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

   1 /*
   2  * Mirillis FIC decoder
   3  *
   4  * Copyright (c) 2014 Konstantin Shishkov
   5  * Copyright (c) 2014 Derek Buitenhuis
   6  *
   7  * This file is part of FFmpeg.
   8  *
   9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 #include "libavutil/common.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "avcodec.h"
  27 #include "internal.h"
  28 #include "get_bits.h"
  29 #include "golomb.h"
  30
  31 typedef struct FICThreadContext {
  32     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, block)[64];
  33     uint8_t *src;
  34     int slice_h;
  35     int src_size;
  36     int y_off;
  37 } FICThreadContext;
  38
  39 typedef struct FICContext {
  40     AVClass *class;
  41     AVCodecContext *avctx;
  42     AVFrame *frame;
  43     AVFrame *final_frame;
  44
  45     FICThreadContext *slice_data;
  46     int slice_data_size;
  47
  48     const uint8_t *qmat;
  49
  50     enum AVPictureType cur_frame_type;
  51
  52     int aligned_width, aligned_height;
  53     int num_slices, slice_h;
  54
  55     uint8_t cursor_buf[4096];
  56     int skip_cursor;
  57 } FICContext;
  58
  59 static const uint8_t fic_qmat_hq[64] = {
  60     1, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 4,
  61     2, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4,
  62     2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4,
  63     2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 5,
  64     2, 3, 3, 3, 4, 4, 5, 6,
  65     3, 3, 3, 4, 4, 5, 6, 7,
  66     3, 3, 3, 4, 4, 5, 7, 7,
  67     3, 3, 4, 4, 5, 7, 7, 7,
  68 };
  69
  70 static const uint8_t fic_qmat_lq[64] = {
  71     1,  5,  6,  7,  8,  9,  9, 11,
  72     5,  5,  7,  8,  9,  9, 11, 12,
  73     6,  7,  8,  9,  9, 11, 11, 12,
  74     7,  7,  8,  9,  9, 11, 12, 13,
  75     7,  8,  9,  9, 10, 11, 13, 16,
  76     8,  9,  9, 10, 11, 13, 16, 19,
  77     8,  9,  9, 11, 12, 15, 18, 23,
  78     9,  9, 11, 12, 15, 18, 23, 27
  79 };
  80
  81 static const uint8_t fic_header[7] = { 0, 0, 1, 'F', 'I', 'C', 'V' };
  82
  83 #define FIC_HEADER_SIZE 27
  84
  85 static av_always_inline void fic_idct(int16_t *blk, int step, int shift, int rnd)
  86 {
  87     const int t0 =  27246 * blk[3 * step] + 18405 * blk[5 * step];
  88     const int t1 =  27246 * blk[5 * step] - 18405 * blk[3 * step];
  89     const int t2 =   6393 * blk[7 * step] + 32139 * blk[1 * step];
  90     const int t3 =   6393 * blk[1 * step] - 32139 * blk[7 * step];
  91     const int t4 = 5793 * (t2 + t0 + 0x800 >> 12);
  92     const int t5 = 5793 * (t3 + t1 + 0x800 >> 12);
  93     const int t6 = t2 - t0;
  94     const int t7 = t3 - t1;
  95     const int t8 =  17734 * blk[2 * step] - 42813 * blk[6 * step];
  96     const int t9 =  17734 * blk[6 * step] + 42814 * blk[2 * step];
  97     const int tA = (blk[0 * step] - blk[4 * step] << 15) + rnd;
  98     const int tB = (blk[0 * step] + blk[4 * step] << 15) + rnd;
  99     blk[0 * step] = (  t4       + t9 + tB) >> shift;
 100     blk[1 * step] = (  t6 + t7  + t8 + tA) >> shift;
 101     blk[2 * step] = (  t6 - t7  - t8 + tA) >> shift;
 102     blk[3 * step] = (  t5       - t9 + tB) >> shift;
 103     blk[4 * step] = ( -t5       - t9 + tB) >> shift;
 104     blk[5 * step] = (-(t6 - t7) - t8 + tA) >> shift;
 105     blk[6 * step] = (-(t6 + t7) + t8 + tA) >> shift;
 106     blk[7 * step] = ( -t4       + t9 + tB) >> shift;
 107 }
 108
 109 static void fic_idct_put(uint8_t *dst, int stride, int16_t *block)
 110 {
 111     int i, j;
 112     int16_t *ptr;
 113
 114     ptr = block;
 115     fic_idct(ptr++, 8, 13, (1 << 12) + (1 << 17));
 116     for (i = 1; i < 8; i++) {
 117         fic_idct(ptr, 8, 13, 1 << 12);
 118         ptr++;
 119     }
 120
 121     ptr = block;
 122     for (i = 0; i < 8; i++) {
 123         fic_idct(ptr, 1, 20, 0);
 124         ptr += 8;
 125     }
 126
 127     ptr = block;
 128     for (j = 0; j < 8; j++) {
 129         for (i = 0; i < 8; i++)
 130             dst[i] = av_clip_uint8(ptr[i]);
 131         dst += stride;
 132         ptr += 8;
 133     }
 134 }
 135 static int fic_decode_block(FICContext *ctx, GetBitContext *gb,
 136                             uint8_t *dst, int stride, int16_t *block)
 137 {
 138     int i, num_coeff;
 139
 140     /* Is it a skip block? */
 141     if (get_bits1(gb)) {
 142         /* This is a P-frame. */
 143         ctx->frame->key_frame = 0;
 144         ctx->frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
 145
 146         return 0;
 147     }
 148
 149     memset(block, 0, sizeof(*block) * 64);
 150
 151     num_coeff = get_bits(gb, 7);
 152     if (num_coeff > 64)
 153         return AVERROR_INVALIDDATA;
 154
 155     for (i = 0; i < num_coeff; i++)
 156         block[ff_zigzag_direct[i]] = get_se_golomb(gb) *
 157                                      ctx->qmat[ff_zigzag_direct[i]];
 158
 159     fic_idct_put(dst, stride, block);
 160
 161     return 0;
 162 }
 163
 164 static int fic_decode_slice(AVCodecContext *avctx, void *tdata)
 165 {
 166     FICContext *ctx        = avctx->priv_data;
 167     FICThreadContext *tctx = tdata;
 168     GetBitContext gb;
 169     uint8_t *src = tctx->src;
 170     int slice_h  = tctx->slice_h;
 171     int src_size = tctx->src_size;
 172     int y_off    = tctx->y_off;
 173     int x, y, p;
 174
 175     init_get_bits(&gb, src, src_size * 8);
 176
 177     for (p = 0; p < 3; p++) {
 178         int stride   = ctx->frame->linesize[p];
 179         uint8_t* dst = ctx->frame->data[p] + (y_off >> !!p) * stride;
 180
 181         for (y = 0; y < (slice_h >> !!p); y += 8) {
 182             for (x = 0; x < (ctx->aligned_width >> !!p); x += 8) {
 183                 int ret;
 184
 185                 if ((ret = fic_decode_block(ctx, &gb, dst + x, stride, tctx->block)) != 0)
 186                     return ret;
 187             }
 188
 189             dst += 8 * stride;
 190         }
 191     }
 192
 193     return 0;
 194 }
 195
 196 static av_always_inline void fic_alpha_blend(uint8_t *dst, uint8_t *src,
 197                                              int size, uint8_t *alpha)
 198 {
 199     int i;
 200
 201     for (i = 0; i < size; i++)
 202         dst[i] += ((src[i] - dst[i]) * alpha[i]) >> 8;
 203 }
 204
 205 static void fic_draw_cursor(AVCodecContext *avctx, int cur_x, int cur_y)
 206 {
 207     FICContext *ctx = avctx->priv_data;
 208     uint8_t *ptr    = ctx->cursor_buf;
 209     uint8_t *dstptr[3];
 210     uint8_t planes[4][1024];
 211     uint8_t chroma[3][256];
 212     int i, j, p;
 213
 214     /* Convert to YUVA444. */
 215     for (i = 0; i < 1024; i++) {
 216         planes[0][i] = (( 25 * ptr[0] + 129 * ptr[1] +  66 * ptr[2]) / 255) + 16;
 217         planes[1][i] = ((-38 * ptr[0] + 112 * ptr[1] + -74 * ptr[2]) / 255) + 128;
 218         planes[2][i] = ((-18 * ptr[0] + 112 * ptr[1] + -94 * ptr[2]) / 255) + 128;
 219         planes[3][i] = ptr[3];
 220
 221         ptr += 4;
 222     }
 223
 224     /* Subsample chroma. */
 225     for (i = 0; i < 32; i += 2)
 226         for (j = 0; j < 32; j += 2)
 227             for (p = 0; p < 3; p++)
 228                 chroma[p][16 * (i / 2) + j / 2] = (planes[p + 1][32 *  i      + j    ] +
 229                                                    planes[p + 1][32 *  i      + j + 1] +
 230                                                    planes[p + 1][32 * (i + 1) + j    ] +
 231                                                    planes[p + 1][32 * (i + 1) + j + 1]) / 4;
 232
 233     /* Seek to x/y pos of cursor. */
 234     for (i = 0; i < 3; i++)
 235         dstptr[i] = ctx->final_frame->data[i]                        +
 236                     (ctx->final_frame->linesize[i] * (cur_y >> !!i)) +
 237                     (cur_x >> !!i) + !!i;
 238
 239     /* Copy. */
 240     for (i = 0; i < FFMIN(32, avctx->height - cur_y) - 1; i += 2) {
 241         int lsize = FFMIN(32, avctx->width - cur_x);
 242         int csize = lsize / 2;
 243
 244         fic_alpha_blend(dstptr[0],
 245                         planes[0] + i * 32, lsize, planes[3] + i * 32);
 246         fic_alpha_blend(dstptr[0] + ctx->final_frame->linesize[0],
 247                         planes[0] + (i + 1) * 32, lsize, planes[3] + (i + 1) * 32);
 248         fic_alpha_blend(dstptr[1],
 249                         chroma[0] + (i / 2) * 16, csize, chroma[2] + (i / 2) * 16);
 250         fic_alpha_blend(dstptr[2],
 251                         chroma[1] + (i / 2) * 16, csize, chroma[2] + (i / 2) * 16);
 252
 253         dstptr[0] += ctx->final_frame->linesize[0] * 2;
 254         dstptr[1] += ctx->final_frame->linesize[1];
 255         dstptr[2] += ctx->final_frame->linesize[2];
 256     }
 257 }
 258
 259 static int fic_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 260                             int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 261 {
 262     FICContext *ctx = avctx->priv_data;
 263     uint8_t *src = avpkt->data;
 264     int ret;
 265     int slice, nslices;
 266     int msize;
 267     int tsize;
 268     int cur_x, cur_y;
 269     int skip_cursor = ctx->skip_cursor;
 270     uint8_t *sdata;
 271
 272     if ((ret = ff_reget_buffer(avctx, ctx->frame)) < 0)
 273         return ret;
 274
 275     /* Header + at least one slice (4) */
 276     if (avpkt->size < FIC_HEADER_SIZE + 4) {
 277         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame data is too small.\n");
 278         return AVERROR_INVALIDDATA;
 279     }
 280
 281     /* Check for header. */
 282     if (memcmp(src, fic_header, 7))
 283         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid FIC Header.\n");
 284
 285     /* Is it a skip frame? */
 286     if (src[17]) {
 287         if (!ctx->final_frame) {
 288             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Initial frame is skipped\n");
 289             return AVERROR_INVALIDDATA;
 290         }
 291         goto skip;
 292     }
 293
 294     nslices = src[13];
 295     if (!nslices) {
 296         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Zero slices found.\n");
 297         return AVERROR_INVALIDDATA;
 298     }
 299
 300     /* High or Low Quality Matrix? */
 301     ctx->qmat = src[23] ? fic_qmat_hq : fic_qmat_lq;
 302
 303     /* Skip cursor data. */
 304     tsize = AV_RB24(src + 24);
 305     if (tsize > avpkt->size - FIC_HEADER_SIZE) {
 306         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 307                "Packet is too small to contain cursor (%d vs %d bytes).\n",
 308                tsize, avpkt->size - FIC_HEADER_SIZE);
 309         return AVERROR_INVALIDDATA;
 310     }
 311
 312     if (!tsize)
 313         skip_cursor = 1;
 314
 315     if (!skip_cursor && tsize < 32) {
 316         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 317                "Cursor data too small. Skipping cursor.\n");
 318         skip_cursor = 1;
 319     }
 320
 321     /* Cursor position. */
 322     cur_x = AV_RL16(src + 33);
 323     cur_y = AV_RL16(src + 35);
 324     if (!skip_cursor && (cur_x > avctx->width || cur_y > avctx->height)) {
 325         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 326                "Invalid cursor position: (%d,%d). Skipping cusor.\n",
 327                cur_x, cur_y);
 328         skip_cursor = 1;
 329     }
 330
 331     if (!skip_cursor && (AV_RL16(src + 37) != 32 || AV_RL16(src + 39) != 32)) {
 332         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 333                "Invalid cursor size. Skipping cursor.\n");
 334         skip_cursor = 1;
 335     }
 336
 337     /* Slice height for all but the last slice. */
 338     ctx->slice_h = 16 * (ctx->aligned_height >> 4) / nslices;
 339     if (ctx->slice_h % 16)
 340         ctx->slice_h = FFALIGN(ctx->slice_h - 16, 16);
 341
 342     /* First slice offset and remaining data. */
 343     sdata = src + tsize + FIC_HEADER_SIZE + 4 * nslices;
 344     msize = avpkt->size - nslices * 4 - tsize - FIC_HEADER_SIZE;
 345
 346     if (msize <= 0) {
 347         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough frame data to decode.\n");
 348         return AVERROR_INVALIDDATA;
 349     }
 350
 351     /*
 352      * Set the frametype to I initially. It will be set to P if the frame
 353      * has any dependencies (skip blocks). There will be a race condition
 354      * inside the slice decode function to set these, but we do not care.
 355      * since they will only ever be set to 0/P.
 356      */
 357     ctx->frame->key_frame = 1;
 358     ctx->frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 359
 360     /* Allocate slice data. */
 361     av_fast_malloc(&ctx->slice_data, &ctx->slice_data_size,
 362                    nslices * sizeof(ctx->slice_data[0]));
 363     if (!ctx->slice_data_size) {
 364         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate slice data.\n");
 365         return AVERROR(ENOMEM);
 366     }
 367     memset(ctx->slice_data, 0, nslices * sizeof(ctx->slice_data[0]));
 368
 369     for (slice = 0; slice < nslices; slice++) {
 370         unsigned slice_off = AV_RB32(src + tsize + FIC_HEADER_SIZE + slice * 4);
 371         unsigned slice_size;
 372         int y_off   = ctx->slice_h * slice;
 373         int slice_h = ctx->slice_h;
 374
 375         /*
 376          * Either read the slice size, or consume all data left.
 377          * Also, special case the last slight height.
 378          */
 379         if (slice == nslices - 1) {
 380             slice_size   = msize;
 381             slice_h      = FFALIGN(avctx->height - ctx->slice_h * (nslices - 1), 16);
 382         } else {
 383             slice_size = AV_RB32(src + tsize + FIC_HEADER_SIZE + slice * 4 + 4);
 384         }
 385
 386         if (slice_size < slice_off || slice_size > msize)
 387             continue;
 388
 389         slice_size -= slice_off;
 390
 391         ctx->slice_data[slice].src      = sdata + slice_off;
 392         ctx->slice_data[slice].src_size = slice_size;
 393         ctx->slice_data[slice].slice_h  = slice_h;
 394         ctx->slice_data[slice].y_off    = y_off;
 395     }
 396
 397     if ((ret = avctx->execute(avctx, fic_decode_slice, ctx->slice_data,
 398                               NULL, nslices, sizeof(ctx->slice_data[0]))) < 0)
 399         return ret;
 400
 401     av_frame_free(&ctx->final_frame);
 402     ctx->final_frame = av_frame_clone(ctx->frame);
 403     if (!ctx->final_frame) {
 404         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not clone frame buffer.\n");
 405         return AVERROR(ENOMEM);
 406     }
 407
 408     /* Make sure we use a user-supplied buffer. */
 409     if ((ret = ff_reget_buffer(avctx, ctx->final_frame)) < 0) {
 410         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not make frame writable.\n");
 411         return ret;
 412     }
 413
 414     /* Draw cursor. */
 415     if (!skip_cursor) {
 416         memcpy(ctx->cursor_buf, src + 59, 32 * 32 * 4);
 417         fic_draw_cursor(avctx, cur_x, cur_y);
 418     }
 419
 420 skip:
 421     *got_frame = 1;
 422     if ((ret = av_frame_ref(data, ctx->final_frame)) < 0)
 423         return ret;
 424
 425     return avpkt->size;
 426 }
 427
 428 static av_cold int fic_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 429 {
 430     FICContext *ctx = avctx->priv_data;
 431
 432     av_freep(&ctx->slice_data);
 433     av_frame_free(&ctx->final_frame);
 434     av_frame_free(&ctx->frame);
 435
 436     return 0;
 437 }
 438
 439 static av_cold int fic_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 440 {
 441     FICContext *ctx = avctx->priv_data;
 442
 443     /* Initialize various context values */
 444     ctx->avctx            = avctx;
 445     ctx->aligned_width    = FFALIGN(avctx->width,  16);
 446     ctx->aligned_height   = FFALIGN(avctx->height, 16);
 447
 448     avctx->pix_fmt             = AV_PIX_FMT_YUV420P;
 449     avctx->bits_per_raw_sample = 8;
 450
 451     ctx->frame = av_frame_alloc();
 452     if (!ctx->frame)
 453         return AVERROR(ENOMEM);
 454
 455     return 0;
 456 }
 457
 458 static const AVOption options[] = {
 459 { "skip_cursor", "skip the cursor", offsetof(FICContext, skip_cursor), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, 0, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM },
 460 { NULL },
 461 };
 462
 463 static const AVClass fic_decoder_class = {
 464     .class_name = "FIC encoder",
 465     .item_name  = av_default_item_name,
 466     .option     = options,
 467     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 468 };
 469
 470 AVCodec ff_fic_decoder = {
 471     .name           = "fic",
 472     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Mirillis FIC"),
 473     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 474     .id             = AV_CODEC_ID_FIC,
 475     .priv_data_size = sizeof(FICContext),
 476     .init           = fic_decode_init,
 477     .decode         = fic_decode_frame,
 478     .close          = fic_decode_close,
 479     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS,
 480     .priv_class     = &fic_decoder_class,
 481 };