 494     case 2:
 495         ret = decompress_2(avctx);
 496         break;
 497     case 3:
 498         break;
 499     case 5:
 500         ret = decompress_5(avctx, flags >> 8);
 501         break;
 502     case 6:
 503         ret = decompress_68(avctx, flags >> 8, 0);
 504         break;
 505     case 8:
 506         ret = decompress_68(avctx, flags >> 8, 1);
 507         break;
 508     default:
 509         av_assert0(0);
 510     }
 511     if (ret < 0)
 512         return ret;
 513
 514     memcpy(frame->data[1], gdv->pal, AVPALETTE_SIZE);
 515     dst = frame->data[0];
 516
 517     if (!gdv->scale_v && !gdv->scale_h) {
 518         int sidx = PREAMBLE_SIZE, didx = 0;
 519         int y;
 520
 521         for (y = 0; y < avctx->height; y++) {
 522             memcpy(dst + didx, gdv->frame + sidx, avctx->width);
 523             sidx += avctx->width;
 524             didx += frame->linesize[0];
 525         }
 526     } else {
 527         int sidx = PREAMBLE_SIZE, didx = 0;
 528         int y;
 529
 530         for (y = 0; y < avctx->height; y++) {
 531             if (!gdv->scale_v) {
 532                 memcpy(dst + didx, gdv->frame + sidx, avctx->width);
 533             } else {
 534                 uint8_t *dst2 = dst + didx;
 535                 uint8_t *src2 = gdv->frame + sidx;
 536
 537                 scaleup(dst2, src2, avctx->width);
 538             }
 539             if (!gdv->scale_h || ((y & 1) == 1)) {
 540                 sidx += !gdv->scale_v ? avctx->width : avctx->width/2;
 541             }
 542             didx += frame->linesize[0];
 543         }
 544     }
 545
 546     *got_frame = 1;
 547
 548     return ret < 0 ? ret : avpkt->size;
 549 }
 550
 551 static av_cold int gdv_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 552 {
 553     GDVContext *gdv = avctx->priv_data;
 554     av_freep(&gdv->frame);
 555     return 0;
 556 }
 557
 558 AVCodec ff_gdv_decoder = {
 559     .name           = "gdv",
 560     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Gremlin Digital Video"),
 561     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 562     .id             = AV_CODEC_ID_GDV,
 563     .priv_data_size = sizeof(GDVContext),
 564     .init           = gdv_decode_init,
 565     .close          = gdv_decode_close,
 566     .decode         = gdv_decode_frame,
 567     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 568     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
 569 };