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     int p_frame;
  38 } FICThreadContext;
  39
  40 typedef struct FICContext {
  41     AVClass *class;
  42     AVCodecContext *avctx;
  43     AVFrame *frame;
  44     AVFrame *final_frame;
  45
  46     FICThreadContext *slice_data;
  47     int slice_data_size;
  48
  49     const uint8_t *qmat;
  50
  51     enum AVPictureType cur_frame_type;
  52
  53     int aligned_width, aligned_height;
  54     int num_slices, slice_h;
  55
  56     uint8_t cursor_buf[4096];
  57     int skip_cursor;
  58 } FICContext;
  59
  60 static const uint8_t fic_qmat_hq[64] = {
  61     1, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 4,
  62     2, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4,
  63     2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4,
  64     2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 5,
  65     2, 3, 3, 3, 4, 4, 5, 6,
  66     3, 3, 3, 4, 4, 5, 6, 7,
  67     3, 3, 3, 4, 4, 5, 7, 7,
  68     3, 3, 4, 4, 5, 7, 7, 7,
  69 };
  70
  71 static const uint8_t fic_qmat_lq[64] = {
  72     1,  5,  6,  7,  8,  9,  9, 11,
  73     5,  5,  7,  8,  9,  9, 11, 12,
  74     6,  7,  8,  9,  9, 11, 11, 12,
  75     7,  7,  8,  9,  9, 11, 12, 13,
  76     7,  8,  9,  9, 10, 11, 13, 16,
  77     8,  9,  9, 10, 11, 13, 16, 19,
  78     8,  9,  9, 11, 12, 15, 18, 23,
  79     9,  9, 11, 12, 15, 18, 23, 27
  80 };
  81
  82 static const uint8_t fic_header[7] = { 0, 0, 1, 'F', 'I', 'C', 'V' };
  83
  84 #define FIC_HEADER_SIZE 27
  85
  86 static av_always_inline void fic_idct(int16_t *blk, int step, int shift, int rnd)
  87 {
  88     const unsigned t0 =  27246 * blk[3 * step] + 18405 * blk[5 * step];
  89     const unsigned t1 =  27246 * blk[5 * step] - 18405 * blk[3 * step];
  90     const unsigned t2 =   6393 * blk[7 * step] + 32139 * blk[1 * step];
  91     const unsigned t3 =   6393 * blk[1 * step] - 32139 * blk[7 * step];
  92     const unsigned t4 = 5793U * ((int)(t2 + t0 + 0x800) >> 12);
  93     const unsigned t5 = 5793U * ((int)(t3 + t1 + 0x800) >> 12);
  94     const unsigned t6 = t2 - t0;
  95     const unsigned t7 = t3 - t1;
  96     const unsigned t8 =  17734 * blk[2 * step] - 42813 * blk[6 * step];
  97     const unsigned t9 =  17734 * blk[6 * step] + 42814 * blk[2 * step];
  98     const unsigned tA = (blk[0 * step] - blk[4 * step]) * 32768 + rnd;
  99     const unsigned tB = (blk[0 * step] + blk[4 * step]) * 32768 + rnd;
 100     blk[0 * step] = (int)(  t4       + t9 + tB) >> shift;
 101     blk[1 * step] = (int)(  t6 + t7  + t8 + tA) >> shift;
 102     blk[2 * step] = (int)(  t6 - t7  - t8 + tA) >> shift;
 103     blk[3 * step] = (int)(  t5       - t9 + tB) >> shift;
 104     blk[4 * step] = (int)( -t5       - t9 + tB) >> shift;
 105     blk[5 * step] = (int)(-(t6 - t7) - t8 + tA) >> shift;
 106     blk[6 * step] = (int)(-(t6 + t7) + t8 + tA) >> shift;
 107     blk[7 * step] = (int)( -t4       + t9 + tB) >> shift;
 108 }
 109
 110 static void fic_idct_put(uint8_t *dst, int stride, int16_t *block)
 111 {
 112     int i, j;
 113     int16_t *ptr;
 114
 115     ptr = block;
 116     fic_idct(ptr++, 8, 13, (1 << 12) + (1 << 17));
 117     for (i = 1; i < 8; i++) {
 118         fic_idct(ptr, 8, 13, 1 << 12);
 119         ptr++;
 120     }
 121
 122     ptr = block;
 123     for (i = 0; i < 8; i++) {
 124         fic_idct(ptr, 1, 20, 0);
 125         ptr += 8;
 126     }
 127
 128     ptr = block;
 129     for (j = 0; j < 8; j++) {
 130         for (i = 0; i < 8; i++)
 131             dst[i] = av_clip_uint8(ptr[i]);
 132         dst += stride;
 133         ptr += 8;
 134     }
 135 }
 136 static int fic_decode_block(FICContext *ctx, GetBitContext *gb,
 137                             uint8_t *dst, int stride, int16_t *block, int *is_p)
 138 {
 139     int i, num_coeff;
 140
 141     /* Is it a skip block? */
 142     if (get_bits1(gb)) {
 143         *is_p = 1;
 144         return 0;
 145     }
 146
 147     memset(block, 0, sizeof(*block) * 64);
 148
 149     num_coeff = get_bits(gb, 7);
 150     if (num_coeff > 64)
 151         return AVERROR_INVALIDDATA;
 152
 153     for (i = 0; i < num_coeff; i++) {
 154         int v = get_se_golomb(gb);
 155         if (v < -2048 || v > 2048)
 156              return AVERROR_INVALIDDATA;
 157         block[ff_zigzag_direct[i]] = v *
 158                                      ctx->qmat[ff_zigzag_direct[i]];
 159     }
 160
 161     fic_idct_put(dst, stride, block);
 162
 163     return 0;
 164 }
 165
 166 static int fic_decode_slice(AVCodecContext *avctx, void *tdata)
 167 {
 168     FICContext *ctx        = avctx->priv_data;
 169     FICThreadContext *tctx = tdata;
 170     GetBitContext gb;
 171     uint8_t *src = tctx->src;
 172     int slice_h  = tctx->slice_h;
 173     int src_size = tctx->src_size;
 174     int y_off    = tctx->y_off;
 175     int x, y, p;
 176
 177     init_get_bits(&gb, src, src_size * 8);
 178
 179     for (p = 0; p < 3; p++) {
 180         int stride   = ctx->frame->linesize[p];
 181         uint8_t* dst = ctx->frame->data[p] + (y_off >> !!p) * stride;
 182
 183         for (y = 0; y < (slice_h >> !!p); y += 8) {
 184             for (x = 0; x < (ctx->aligned_width >> !!p); x += 8) {
 185                 int ret;
 186
 187                 if ((ret = fic_decode_block(ctx, &gb, dst + x, stride,
 188                                             tctx->block, &tctx->p_frame)) != 0)
 189                     return ret;
 190             }
 191
 192             dst += 8 * stride;
 193         }
 194     }
 195
 196     return 0;
 197 }
 198
 199 static av_always_inline void fic_alpha_blend(uint8_t *dst, uint8_t *src,
 200                                              int size, uint8_t *alpha)
 201 {
 202     int i;
 203
 204     for (i = 0; i < size; i++)
 205         dst[i] += ((src[i] - dst[i]) * alpha[i]) >> 8;
 206 }
 207
 208 static void fic_draw_cursor(AVCodecContext *avctx, int cur_x, int cur_y)
 209 {
 210     FICContext *ctx = avctx->priv_data;
 211     uint8_t *ptr    = ctx->cursor_buf;
 212     uint8_t *dstptr[3];
 213     uint8_t planes[4][1024];
 214     uint8_t chroma[3][256];
 215     int i, j, p;
 216
 217     /* Convert to YUVA444. */
 218     for (i = 0; i < 1024; i++) {
 219         planes[0][i] = (( 25 * ptr[0] + 129 * ptr[1] +  66 * ptr[2]) / 255) + 16;
 220         planes[1][i] = ((-38 * ptr[0] + 112 * ptr[1] + -74 * ptr[2]) / 255) + 128;
 221         planes[2][i] = ((-18 * ptr[0] + 112 * ptr[1] + -94 * ptr[2]) / 255) + 128;
 222         planes[3][i] = ptr[3];
 223
 224         ptr += 4;
 225     }
 226
 227     /* Subsample chroma. */
 228     for (i = 0; i < 32; i += 2)
 229         for (j = 0; j < 32; j += 2)
 230             for (p = 0; p < 3; p++)
 231                 chroma[p][16 * (i / 2) + j / 2] = (planes[p + 1][32 *  i      + j    ] +
 232                                                    planes[p + 1][32 *  i      + j + 1] +
 233                                                    planes[p + 1][32 * (i + 1) + j    ] +
 234                                                    planes[p + 1][32 * (i + 1) + j + 1]) / 4;
 235
 236     /* Seek to x/y pos of cursor. */
 237     for (i = 0; i < 3; i++)
 238         dstptr[i] = ctx->final_frame->data[i]                        +
 239                     (ctx->final_frame->linesize[i] * (cur_y >> !!i)) +
 240                     (cur_x >> !!i) + !!i;
 241
 242     /* Copy. */
 243     for (i = 0; i < FFMIN(32, avctx->height - cur_y) - 1; i += 2) {
 244         int lsize = FFMIN(32, avctx->width - cur_x);
 245         int csize = lsize / 2;
 246
 247         fic_alpha_blend(dstptr[0],
 248                         planes[0] + i * 32, lsize, planes[3] + i * 32);
 249         fic_alpha_blend(dstptr[0] + ctx->final_frame->linesize[0],
 250                         planes[0] + (i + 1) * 32, lsize, planes[3] + (i + 1) * 32);
 251         fic_alpha_blend(dstptr[1],
 252                         chroma[0] + (i / 2) * 16, csize, chroma[2] + (i / 2) * 16);
 253         fic_alpha_blend(dstptr[2],
 254                         chroma[1] + (i / 2) * 16, csize, chroma[2] + (i / 2) * 16);
 255
 256         dstptr[0] += ctx->final_frame->linesize[0] * 2;
 257         dstptr[1] += ctx->final_frame->linesize[1];
 258         dstptr[2] += ctx->final_frame->linesize[2];
 259     }
 260 }
 261
 262 static int fic_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 263                             int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 264 {
 265     FICContext *ctx = avctx->priv_data;
 266     uint8_t *src = avpkt->data;
 267     int ret;
 268     int slice, nslices;
 269     int msize;
 270     int tsize;
 271     int cur_x, cur_y;
 272     int skip_cursor = ctx->skip_cursor;
 273     uint8_t *sdata;
 274
 275     if ((ret = ff_reget_buffer(avctx, ctx->frame)) < 0)
 276         return ret;
 277
 278     /* Header + at least one slice (4) */
 279     if (avpkt->size < FIC_HEADER_SIZE + 4) {
 280         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame data is too small.\n");
 281         return AVERROR_INVALIDDATA;
 282     }
 283
 284     /* Check for header. */
 285     if (memcmp(src, fic_header, 7))
 286         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid FIC Header.\n");
 287
 288     /* Is it a skip frame? */
 289     if (src[17]) {
 290         if (!ctx->final_frame) {
 291             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Initial frame is skipped\n");
 292             return AVERROR_INVALIDDATA;
 293         }
 294         goto skip;
 295     }
 296
 297     nslices = src[13];
 298     if (!nslices) {
 299         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Zero slices found.\n");
 300         return AVERROR_INVALIDDATA;
 301     }
 302
 303     /* High or Low Quality Matrix? */
 304     ctx->qmat = src[23] ? fic_qmat_hq : fic_qmat_lq;
 305
 306     /* Skip cursor data. */
 307     tsize = AV_RB24(src + 24);
 308     if (tsize > avpkt->size - FIC_HEADER_SIZE) {
 309         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 310                "Packet is too small to contain cursor (%d vs %d bytes).\n",
 311                tsize, avpkt->size - FIC_HEADER_SIZE);
 312         return AVERROR_INVALIDDATA;
 313     }
 314
 315     if (!tsize || !AV_RL16(src + 37) || !AV_RL16(src + 39))
 316         skip_cursor = 1;
 317
 318     if (!skip_cursor && tsize < 32) {
 319         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 320                "Cursor data too small. Skipping cursor.\n");
 321         skip_cursor = 1;
 322     }
 323
 324     /* Cursor position. */
 325     cur_x = AV_RL16(src + 33);
 326     cur_y = AV_RL16(src + 35);
 327     if (!skip_cursor && (cur_x > avctx->width || cur_y > avctx->height)) {
 328         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,
 329                "Invalid cursor position: (%d,%d). Skipping cursor.\n",
 330                cur_x, cur_y);
 331         skip_cursor = 1;
 332     }
 333
 334     if (!skip_cursor && (AV_RL16(src + 37) != 32 || AV_RL16(src + 39) != 32)) {
 335         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 336                "Invalid cursor size. Skipping cursor.\n");
 337         skip_cursor = 1;
 338     }
 339
 340     /* Slice height for all but the last slice. */
 341     ctx->slice_h = 16 * (ctx->aligned_height >> 4) / nslices;
 342     if (ctx->slice_h % 16)
 343         ctx->slice_h = FFALIGN(ctx->slice_h - 16, 16);
 344
 345     /* First slice offset and remaining data. */
 346     sdata = src + tsize + FIC_HEADER_SIZE + 4 * nslices;
 347     msize = avpkt->size - nslices * 4 - tsize - FIC_HEADER_SIZE;
 348
 349     if (msize <= 0) {
 350         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough frame data to decode.\n");
 351         return AVERROR_INVALIDDATA;
 352     }
 353
 354     /* Allocate slice data. */
 355     av_fast_malloc(&ctx->slice_data, &ctx->slice_data_size,
 356                    nslices * sizeof(ctx->slice_data[0]));
 357     if (!ctx->slice_data_size) {
 358         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate slice data.\n");
 359         return AVERROR(ENOMEM);
 360     }
 361     memset(ctx->slice_data, 0, nslices * sizeof(ctx->slice_data[0]));
 362
 363     for (slice = 0; slice < nslices; slice++) {
 364         unsigned slice_off = AV_RB32(src + tsize + FIC_HEADER_SIZE + slice * 4);
 365         unsigned slice_size;
 366         int y_off   = ctx->slice_h * slice;
 367         int slice_h = ctx->slice_h;
 368
 369         /*
 370          * Either read the slice size, or consume all data left.
 371          * Also, special case the last slight height.
 372          */
 373         if (slice == nslices - 1) {
 374             slice_size   = msize;
 375             slice_h      = FFALIGN(avctx->height - ctx->slice_h * (nslices - 1), 16);
 376         } else {
 377             slice_size = AV_RB32(src + tsize + FIC_HEADER_SIZE + slice * 4 + 4);
 378         }
 379
 380         if (slice_size < slice_off || slice_size > msize)
 381             continue;
 382
 383         slice_size -= slice_off;
 384
 385         ctx->slice_data[slice].src      = sdata + slice_off;
 386         ctx->slice_data[slice].src_size = slice_size;
 387         ctx->slice_data[slice].slice_h  = slice_h;
 388         ctx->slice_data[slice].y_off    = y_off;
 389     }
 390
 391     if ((ret = avctx->execute(avctx, fic_decode_slice, ctx->slice_data,
 392                               NULL, nslices, sizeof(ctx->slice_data[0]))) < 0)
 393         return ret;
 394
 395     ctx->frame->key_frame = 1;
 396     ctx->frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 397     for (slice = 0; slice < nslices; slice++) {
 398         if (ctx->slice_data[slice].p_frame) {
 399             ctx->frame->key_frame = 0;
 400             ctx->frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
 401             break;
 402         }
 403     }
 404     av_frame_free(&ctx->final_frame);
 405     ctx->final_frame = av_frame_clone(ctx->frame);
 406     if (!ctx->final_frame) {
 407         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not clone frame buffer.\n");
 408         return AVERROR(ENOMEM);
 409     }
 410
 411     /* Make sure we use a user-supplied buffer. */
 412     if ((ret = ff_reget_buffer(avctx, ctx->final_frame)) < 0) {
 413         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not make frame writable.\n");
 414         return ret;
 415     }
 416
 417     /* Draw cursor. */
 418     if (!skip_cursor) {
 419         memcpy(ctx->cursor_buf, src + 59, 32 * 32 * 4);
 420         fic_draw_cursor(avctx, cur_x, cur_y);
 421     }
 422
 423 skip:
 424     *got_frame = 1;
 425     if ((ret = av_frame_ref(data, ctx->final_frame)) < 0)
 426         return ret;
 427
 428     return avpkt->size;
 429 }
 430
 431 static av_cold int fic_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 432 {
 433     FICContext *ctx = avctx->priv_data;
 434
 435     av_freep(&ctx->slice_data);
 436     av_frame_free(&ctx->final_frame);
 437     av_frame_free(&ctx->frame);
 438
 439     return 0;
 440 }
 441
 442 static av_cold int fic_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 443 {
 444     FICContext *ctx = avctx->priv_data;
 445
 446     /* Initialize various context values */
 447     ctx->avctx            = avctx;
 448     ctx->aligned_width    = FFALIGN(avctx->width,  16);
 449     ctx->aligned_height   = FFALIGN(avctx->height, 16);
 450
 451     avctx->pix_fmt             = AV_PIX_FMT_YUV420P;
 452     avctx->bits_per_raw_sample = 8;
 453
 454     ctx->frame = av_frame_alloc();
 455     if (!ctx->frame)
 456         return AVERROR(ENOMEM);
 457
 458     return 0;
 459 }
 460
 461 static const AVOption options[] = {
 462 { "skip_cursor", "skip the cursor", offsetof(FICContext, skip_cursor), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 0 }, 0, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM },
 463 { NULL },
 464 };
 465
 466 static const AVClass fic_decoder_class = {
 467     .class_name = "FIC encoder",
 468     .item_name  = av_default_item_name,
 469     .option     = options,
 470     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 471 };
 472
 473 AVCodec ff_fic_decoder = {
 474     .name           = "fic",
 475     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Mirillis FIC"),
 476     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 477     .id             = AV_CODEC_ID_FIC,
 478     .priv_data_size = sizeof(FICContext),
 479     .init           = fic_decode_init,
 480     .decode         = fic_decode_frame,
 481     .close          = fic_decode_close,
 482     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS,
 483     .priv_class     = &fic_decoder_class,
 484 };