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

   1 /*
   2  * Quicktime Animation (RLE) Video Decoder
   3  * Copyright (C) 2004 The FFmpeg project
   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 Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * QT RLE Video Decoder by Mike Melanson (melanson@pcisys.net)
  25  * For more information about the QT RLE format, visit:
  26  *   http://www.pcisys.net/~melanson/codecs/
  27  *
  28  * The QT RLE decoder has seven modes of operation:
  29  * 1, 2, 4, 8, 16, 24, and 32 bits per pixel. For modes 1, 2, 4, and 8
  30  * the decoder outputs PAL8 colorspace data. 16-bit data yields RGB555
  31  * data. 24-bit data is RGB24 and 32-bit data is RGB32.
  32  */
  33
  34 #include <stdio.h>
  35 #include <stdlib.h>
  36 #include <string.h>
  37
  38 #include "avcodec.h"
  39 #include "bytestream.h"
  40 #include "internal.h"
  41
  42 typedef struct QtrleContext {
  43     AVCodecContext *avctx;
  44     AVFrame *frame;
  45
  46     GetByteContext g;
  47     uint32_t pal[256];
  48 } QtrleContext;
  49
  50 #define CHECK_PIXEL_PTR(n)                                                            \
  51     if ((pixel_ptr + n > pixel_limit) || (pixel_ptr + n < 0)) {                       \
  52         av_log (s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Problem: pixel_ptr = %d, pixel_limit = %d\n",\
  53                 pixel_ptr + n, pixel_limit);                                          \
  54         return;                                                                       \
  55     }                                                                                 \
  56
  57 static void qtrle_decode_1bpp(QtrleContext *s, int row_ptr, int lines_to_change)
  58 {
  59     int rle_code;
  60     int pixel_ptr;
  61     int row_inc = s->frame->linesize[0];
  62     uint8_t pi0, pi1;  /* 2 8-pixel values */
  63     uint8_t *rgb = s->frame->data[0];
  64     int pixel_limit = s->frame->linesize[0] * s->avctx->height;
  65     int skip;
  66     /* skip & 0x80 appears to mean 'start a new line', which can be interpreted
  67      * as 'go to next line' during the decoding of a frame but is 'go to first
  68      * line' at the beginning. Since we always interpret it as 'go to next line'
  69      * in the decoding loop (which makes code simpler/faster), the first line
  70      * would not be counted, so we count one more.
  71      * See: https://trac.ffmpeg.org/ticket/226
  72      * In the following decoding loop, row_ptr will be the position of the
  73      * current row. */
  74
  75     row_ptr  -= row_inc;
  76     pixel_ptr = row_ptr;
  77     lines_to_change++;
  78     while (lines_to_change) {
  79         skip     =              bytestream2_get_byte(&s->g);
  80         rle_code = (int8_t)bytestream2_get_byte(&s->g);
  81         if (rle_code == 0)
  82             break;
  83         if(skip & 0x80) {
  84             lines_to_change--;
  85             row_ptr += row_inc;
  86             pixel_ptr = row_ptr + 2 * 8 * (skip & 0x7f);
  87         } else
  88             pixel_ptr += 2 * 8 * skip;
  89         CHECK_PIXEL_PTR(0);  /* make sure pixel_ptr is positive */
  90
  91         if(rle_code == -1)
  92             continue;
  93
  94         if (rle_code < 0) {
  95             /* decode the run length code */
  96             rle_code = -rle_code;
  97             /* get the next 2 bytes from the stream, treat them as groups
  98              * of 8 pixels, and output them rle_code times */
  99
 100             pi0 = bytestream2_get_byte(&s->g);
 101             pi1 = bytestream2_get_byte(&s->g);
 102             CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 2 * 8);
 103
 104             while (rle_code--) {
 105                 rgb[pixel_ptr++] = (pi0 >> 7) & 0x01;
 106                 rgb[pixel_ptr++] = (pi0 >> 6) & 0x01;
 107                 rgb[pixel_ptr++] = (pi0 >> 5) & 0x01;
 108                 rgb[pixel_ptr++] = (pi0 >> 4) & 0x01;
 109                 rgb[pixel_ptr++] = (pi0 >> 3) & 0x01;
 110                 rgb[pixel_ptr++] = (pi0 >> 2) & 0x01;
 111                 rgb[pixel_ptr++] = (pi0 >> 1) & 0x01;
 112                 rgb[pixel_ptr++] =  pi0       & 0x01;
 113                 rgb[pixel_ptr++] = (pi1 >> 7) & 0x01;
 114                 rgb[pixel_ptr++] = (pi1 >> 6) & 0x01;
 115                 rgb[pixel_ptr++] = (pi1 >> 5) & 0x01;
 116                 rgb[pixel_ptr++] = (pi1 >> 4) & 0x01;
 117                 rgb[pixel_ptr++] = (pi1 >> 3) & 0x01;
 118                 rgb[pixel_ptr++] = (pi1 >> 2) & 0x01;
 119                 rgb[pixel_ptr++] = (pi1 >> 1) & 0x01;
 120                 rgb[pixel_ptr++] =  pi1       & 0x01;
 121             }
 122         } else {
 123             /* copy the same pixel directly to output 2 times */
 124             rle_code *= 2;
 125             CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 8);
 126
 127             while (rle_code--) {
 128                 int x = bytestream2_get_byte(&s->g);
 129                 rgb[pixel_ptr++] = (x >> 7) & 0x01;
 130                 rgb[pixel_ptr++] = (x >> 6) & 0x01;
 131                 rgb[pixel_ptr++] = (x >> 5) & 0x01;
 132                 rgb[pixel_ptr++] = (x >> 4) & 0x01;
 133                 rgb[pixel_ptr++] = (x >> 3) & 0x01;
 134                 rgb[pixel_ptr++] = (x >> 2) & 0x01;
 135                 rgb[pixel_ptr++] = (x >> 1) & 0x01;
 136                 rgb[pixel_ptr++] =  x       & 0x01;
 137             }
 138         }
 139     }
 140 }
 141
 142 static inline void qtrle_decode_2n4bpp(QtrleContext *s, int row_ptr,
 143                                        int lines_to_change, int bpp)
 144 {
 145     int rle_code, i;
 146     int pixel_ptr;
 147     int row_inc = s->frame->linesize[0];
 148     uint8_t pi[16];  /* 16 palette indices */
 149     uint8_t *rgb = s->frame->data[0];
 150     int pixel_limit = s->frame->linesize[0] * s->avctx->height;
 151     int num_pixels = (bpp == 4) ? 8 : 16;
 152
 153     while (lines_to_change--) {
 154         pixel_ptr = row_ptr + (num_pixels * (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1));
 155         CHECK_PIXEL_PTR(0);
 156
 157         while ((rle_code = (int8_t)bytestream2_get_byte(&s->g)) != -1) {
 158             if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 159                 return;
 160             if (rle_code == 0) {
 161                 /* there's another skip code in the stream */
 162                 pixel_ptr += (num_pixels * (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1));
 163                 CHECK_PIXEL_PTR(0);  /* make sure pixel_ptr is positive */
 164             } else if (rle_code < 0) {
 165                 /* decode the run length code */
 166                 rle_code = -rle_code;
 167                 /* get the next 4 bytes from the stream, treat them as palette
 168                  * indexes, and output them rle_code times */
 169                 for (i = num_pixels-1; i >= 0; i--) {
 170                     pi[num_pixels-1-i] = (bytestream2_peek_byte(&s->g) >> ((i*bpp) & 0x07)) & ((1<<bpp)-1);
 171                     bytestream2_skip(&s->g, ((i & ((num_pixels>>2)-1)) == 0));
 172                 }
 173                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * num_pixels);
 174                 while (rle_code--) {
 175                     memcpy(&rgb[pixel_ptr], &pi, num_pixels);
 176                     pixel_ptr += num_pixels;
 177                 }
 178             } else {
 179                 /* copy the same pixel directly to output 4 times */
 180                 rle_code *= 4;
 181                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code*(num_pixels>>2));
 182                 while (rle_code--) {
 183                     if(bpp == 4) {
 184                         int x = bytestream2_get_byte(&s->g);
 185                         rgb[pixel_ptr++] = (x >> 4) & 0x0f;
 186                         rgb[pixel_ptr++] =  x       & 0x0f;
 187                     } else {
 188                         int x = bytestream2_get_byte(&s->g);
 189                         rgb[pixel_ptr++] = (x >> 6) & 0x03;
 190                         rgb[pixel_ptr++] = (x >> 4) & 0x03;
 191                         rgb[pixel_ptr++] = (x >> 2) & 0x03;
 192                         rgb[pixel_ptr++] =  x       & 0x03;
 193                     }
 194                 }
 195             }
 196         }
 197         row_ptr += row_inc;
 198     }
 199 }
 200
 201 static void qtrle_decode_8bpp(QtrleContext *s, int row_ptr, int lines_to_change)
 202 {
 203     int rle_code;
 204     int pixel_ptr;
 205     int row_inc = s->frame->linesize[0];
 206     uint8_t pi1, pi2, pi3, pi4;  /* 4 palette indexes */
 207     uint8_t *rgb = s->frame->data[0];
 208     int pixel_limit = s->frame->linesize[0] * s->avctx->height;
 209
 210     while (lines_to_change--) {
 211         pixel_ptr = row_ptr + (4 * (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1));
 212         CHECK_PIXEL_PTR(0);
 213
 214         while ((rle_code = (int8_t)bytestream2_get_byte(&s->g)) != -1) {
 215             if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 216                 return;
 217             if (rle_code == 0) {
 218                 /* there's another skip code in the stream */
 219                 pixel_ptr += (4 * (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1));
 220                 CHECK_PIXEL_PTR(0);  /* make sure pixel_ptr is positive */
 221             } else if (rle_code < 0) {
 222                 /* decode the run length code */
 223                 rle_code = -rle_code;
 224                 /* get the next 4 bytes from the stream, treat them as palette
 225                  * indexes, and output them rle_code times */
 226                 pi1 = bytestream2_get_byte(&s->g);
 227                 pi2 = bytestream2_get_byte(&s->g);
 228                 pi3 = bytestream2_get_byte(&s->g);
 229                 pi4 = bytestream2_get_byte(&s->g);
 230
 231                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 4);
 232
 233                 while (rle_code--) {
 234                     rgb[pixel_ptr++] = pi1;
 235                     rgb[pixel_ptr++] = pi2;
 236                     rgb[pixel_ptr++] = pi3;
 237                     rgb[pixel_ptr++] = pi4;
 238                 }
 239             } else {
 240                 /* copy the same pixel directly to output 4 times */
 241                 rle_code *= 4;
 242                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code);
 243
 244                 bytestream2_get_buffer(&s->g, &rgb[pixel_ptr], rle_code);
 245                 pixel_ptr += rle_code;
 246             }
 247         }
 248         row_ptr += row_inc;
 249     }
 250 }
 251
 252 static void qtrle_decode_16bpp(QtrleContext *s, int row_ptr, int lines_to_change)
 253 {
 254     int rle_code;
 255     int pixel_ptr;
 256     int row_inc = s->frame->linesize[0];
 257     uint16_t rgb16;
 258     uint8_t *rgb = s->frame->data[0];
 259     int pixel_limit = s->frame->linesize[0] * s->avctx->height;
 260
 261     while (lines_to_change--) {
 262         pixel_ptr = row_ptr + (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1) * 2;
 263         CHECK_PIXEL_PTR(0);
 264
 265         while ((rle_code = (int8_t)bytestream2_get_byte(&s->g)) != -1) {
 266             if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 267                 return;
 268             if (rle_code == 0) {
 269                 /* there's another skip code in the stream */
 270                 pixel_ptr += (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1) * 2;
 271                 CHECK_PIXEL_PTR(0);  /* make sure pixel_ptr is positive */
 272             } else if (rle_code < 0) {
 273                 /* decode the run length code */
 274                 rle_code = -rle_code;
 275                 rgb16 = bytestream2_get_be16(&s->g);
 276
 277                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 2);
 278
 279                 while (rle_code--) {
 280                     *(uint16_t *)(&rgb[pixel_ptr]) = rgb16;
 281                     pixel_ptr += 2;
 282                 }
 283             } else {
 284                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 2);
 285
 286                 /* copy pixels directly to output */
 287                 while (rle_code--) {
 288                     rgb16 = bytestream2_get_be16(&s->g);
 289                     *(uint16_t *)(&rgb[pixel_ptr]) = rgb16;
 290                     pixel_ptr += 2;
 291                 }
 292             }
 293         }
 294         row_ptr += row_inc;
 295     }
 296 }
 297
 298 static void qtrle_decode_24bpp(QtrleContext *s, int row_ptr, int lines_to_change)
 299 {
 300     int rle_code;
 301     int pixel_ptr;
 302     int row_inc = s->frame->linesize[0];
 303     uint8_t r, g, b;
 304     uint8_t *rgb = s->frame->data[0];
 305     int pixel_limit = s->frame->linesize[0] * s->avctx->height;
 306
 307     while (lines_to_change--) {
 308         pixel_ptr = row_ptr + (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1) * 3;
 309         CHECK_PIXEL_PTR(0);
 310
 311         while ((rle_code = (int8_t)bytestream2_get_byte(&s->g)) != -1) {
 312             if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 313                 return;
 314             if (rle_code == 0) {
 315                 /* there's another skip code in the stream */
 316                 pixel_ptr += (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1) * 3;
 317                 CHECK_PIXEL_PTR(0);  /* make sure pixel_ptr is positive */
 318             } else if (rle_code < 0) {
 319                 /* decode the run length code */
 320                 rle_code = -rle_code;
 321                 r = bytestream2_get_byte(&s->g);
 322                 g = bytestream2_get_byte(&s->g);
 323                 b = bytestream2_get_byte(&s->g);
 324
 325                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 3);
 326
 327                 while (rle_code--) {
 328                     rgb[pixel_ptr++] = r;
 329                     rgb[pixel_ptr++] = g;
 330                     rgb[pixel_ptr++] = b;
 331                 }
 332             } else {
 333                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 3);
 334
 335                 /* copy pixels directly to output */
 336                 while (rle_code--) {
 337                     rgb[pixel_ptr++] = bytestream2_get_byte(&s->g);
 338                     rgb[pixel_ptr++] = bytestream2_get_byte(&s->g);
 339                     rgb[pixel_ptr++] = bytestream2_get_byte(&s->g);
 340                 }
 341             }
 342         }
 343         row_ptr += row_inc;
 344     }
 345 }
 346
 347 static void qtrle_decode_32bpp(QtrleContext *s, int row_ptr, int lines_to_change)
 348 {
 349     int rle_code;
 350     int pixel_ptr;
 351     int row_inc = s->frame->linesize[0];
 352     unsigned int argb;
 353     uint8_t *rgb = s->frame->data[0];
 354     int pixel_limit = s->frame->linesize[0] * s->avctx->height;
 355
 356     while (lines_to_change--) {
 357         pixel_ptr = row_ptr + (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1) * 4;
 358         CHECK_PIXEL_PTR(0);
 359
 360         while ((rle_code = (int8_t)bytestream2_get_byte(&s->g)) != -1) {
 361             if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 362                 return;
 363             if (rle_code == 0) {
 364                 /* there's another skip code in the stream */
 365                 pixel_ptr += (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1) * 4;
 366                 CHECK_PIXEL_PTR(0);  /* make sure pixel_ptr is positive */
 367             } else if (rle_code < 0) {
 368                 /* decode the run length code */
 369                 rle_code = -rle_code;
 370                 argb = bytestream2_get_be32(&s->g);
 371
 372                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 4);
 373
 374                 while (rle_code--) {
 375                     AV_WN32A(rgb + pixel_ptr, argb);
 376                     pixel_ptr += 4;
 377                 }
 378             } else {
 379                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 4);
 380
 381                 /* copy pixels directly to output */
 382                 while (rle_code--) {
 383                     argb = bytestream2_get_be32(&s->g);
 384                     AV_WN32A(rgb + pixel_ptr, argb);
 385                     pixel_ptr  += 4;
 386                 }
 387             }
 388         }
 389         row_ptr += row_inc;
 390     }
 391 }
 392
 393 static av_cold int qtrle_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 394 {
 395     QtrleContext *s = avctx->priv_data;
 396
 397     s->avctx = avctx;
 398     switch (avctx->bits_per_coded_sample) {
 399     case 1:
 400     case 2:
 401     case 4:
 402     case 8:
 403     case 33:
 404     case 34:
 405     case 36:
 406     case 40:
 407         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_PAL8;
 408         break;
 409
 410     case 16:
 411         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB555;
 412         break;
 413
 414     case 24:
 415         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB24;
 416         break;
 417
 418     case 32:
 419         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB32;
 420         break;
 421
 422     default:
 423         av_log (avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported colorspace: %d bits/sample?\n",
 424             avctx->bits_per_coded_sample);
 425         return AVERROR_INVALIDDATA;
 426     }
 427
 428     s->frame = av_frame_alloc();
 429     if (!s->frame)
 430         return AVERROR(ENOMEM);
 431
 432     return 0;
 433 }
 434
 435 static int qtrle_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 436                               void *data, int *got_frame,
 437                               AVPacket *avpkt)
 438 {
 439     QtrleContext *s = avctx->priv_data;
 440     int header, start_line;
 441     int height, row_ptr;
 442     int has_palette = 0;
 443     int ret;
 444
 445     bytestream2_init(&s->g, avpkt->data, avpkt->size);
 446
 447     /* check if this frame is even supposed to change */
 448     if (avpkt->size < 8)
 449         return avpkt->size;
 450
 451     /* start after the chunk size */
 452     bytestream2_seek(&s->g, 4, SEEK_SET);
 453
 454     /* fetch the header */
 455     header = bytestream2_get_be16(&s->g);
 456
 457     /* if a header is present, fetch additional decoding parameters */
 458     if (header & 0x0008) {
 459         if (avpkt->size < 14)
 460             return avpkt->size;
 461         start_line = bytestream2_get_be16(&s->g);
 462         bytestream2_skip(&s->g, 2);
 463         height     = bytestream2_get_be16(&s->g);
 464         bytestream2_skip(&s->g, 2);
 465         if (height > s->avctx->height - start_line)
 466             return avpkt->size;
 467     } else {
 468         start_line = 0;
 469         height     = s->avctx->height;
 470     }
 471     if ((ret = ff_reget_buffer(avctx, s->frame)) < 0)
 472         return ret;
 473
 474     row_ptr = s->frame->linesize[0] * start_line;
 475
 476     switch (avctx->bits_per_coded_sample) {
 477     case 1:
 478     case 33:
 479         qtrle_decode_1bpp(s, row_ptr, height);
 480         has_palette = 1;
 481         break;
 482
 483     case 2:
 484     case 34:
 485         qtrle_decode_2n4bpp(s, row_ptr, height, 2);
 486         has_palette = 1;
 487         break;
 488
 489     case 4:
 490     case 36:
 491         qtrle_decode_2n4bpp(s, row_ptr, height, 4);
 492         has_palette = 1;
 493         break;
 494
 495     case 8:
 496     case 40:
 497         qtrle_decode_8bpp(s, row_ptr, height);
 498         has_palette = 1;
 499         break;
 500
 501     case 16:
 502         qtrle_decode_16bpp(s, row_ptr, height);
 503         break;
 504
 505     case 24:
 506         qtrle_decode_24bpp(s, row_ptr, height);
 507         break;
 508
 509     case 32:
 510         qtrle_decode_32bpp(s, row_ptr, height);
 511         break;
 512
 513     default:
 514         av_log (s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported colorspace: %d bits/sample?\n",
 515             avctx->bits_per_coded_sample);
 516         break;
 517     }
 518
 519     if(has_palette) {
 520         int size;
 521         const uint8_t *pal = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_PALETTE, &size);
 522
 523         if (pal && size == AVPALETTE_SIZE) {
 524             s->frame->palette_has_changed = 1;
 525             memcpy(s->pal, pal, AVPALETTE_SIZE);
 526         } else if (pal) {
 527             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Palette size %d is wrong\n", size);
 528         }
 529
 530         /* make the palette available on the way out */
 531         memcpy(s->frame->data[1], s->pal, AVPALETTE_SIZE);
 532     }
 533
 534     if ((ret = av_frame_ref(data, s->frame)) < 0)
 535         return ret;
 536     *got_frame      = 1;
 537
 538     /* always report that the buffer was completely consumed */
 539     return avpkt->size;
 540 }
 541
 542 static av_cold int qtrle_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 543 {
 544     QtrleContext *s = avctx->priv_data;
 545
 546     av_frame_free(&s->frame);
 547
 548     return 0;
 549 }
 550
 551 AVCodec ff_qtrle_decoder = {
 552     .name           = "qtrle",
 553     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("QuickTime Animation (RLE) video"),
 554     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 555     .id             = AV_CODEC_ID_QTRLE,
 556     .priv_data_size = sizeof(QtrleContext),
 557     .init           = qtrle_decode_init,
 558     .close          = qtrle_decode_end,
 559     .decode         = qtrle_decode_frame,
 560     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 561 };