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