git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mpeg12.c

   1 /*
   2  * MPEG-1/2 decoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   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 /**
  24  * @file
  25  * MPEG-1/2 decoder
  26  */
  27
  28 #define UNCHECKED_BITSTREAM_READER 1
  29
  30 #include "libavutil/attributes.h"
  31 #include "libavutil/avassert.h"
  32 #include "libavutil/timecode.h"
  33
  34 #include "internal.h"
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "mpegvideo.h"
  37 #include "error_resilience.h"
  38 #include "mpeg12.h"
  39 #include "mpeg12data.h"
  40 #include "mpegvideodata.h"
  41 #include "bytestream.h"
  42 #include "thread.h"
  43
  44 uint8_t ff_mpeg12_static_rl_table_store[2][2][2*MAX_RUN + MAX_LEVEL + 3];
  45
  46 static const uint8_t table_mb_ptype[7][2] = {
  47     { 3, 5 }, // 0x01 MB_INTRA
  48     { 1, 2 }, // 0x02 MB_PAT
  49     { 1, 3 }, // 0x08 MB_FOR
  50     { 1, 1 }, // 0x0A MB_FOR|MB_PAT
  51     { 1, 6 }, // 0x11 MB_QUANT|MB_INTRA
  52     { 1, 5 }, // 0x12 MB_QUANT|MB_PAT
  53     { 2, 5 }, // 0x1A MB_QUANT|MB_FOR|MB_PAT
  54 };
  55
  56 static const uint8_t table_mb_btype[11][2] = {
  57     { 3, 5 }, // 0x01 MB_INTRA
  58     { 2, 3 }, // 0x04 MB_BACK
  59     { 3, 3 }, // 0x06 MB_BACK|MB_PAT
  60     { 2, 4 }, // 0x08 MB_FOR
  61     { 3, 4 }, // 0x0A MB_FOR|MB_PAT
  62     { 2, 2 }, // 0x0C MB_FOR|MB_BACK
  63     { 3, 2 }, // 0x0E MB_FOR|MB_BACK|MB_PAT
  64     { 1, 6 }, // 0x11 MB_QUANT|MB_INTRA
  65     { 2, 6 }, // 0x16 MB_QUANT|MB_BACK|MB_PAT
  66     { 3, 6 }, // 0x1A MB_QUANT|MB_FOR|MB_PAT
  67     { 2, 5 }, // 0x1E MB_QUANT|MB_FOR|MB_BACK|MB_PAT
  68 };
  69
  70 av_cold void ff_init_2d_vlc_rl(RLTable *rl, unsigned static_size, int flags)
  71 {
  72     int i;
  73     VLC_TYPE table[680][2] = {{0}};
  74     VLC vlc = { .table = table, .table_allocated = static_size };
  75     av_assert0(static_size <= FF_ARRAY_ELEMS(table));
  76     init_vlc(&vlc, TEX_VLC_BITS, rl->n + 2, &rl->table_vlc[0][1], 4, 2, &rl->table_vlc[0][0], 4, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC | flags);
  77
  78     for (i = 0; i < vlc.table_size; i++) {
  79         int code = vlc.table[i][0];
  80         int len  = vlc.table[i][1];
  81         int level, run;
  82
  83         if (len == 0) { // illegal code
  84             run   = 65;
  85             level = MAX_LEVEL;
  86         } else if (len<0) { //more bits needed
  87             run   = 0;
  88             level = code;
  89         } else {
  90             if (code == rl->n) { //esc
  91                 run   = 65;
  92                 level = 0;
  93             } else if (code == rl->n+1) { //eob
  94                 run   = 0;
  95                 level = 127;
  96             } else {
  97                 run   = rl->table_run  [code] + 1;
  98                 level = rl->table_level[code];
  99             }
 100         }
 101         rl->rl_vlc[0][i].len   = len;
 102         rl->rl_vlc[0][i].level = level;
 103         rl->rl_vlc[0][i].run   = run;
 104     }
 105 }
 106
 107 av_cold void ff_mpeg12_common_init(MpegEncContext *s)
 108 {
 109
 110     s->y_dc_scale_table =
 111     s->c_dc_scale_table = ff_mpeg2_dc_scale_table[s->intra_dc_precision];
 112
 113 }
 114
 115 void ff_mpeg1_clean_buffers(MpegEncContext *s)
 116 {
 117     s->last_dc[0] = 1 << (7 + s->intra_dc_precision);
 118     s->last_dc[1] = s->last_dc[0];
 119     s->last_dc[2] = s->last_dc[0];
 120     memset(s->last_mv, 0, sizeof(s->last_mv));
 121 }
 122
 123
 124 /******************************************/
 125 /* decoding */
 126
 127 VLC ff_mv_vlc;
 128
 129 VLC ff_dc_lum_vlc;
 130 VLC ff_dc_chroma_vlc;
 131
 132 VLC ff_mbincr_vlc;
 133 VLC ff_mb_ptype_vlc;
 134 VLC ff_mb_btype_vlc;
 135 VLC ff_mb_pat_vlc;
 136
 137 av_cold void ff_mpeg12_init_vlcs(void)
 138 {
 139     static int done = 0;
 140
 141     if (!done) {
 142         done = 1;
 143
 144         INIT_VLC_STATIC(&ff_dc_lum_vlc, DC_VLC_BITS, 12,
 145                         ff_mpeg12_vlc_dc_lum_bits, 1, 1,
 146                         ff_mpeg12_vlc_dc_lum_code, 2, 2, 512);
 147         INIT_VLC_STATIC(&ff_dc_chroma_vlc,  DC_VLC_BITS, 12,
 148                         ff_mpeg12_vlc_dc_chroma_bits, 1, 1,
 149                         ff_mpeg12_vlc_dc_chroma_code, 2, 2, 514);
 150         INIT_VLC_STATIC(&ff_mv_vlc, MV_VLC_BITS, 17,
 151                         &ff_mpeg12_mbMotionVectorTable[0][1], 2, 1,
 152                         &ff_mpeg12_mbMotionVectorTable[0][0], 2, 1, 266);
 153         INIT_VLC_STATIC(&ff_mbincr_vlc, MBINCR_VLC_BITS, 36,
 154                         &ff_mpeg12_mbAddrIncrTable[0][1], 2, 1,
 155                         &ff_mpeg12_mbAddrIncrTable[0][0], 2, 1, 538);
 156         INIT_VLC_STATIC(&ff_mb_pat_vlc, MB_PAT_VLC_BITS, 64,
 157                         &ff_mpeg12_mbPatTable[0][1], 2, 1,
 158                         &ff_mpeg12_mbPatTable[0][0], 2, 1, 512);
 159
 160         INIT_VLC_STATIC(&ff_mb_ptype_vlc, MB_PTYPE_VLC_BITS, 7,
 161                         &table_mb_ptype[0][1], 2, 1,
 162                         &table_mb_ptype[0][0], 2, 1, 64);
 163         INIT_VLC_STATIC(&ff_mb_btype_vlc, MB_BTYPE_VLC_BITS, 11,
 164                         &table_mb_btype[0][1], 2, 1,
 165                         &table_mb_btype[0][0], 2, 1, 64);
 166         ff_rl_init(&ff_rl_mpeg1, ff_mpeg12_static_rl_table_store[0]);
 167         ff_rl_init(&ff_rl_mpeg2, ff_mpeg12_static_rl_table_store[1]);
 168
 169         INIT_2D_VLC_RL(ff_rl_mpeg1, 680, 0);
 170         INIT_2D_VLC_RL(ff_rl_mpeg2, 674, 0);
 171     }
 172 }
 173
 174 /**
 175  * Find the end of the current frame in the bitstream.
 176  * @return the position of the first byte of the next frame, or -1
 177  */
 178 int ff_mpeg1_find_frame_end(ParseContext *pc, const uint8_t *buf, int buf_size, AVCodecParserContext *s)
 179 {
 180     int i;
 181     uint32_t state = pc->state;
 182
 183     /* EOF considered as end of frame */
 184     if (buf_size == 0)
 185         return 0;
 186
 187 /*
 188  0  frame start         -> 1/4
 189  1  first_SEQEXT        -> 0/2
 190  2  first field start   -> 3/0
 191  3  second_SEQEXT       -> 2/0
 192  4  searching end
 193 */
 194
 195     for (i = 0; i < buf_size; i++) {
 196         av_assert1(pc->frame_start_found >= 0 && pc->frame_start_found <= 4);
 197         if (pc->frame_start_found & 1) {
 198             if (state == EXT_START_CODE && (buf[i] & 0xF0) != 0x80)
 199                 pc->frame_start_found--;
 200             else if (state == EXT_START_CODE + 2) {
 201                 if ((buf[i] & 3) == 3)
 202                     pc->frame_start_found = 0;
 203                 else
 204                     pc->frame_start_found = (pc->frame_start_found + 1) & 3;
 205             }
 206             state++;
 207         } else {
 208             i = avpriv_find_start_code(buf + i, buf + buf_size, &state) - buf - 1;
 209             if (pc->frame_start_found == 0 && state >= SLICE_MIN_START_CODE && state <= SLICE_MAX_START_CODE) {
 210                 i++;
 211                 pc->frame_start_found = 4;
 212             }
 213             if (state == SEQ_END_CODE) {
 214                 pc->frame_start_found = 0;
 215                 pc->state=-1;
 216                 return i+1;
 217             }
 218             if (pc->frame_start_found == 2 && state == SEQ_START_CODE)
 219                 pc->frame_start_found = 0;
 220             if (pc->frame_start_found  < 4 && state == EXT_START_CODE)
 221                 pc->frame_start_found++;
 222             if (pc->frame_start_found == 4 && (state & 0xFFFFFF00) == 0x100) {
 223                 if (state < SLICE_MIN_START_CODE || state > SLICE_MAX_START_CODE) {
 224                     pc->frame_start_found = 0;
 225                     pc->state             = -1;
 226                     return i - 3;
 227                 }
 228             }
 229             if (pc->frame_start_found == 0 && s && state == PICTURE_START_CODE) {
 230                 ff_fetch_timestamp(s, i - 3, 1, i > 3);
 231             }
 232         }
 233     }
 234     pc->state = state;
 235     return END_NOT_FOUND;
 236 }
 237
 238 #define MAX_INDEX (64 - 1)
 239
 240 int ff_mpeg1_decode_block_intra(GetBitContext *gb,
 241                                 const uint16_t *quant_matrix,
 242                                 uint8_t *const scantable, int last_dc[3],
 243                                 int16_t *block, int index, int qscale)
 244 {
 245     int dc, diff, i = 0, component;
 246     RLTable *rl = &ff_rl_mpeg1;
 247
 248     /* DC coefficient */
 249     component = index <= 3 ? 0 : index - 4 + 1;
 250
 251     diff = decode_dc(gb, component);
 252     if (diff >= 0xffff)
 253         return AVERROR_INVALIDDATA;
 254
 255     dc  = last_dc[component];
 256     dc += diff;
 257     last_dc[component] = dc;
 258
 259     block[0] = dc * quant_matrix[0];
 260
 261     {
 262         OPEN_READER(re, gb);
 263         UPDATE_CACHE(re, gb);
 264         if (((int32_t)GET_CACHE(re, gb)) <= (int32_t)0xBFFFFFFF)
 265             goto end;
 266
 267         /* now quantify & encode AC coefficients */
 268         while (1) {
 269             int level, run, j;
 270
 271             GET_RL_VLC(level, run, re, gb, rl->rl_vlc[0],
 272                        TEX_VLC_BITS, 2, 0);
 273
 274             if (level != 0) {
 275                 i += run;
 276                 if (i > MAX_INDEX)
 277                     break;
 278
 279                 j = scantable[i];
 280                 level = (level * qscale * quant_matrix[j]) >> 4;
 281                 level = (level - 1) | 1;
 282                 level = (level ^ SHOW_SBITS(re, gb, 1)) -
 283                         SHOW_SBITS(re, gb, 1);
 284                 SKIP_BITS(re, gb, 1);
 285             } else {
 286                 /* escape */
 287                 run = SHOW_UBITS(re, gb, 6) + 1;
 288                 LAST_SKIP_BITS(re, gb, 6);
 289                 UPDATE_CACHE(re, gb);
 290                 level = SHOW_SBITS(re, gb, 8);
 291                 SKIP_BITS(re, gb, 8);
 292
 293                 if (level == -128) {
 294                     level = SHOW_UBITS(re, gb, 8) - 256;
 295                     SKIP_BITS(re, gb, 8);
 296                 } else if (level == 0) {
 297                     level = SHOW_UBITS(re, gb, 8);
 298                     SKIP_BITS(re, gb, 8);
 299                 }
 300
 301                 i += run;
 302                 if (i > MAX_INDEX)
 303                     break;
 304
 305                 j = scantable[i];
 306                 if (level < 0) {
 307                     level = -level;
 308                     level = (level * qscale * quant_matrix[j]) >> 4;
 309                     level = (level - 1) | 1;
 310                     level = -level;
 311                 } else {
 312                     level = (level * qscale * quant_matrix[j]) >> 4;
 313                     level = (level - 1) | 1;
 314                 }
 315             }
 316
 317             block[j] = level;
 318             if (((int32_t)GET_CACHE(re, gb)) <= (int32_t)0xBFFFFFFF)
 319                break;
 320
 321             UPDATE_CACHE(re, gb);
 322         }
 323 end:
 324         LAST_SKIP_BITS(re, gb, 2);
 325         CLOSE_READER(re, gb);
 326     }
 327
 328     if (i > MAX_INDEX)
 329         i = AVERROR_INVALIDDATA;
 330
 331     return i;
 332 }