]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/dnxhddec.c
avcodec/hq_hqa: remove superfluous log message
[ffmpeg] / libavcodec / dnxhddec.c
1 /*
2  * VC3/DNxHD decoder.
3  * Copyright (c) 2007 SmartJog S.A., Baptiste Coudurier <baptiste dot coudurier at smartjog dot com>
4  * Copyright (c) 2011 MirriAd Ltd
5  *
6  * 10 bit support added by MirriAd Ltd, Joseph Artsimovich <joseph@mirriad.com>
7  *
8  * This file is part of FFmpeg.
9  *
10  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
12  * License as published by the Free Software Foundation; either
13  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
14  *
15  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
18  * Lesser General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
21  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
23  */
24
25 #include "libavutil/imgutils.h"
26 #include "libavutil/timer.h"
27 #include "avcodec.h"
28 #include "blockdsp.h"
29 #include "get_bits.h"
30 #include "dnxhddata.h"
31 #include "idctdsp.h"
32 #include "internal.h"
33 #include "thread.h"
34
35 typedef struct DNXHDContext {
36     AVCodecContext *avctx;
37     GetBitContext gb;
38     BlockDSPContext bdsp;
39     int64_t cid;                        ///< compression id
40     unsigned int width, height;
41     enum AVPixelFormat pix_fmt;
42     unsigned int mb_width, mb_height;
43     uint32_t mb_scan_index[68];         /* max for 1080p */
44     int cur_field;                      ///< current interlaced field
45     VLC ac_vlc, dc_vlc, run_vlc;
46     int last_dc[3];
47     IDCTDSPContext idsp;
48     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, blocks)[12][64];
49     ScanTable scantable;
50     const CIDEntry *cid_table;
51     int bit_depth; // 8, 10 or 0 if not initialized at all.
52     int is_444;
53     void (*decode_dct_block)(struct DNXHDContext *ctx, int16_t *block,
54                              int n, int qscale);
55     int last_qscale;
56     int luma_scale[64];
57     int chroma_scale[64];
58 } DNXHDContext;
59
60 #define DNXHD_VLC_BITS 9
61 #define DNXHD_DC_VLC_BITS 7
62
63 static void dnxhd_decode_dct_block_8(DNXHDContext *ctx, int16_t *block,
64                                      int n, int qscale);
65 static void dnxhd_decode_dct_block_10(DNXHDContext *ctx, int16_t *block,
66                                       int n, int qscale);
67 static void dnxhd_decode_dct_block_10_444(DNXHDContext *ctx, int16_t *block,
68                                           int n, int qscale);
69
70 static av_cold int dnxhd_decode_init(AVCodecContext *avctx)
71 {
72     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
73
74     ctx->avctx = avctx;
75     ctx->cid = -1;
76     return 0;
77 }
78
79 static int dnxhd_init_vlc(DNXHDContext *ctx, uint32_t cid)
80 {
81     if (cid != ctx->cid) {
82         int index;
83
84         if ((index = ff_dnxhd_get_cid_table(cid)) < 0) {
85             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported cid %d\n", cid);
86             return AVERROR(ENOSYS);
87         }
88         if (ff_dnxhd_cid_table[index].bit_depth != ctx->bit_depth) {
89             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "bit depth mismatches %d %d\n", ff_dnxhd_cid_table[index].bit_depth, ctx->bit_depth);
90             return AVERROR_INVALIDDATA;
91         }
92         ctx->cid_table = &ff_dnxhd_cid_table[index];
93         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Profile cid %d.\n", cid);
94
95         ff_free_vlc(&ctx->ac_vlc);
96         ff_free_vlc(&ctx->dc_vlc);
97         ff_free_vlc(&ctx->run_vlc);
98
99         init_vlc(&ctx->ac_vlc, DNXHD_VLC_BITS, 257,
100                  ctx->cid_table->ac_bits, 1, 1,
101                  ctx->cid_table->ac_codes, 2, 2, 0);
102         init_vlc(&ctx->dc_vlc, DNXHD_DC_VLC_BITS, ctx->bit_depth + 4,
103                  ctx->cid_table->dc_bits, 1, 1,
104                  ctx->cid_table->dc_codes, 1, 1, 0);
105         init_vlc(&ctx->run_vlc, DNXHD_VLC_BITS, 62,
106                  ctx->cid_table->run_bits, 1, 1,
107                  ctx->cid_table->run_codes, 2, 2, 0);
108
109         ff_init_scantable(ctx->idsp.idct_permutation, &ctx->scantable,
110                           ff_zigzag_direct);
111         ctx->cid = cid;
112     }
113     return 0;
114 }
115
116 static int dnxhd_decode_header(DNXHDContext *ctx, AVFrame *frame,
117                                const uint8_t *buf, int buf_size,
118                                int first_field)
119 {
120     static const uint8_t header_prefix[]    = { 0x00, 0x00, 0x02, 0x80, 0x01 };
121     static const uint8_t header_prefix444[] = { 0x00, 0x00, 0x02, 0x80, 0x02 };
122     int i, cid, ret;
123     int old_bit_depth = ctx->bit_depth;
124
125     if (buf_size < 0x280) {
126         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "buffer too small (%d < 640).\n",
127                buf_size);
128         return AVERROR_INVALIDDATA;
129     }
130
131     if (memcmp(buf, header_prefix, 5) && memcmp(buf, header_prefix444, 5)) {
132         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in header\n");
133         return AVERROR_INVALIDDATA;
134     }
135     if (buf[5] & 2) { /* interlaced */
136         ctx->cur_field = buf[5] & 1;
137         frame->interlaced_frame = 1;
138         frame->top_field_first  = first_field ^ ctx->cur_field;
139         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG,
140                "interlaced %d, cur field %d\n", buf[5] & 3, ctx->cur_field);
141     } else {
142         ctx->cur_field = 0;
143     }
144
145     ctx->height = AV_RB16(buf + 0x18);
146     ctx->width  = AV_RB16(buf + 0x1a);
147
148     ff_dlog(ctx->avctx, "width %d, height %d\n", ctx->width, ctx->height);
149
150     if (buf[0x21] == 0x58) { /* 10 bit */
151         ctx->bit_depth = ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 10;
152
153         if (buf[0x4] == 0x2) {
154             ctx->decode_dct_block = dnxhd_decode_dct_block_10_444;
155             ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV444P10;
156             ctx->is_444 = 1;
157         } else {
158             ctx->decode_dct_block = dnxhd_decode_dct_block_10;
159             ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P10;
160             ctx->is_444 = 0;
161         }
162     } else if (buf[0x21] == 0x38) { /* 8 bit */
163         ctx->bit_depth = ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 8;
164
165         ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P;
166         ctx->is_444 = 0;
167         ctx->decode_dct_block = dnxhd_decode_dct_block_8;
168     } else {
169         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid bit depth value (%d).\n",
170                buf[0x21]);
171         return AVERROR_INVALIDDATA;
172     }
173     if (ctx->bit_depth != old_bit_depth) {
174         ff_blockdsp_init(&ctx->bdsp, ctx->avctx);
175         ff_idctdsp_init(&ctx->idsp, ctx->avctx);
176     }
177
178     cid = AV_RB32(buf + 0x28);
179     ff_dlog(ctx->avctx, "compression id %d\n", cid);
180
181     if ((ret = dnxhd_init_vlc(ctx, cid)) < 0)
182         return ret;
183
184     // make sure profile size constraints are respected
185     // DNx100 allows 1920->1440 and 1280->960 subsampling
186     if (ctx->width != ctx->cid_table->width) {
187         av_reduce(&ctx->avctx->sample_aspect_ratio.num,
188                   &ctx->avctx->sample_aspect_ratio.den,
189                   ctx->width, ctx->cid_table->width, 255);
190         ctx->width = ctx->cid_table->width;
191     }
192
193     if (buf_size < ctx->cid_table->coding_unit_size) {
194         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "incorrect frame size (%d < %d).\n",
195                buf_size, ctx->cid_table->coding_unit_size);
196         return AVERROR_INVALIDDATA;
197     }
198
199     ctx->mb_width  = ctx->width >> 4;
200     ctx->mb_height = buf[0x16d];
201
202     ff_dlog(ctx->avctx,
203             "mb width %d, mb height %d\n", ctx->mb_width, ctx->mb_height);
204
205     if ((ctx->height + 15) >> 4 == ctx->mb_height && frame->interlaced_frame)
206         ctx->height <<= 1;
207
208     if (ctx->mb_height > 68 ||
209         (ctx->mb_height << frame->interlaced_frame) > (ctx->height + 15) >> 4) {
210         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
211                "mb height too big: %d\n", ctx->mb_height);
212         return AVERROR_INVALIDDATA;
213     }
214
215     for (i = 0; i < ctx->mb_height; i++) {
216         ctx->mb_scan_index[i] = AV_RB32(buf + 0x170 + (i << 2));
217         ff_dlog(ctx->avctx, "mb scan index %d\n", ctx->mb_scan_index[i]);
218         if (buf_size < ctx->mb_scan_index[i] + 0x280LL) {
219             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
220                    "invalid mb scan index (%d < %d).\n",
221                    buf_size, ctx->mb_scan_index[i] + 0x280);
222             return AVERROR_INVALIDDATA;
223         }
224     }
225
226     return 0;
227 }
228
229 static av_always_inline void dnxhd_decode_dct_block(DNXHDContext *ctx,
230                                                     int16_t *block, int n,
231                                                     int qscale,
232                                                     int index_bits,
233                                                     int level_bias,
234                                                     int level_shift)
235 {
236     int i, j, index1, index2, len, flags;
237     int level, component, sign;
238     const int *scale;
239     const uint8_t *weight_matrix;
240     const uint8_t *ac_level = ctx->cid_table->ac_level;
241     const uint8_t *ac_flags = ctx->cid_table->ac_flags;
242     const int eob_index     = ctx->cid_table->eob_index;
243     OPEN_READER(bs, &ctx->gb);
244
245     if (!ctx->is_444) {
246         if (n & 2) {
247             component     = 1 + (n & 1);
248             scale = ctx->chroma_scale;
249             weight_matrix = ctx->cid_table->chroma_weight;
250         } else {
251             component     = 0;
252             scale = ctx->luma_scale;
253             weight_matrix = ctx->cid_table->luma_weight;
254         }
255     } else {
256         component = (n >> 1) % 3;
257         if (component) {
258             scale = ctx->chroma_scale;
259             weight_matrix = ctx->cid_table->chroma_weight;
260         } else {
261             scale = ctx->luma_scale;
262             weight_matrix = ctx->cid_table->luma_weight;
263         }
264     }
265
266     UPDATE_CACHE(bs, &ctx->gb);
267     GET_VLC(len, bs, &ctx->gb, ctx->dc_vlc.table, DNXHD_DC_VLC_BITS, 1);
268     if (len) {
269         level = GET_CACHE(bs, &ctx->gb);
270         LAST_SKIP_BITS(bs, &ctx->gb, len);
271         sign  = ~level >> 31;
272         level = (NEG_USR32(sign ^ level, len) ^ sign) - sign;
273         ctx->last_dc[component] += level;
274     }
275     block[0] = ctx->last_dc[component];
276
277     i = 0;
278
279     UPDATE_CACHE(bs, &ctx->gb);
280     GET_VLC(index1, bs, &ctx->gb, ctx->ac_vlc.table,
281             DNXHD_VLC_BITS, 2);
282
283     while (index1 != eob_index) {
284         level = ac_level[index1];
285         flags = ac_flags[index1];
286
287         sign = SHOW_SBITS(bs, &ctx->gb, 1);
288         SKIP_BITS(bs, &ctx->gb, 1);
289
290         if (flags & 1) {
291             level += SHOW_UBITS(bs, &ctx->gb, index_bits) << 7;
292             SKIP_BITS(bs, &ctx->gb, index_bits);
293         }
294
295         if (flags & 2) {
296             UPDATE_CACHE(bs, &ctx->gb);
297             GET_VLC(index2, bs, &ctx->gb, ctx->run_vlc.table,
298                     DNXHD_VLC_BITS, 2);
299             i += ctx->cid_table->run[index2];
300         }
301
302         if (++i > 63) {
303             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "ac tex damaged %d, %d\n", n, i);
304             break;
305         }
306
307         j     = ctx->scantable.permutated[i];
308         level *= scale[i];
309         if (level_bias < 32 || weight_matrix[i] != level_bias)
310             level += level_bias;
311         level >>= level_shift;
312
313         block[j] = (level ^ sign) - sign;
314
315         UPDATE_CACHE(bs, &ctx->gb);
316         GET_VLC(index1, bs, &ctx->gb, ctx->ac_vlc.table,
317                 DNXHD_VLC_BITS, 2);
318     }
319
320     CLOSE_READER(bs, &ctx->gb);
321 }
322
323 static void dnxhd_decode_dct_block_8(DNXHDContext *ctx, int16_t *block,
324                                      int n, int qscale)
325 {
326     dnxhd_decode_dct_block(ctx, block, n, qscale, 4, 32, 6);
327 }
328
329 static void dnxhd_decode_dct_block_10(DNXHDContext *ctx, int16_t *block,
330                                       int n, int qscale)
331 {
332     dnxhd_decode_dct_block(ctx, block, n, qscale, 6, 8, 4);
333 }
334
335 static void dnxhd_decode_dct_block_10_444(DNXHDContext *ctx, int16_t *block,
336                                           int n, int qscale)
337 {
338     dnxhd_decode_dct_block(ctx, block, n, qscale, 6, 32, 6);
339 }
340
341 static int dnxhd_decode_macroblock(DNXHDContext *ctx, AVFrame *frame,
342                                    int x, int y)
343 {
344     int shift1 = ctx->bit_depth == 10;
345     int dct_linesize_luma   = frame->linesize[0];
346     int dct_linesize_chroma = frame->linesize[1];
347     uint8_t *dest_y, *dest_u, *dest_v;
348     int dct_y_offset, dct_x_offset;
349     int qscale, i;
350
351     qscale = get_bits(&ctx->gb, 11);
352     skip_bits1(&ctx->gb);
353
354     if (qscale != ctx->last_qscale) {
355         for (i = 0; i < 64; i++) {
356             ctx->luma_scale[i]   = qscale * ctx->cid_table->luma_weight[i];
357             ctx->chroma_scale[i] = qscale * ctx->cid_table->chroma_weight[i];
358         }
359         ctx->last_qscale = qscale;
360     }
361
362     for (i = 0; i < 8; i++) {
363         ctx->bdsp.clear_block(ctx->blocks[i]);
364         ctx->decode_dct_block(ctx, ctx->blocks[i], i, qscale);
365     }
366     if (ctx->is_444) {
367         for (; i < 12; i++) {
368             ctx->bdsp.clear_block(ctx->blocks[i]);
369             ctx->decode_dct_block(ctx, ctx->blocks[i], i, qscale);
370         }
371     }
372
373     if (frame->interlaced_frame) {
374         dct_linesize_luma   <<= 1;
375         dct_linesize_chroma <<= 1;
376     }
377
378     dest_y = frame->data[0] + ((y * dct_linesize_luma)   << 4) + (x << (4 + shift1));
379     dest_u = frame->data[1] + ((y * dct_linesize_chroma) << 4) + (x << (3 + shift1 + ctx->is_444));
380     dest_v = frame->data[2] + ((y * dct_linesize_chroma) << 4) + (x << (3 + shift1 + ctx->is_444));
381
382     if (frame->interlaced_frame && ctx->cur_field) {
383         dest_y += frame->linesize[0];
384         dest_u += frame->linesize[1];
385         dest_v += frame->linesize[2];
386     }
387
388     dct_y_offset = dct_linesize_luma << 3;
389     dct_x_offset = 8 << shift1;
390     if (!ctx->is_444) {
391         ctx->idsp.idct_put(dest_y,                               dct_linesize_luma, ctx->blocks[0]);
392         ctx->idsp.idct_put(dest_y + dct_x_offset,                dct_linesize_luma, ctx->blocks[1]);
393         ctx->idsp.idct_put(dest_y + dct_y_offset,                dct_linesize_luma, ctx->blocks[4]);
394         ctx->idsp.idct_put(dest_y + dct_y_offset + dct_x_offset, dct_linesize_luma, ctx->blocks[5]);
395
396         if (!(ctx->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
397             dct_y_offset = dct_linesize_chroma << 3;
398             ctx->idsp.idct_put(dest_u,                dct_linesize_chroma, ctx->blocks[2]);
399             ctx->idsp.idct_put(dest_v,                dct_linesize_chroma, ctx->blocks[3]);
400             ctx->idsp.idct_put(dest_u + dct_y_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[6]);
401             ctx->idsp.idct_put(dest_v + dct_y_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[7]);
402         }
403     } else {
404         ctx->idsp.idct_put(dest_y,                               dct_linesize_luma, ctx->blocks[0]);
405         ctx->idsp.idct_put(dest_y + dct_x_offset,                dct_linesize_luma, ctx->blocks[1]);
406         ctx->idsp.idct_put(dest_y + dct_y_offset,                dct_linesize_luma, ctx->blocks[6]);
407         ctx->idsp.idct_put(dest_y + dct_y_offset + dct_x_offset, dct_linesize_luma, ctx->blocks[7]);
408
409         if (!(ctx->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
410             dct_y_offset = dct_linesize_chroma << 3;
411             ctx->idsp.idct_put(dest_u,                               dct_linesize_chroma, ctx->blocks[2]);
412             ctx->idsp.idct_put(dest_u + dct_x_offset,                dct_linesize_chroma, ctx->blocks[3]);
413             ctx->idsp.idct_put(dest_u + dct_y_offset,                dct_linesize_chroma, ctx->blocks[8]);
414             ctx->idsp.idct_put(dest_u + dct_y_offset + dct_x_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[9]);
415             ctx->idsp.idct_put(dest_v,                               dct_linesize_chroma, ctx->blocks[4]);
416             ctx->idsp.idct_put(dest_v + dct_x_offset,                dct_linesize_chroma, ctx->blocks[5]);
417             ctx->idsp.idct_put(dest_v + dct_y_offset,                dct_linesize_chroma, ctx->blocks[10]);
418             ctx->idsp.idct_put(dest_v + dct_y_offset + dct_x_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[11]);
419         }
420     }
421
422     return 0;
423 }
424
425 static int dnxhd_decode_macroblocks(DNXHDContext *ctx, AVFrame *frame,
426                                     const uint8_t *buf, int buf_size)
427 {
428     int x, y;
429     for (y = 0; y < ctx->mb_height; y++) {
430         ctx->last_dc[0] =
431         ctx->last_dc[1] =
432         ctx->last_dc[2] = 1 << (ctx->bit_depth + 2); // for levels +2^(bitdepth-1)
433         init_get_bits(&ctx->gb, buf + ctx->mb_scan_index[y], (buf_size - ctx->mb_scan_index[y]) << 3);
434         for (x = 0; x < ctx->mb_width; x++) {
435             //START_TIMER;
436             dnxhd_decode_macroblock(ctx, frame, x, y);
437             //STOP_TIMER("decode macroblock");
438         }
439     }
440     return 0;
441 }
442
443 static int dnxhd_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
444                               int *got_frame, AVPacket *avpkt)
445 {
446     const uint8_t *buf = avpkt->data;
447     int buf_size = avpkt->size;
448     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
449     ThreadFrame frame = { .f = data };
450     AVFrame *picture = data;
451     int first_field = 1;
452     int ret;
453
454     ff_dlog(avctx, "frame size %d\n", buf_size);
455
456 decode_coding_unit:
457     if ((ret = dnxhd_decode_header(ctx, picture, buf, buf_size, first_field)) < 0)
458         return ret;
459
460     if ((avctx->width || avctx->height) &&
461         (ctx->width != avctx->width || ctx->height != avctx->height)) {
462         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "frame size changed: %dx%d -> %dx%d\n",
463                avctx->width, avctx->height, ctx->width, ctx->height);
464         first_field = 1;
465     }
466     if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_NONE && avctx->pix_fmt != ctx->pix_fmt) {
467         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "pix_fmt changed: %s -> %s\n",
468                av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt), av_get_pix_fmt_name(ctx->pix_fmt));
469         first_field = 1;
470     }
471
472     avctx->pix_fmt = ctx->pix_fmt;
473     ret = ff_set_dimensions(avctx, ctx->width, ctx->height);
474     if (ret < 0)
475         return ret;
476
477     if (first_field) {
478         if ((ret = ff_thread_get_buffer(avctx, &frame, 0)) < 0)
479             return ret;
480         picture->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
481         picture->key_frame = 1;
482     }
483
484     dnxhd_decode_macroblocks(ctx, picture, buf + 0x280, buf_size - 0x280);
485
486     if (first_field && picture->interlaced_frame) {
487         buf      += ctx->cid_table->coding_unit_size;
488         buf_size -= ctx->cid_table->coding_unit_size;
489         first_field = 0;
490         goto decode_coding_unit;
491     }
492
493     *got_frame = 1;
494     return avpkt->size;
495 }
496
497 static av_cold int dnxhd_decode_close(AVCodecContext *avctx)
498 {
499     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
500
501     ff_free_vlc(&ctx->ac_vlc);
502     ff_free_vlc(&ctx->dc_vlc);
503     ff_free_vlc(&ctx->run_vlc);
504     return 0;
505 }
506
507 AVCodec ff_dnxhd_decoder = {
508     .name           = "dnxhd",
509     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("VC3/DNxHD"),
510     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
511     .id             = AV_CODEC_ID_DNXHD,
512     .priv_data_size = sizeof(DNXHDContext),
513     .init           = dnxhd_decode_init,
514     .close          = dnxhd_decode_close,
515     .decode         = dnxhd_decode_frame,
516     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
517 };