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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2005  Ole André Vadla Ravnås <oleavr@gmail.com>
   3  * Copyright (C) 2008  Ramiro Polla <ramiro@lisha.ufsc.br>
   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 #include <stdlib.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include <stdint.h>
  25
  26 #include "avcodec.h"
  27 #include "bitstream.h"
  28 #include "dsputil.h"
  29
  30 #define MIMIC_HEADER_SIZE   20
  31
  32 typedef struct {
  33     AVCodecContext *avctx;
  34
  35     int             num_vblocks[3];
  36     int             num_hblocks[3];
  37
  38     uint8_t        *swap_buf;
  39     int             swap_buf_size;
  40
  41     int             cur_index;
  42     int             prev_index;
  43
  44     AVFrame         buf_ptrs    [16];
  45     AVPicture       flipped_ptrs[16];
  46
  47     DECLARE_ALIGNED_16(DCTELEM, dct_block[64]);
  48
  49     GetBitContext   gb;
  50     ScanTable       scantable;
  51     DSPContext      dsp;
  52     VLC             vlc1;
  53 } MimicContext;
  54
  55 static const uint32_t huffcodes[] = {
  56     0x0000000a, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
  57     0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
  58     0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x0000000b,
  59     0x0000001b, 0x00000038, 0x00000078, 0x00000079, 0x0000007a, 0x000000f9,
  60     0x000000fa, 0x000003fb, 0x000007f8, 0x000007f9, 0x000007fa, 0x000007fb,
  61     0x00000ff8, 0x00000ff9, 0x00000001, 0x00000039, 0x0000007b, 0x000000fb,
  62     0x000001f8, 0x000001f9, 0x00000ffa, 0x00000ffb, 0x00001ff8, 0x00001ff9,
  63     0x00001ffa, 0x00001ffb, 0x00003ff8, 0x00003ff9, 0x00003ffa, 0x00000000,
  64     0x00000004, 0x0000003a, 0x000001fa, 0x00003ffb, 0x00007ff8, 0x00007ff9,
  65     0x00007ffa, 0x00007ffb, 0x0000fff8, 0x0000fff9, 0x0000fffa, 0x0000fffb,
  66     0x0001fff8, 0x0001fff9, 0x0001fffa, 0x00000000, 0x0000000c, 0x000000f8,
  67     0x000001fb, 0x0001fffb, 0x0003fff8, 0x0003fff9, 0x0003fffa, 0x0003fffb,
  68     0x0007fff8, 0x0007fff9, 0x0007fffa, 0x0007fffb, 0x000ffff8, 0x000ffff9,
  69     0x000ffffa, 0x00000000, 0x0000001a, 0x000003f8, 0x000ffffb, 0x001ffff8,
  70     0x001ffff9, 0x001ffffa, 0x001ffffb, 0x003ffff8, 0x003ffff9, 0x003ffffa,
  71     0x003ffffb, 0x007ffff8, 0x007ffff9, 0x007ffffa, 0x007ffffb, 0x00000000,
  72     0x0000003b, 0x000003f9, 0x00fffff8, 0x00fffff9, 0x00fffffa, 0x00fffffb,
  73     0x01fffff8, 0x01fffff9, 0x01fffffa, 0x01fffffb, 0x03fffff8, 0x03fffff9,
  74     0x03fffffa, 0x03fffffb, 0x07fffff8, 0x00000000, 0x000003fa, 0x07fffff9,
  75     0x07fffffa, 0x07fffffb, 0x0ffffff8, 0x0ffffff9, 0x0ffffffa, 0x0ffffffb,
  76     0x1ffffff8, 0x1ffffff9, 0x1ffffffa, 0x1ffffffb, 0x3ffffff8, 0x3ffffff9,
  77     0x3ffffffa,
  78 };
  79
  80 static const uint8_t huffbits[] = {
  81      4,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  82      0,  0,  0,  0,  2,  4,  5,  6,  7,  7,  7,  8,
  83      8, 10, 11, 11, 11, 11, 12, 12,  2,  6,  7,  8,
  84      9,  9, 12, 12, 13, 13, 13, 13, 14, 14, 14,  0,
  85      3,  6,  9, 14, 15, 15, 15, 15, 16, 16, 16, 16,
  86     17, 17, 17,  0,  4,  8,  9, 17, 18, 18, 18, 18,
  87     19, 19, 19, 19, 20, 20, 20,  0,  5, 10, 20, 21,
  88     21, 21, 21, 22, 22, 22, 22, 23, 23, 23, 23,  0,
  89      6, 10, 24, 24, 24, 24, 25, 25, 25, 25, 26, 26,
  90     26, 26, 27,  0, 10, 27, 27, 27, 28, 28, 28, 28,
  91     29, 29, 29, 29, 30, 30, 30,
  92 };
  93
  94 static const uint8_t col_zag[64] = {
  95      0,  8,  1,  2,  9, 16, 24, 17,
  96     10,  3,  4, 11, 18, 25, 32, 40,
  97     33, 26, 19, 12,  5,  6, 13, 20,
  98     27, 34, 41, 48, 56, 49, 42, 35,
  99     28, 21, 14,  7, 15, 22, 29, 36,
 100     43, 50, 57, 58, 51, 44, 37, 30,
 101     23, 31, 38, 45, 52, 59, 39, 46,
 102     53, 60, 61, 54, 47, 55, 62, 63
 103 };
 104
 105 static av_cold int mimic_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 106 {
 107     MimicContext *ctx = avctx->priv_data;
 108
 109     ctx->prev_index = 0;
 110     ctx->cur_index = 15;
 111
 112     if(init_vlc(&ctx->vlc1, 8, sizeof(huffbits)/sizeof(huffbits[0]),
 113                  huffbits, 1, 1, huffcodes, 4, 4, 0)) {
 114         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error initializing vlc table\n");
 115         return -1;
 116     }
 117     dsputil_init(&ctx->dsp, avctx);
 118     ff_init_scantable(ctx->dsp.idct_permutation, &ctx->scantable, col_zag);
 119
 120     return 0;
 121 }
 122
 123 const static int8_t vlcdec_lookup[9][64] = {
 124     {    0, },
 125     {   -1,   1, },
 126     {   -3,   3,   -2,   2, },
 127     {   -7,   7,   -6,   6,   -5,   5,   -4,   4, },
 128     {  -15,  15,  -14,  14,  -13,  13,  -12,  12,
 129        -11,  11,  -10,  10,   -9,   9,   -8,   8, },
 130     {  -31,  31,  -30,  30,  -29,  29,  -28,  28,
 131        -27,  27,  -26,  26,  -25,  25,  -24,  24,
 132        -23,  23,  -22,  22,  -21,  21,  -20,  20,
 133        -19,  19,  -18,  18,  -17,  17,  -16,  16, },
 134     {  -63,  63,  -62,  62,  -61,  61,  -60,  60,
 135        -59,  59,  -58,  58,  -57,  57,  -56,  56,
 136        -55,  55,  -54,  54,  -53,  53,  -52,  52,
 137        -51,  51,  -50,  50,  -49,  49,  -48,  48,
 138        -47,  47,  -46,  46,  -45,  45,  -44,  44,
 139        -43,  43,  -42,  42,  -41,  41,  -40,  40,
 140        -39,  39,  -38,  38,  -37,  37,  -36,  36,
 141        -35,  35,  -34,  34,  -33,  33,  -32,  32, },
 142     { -127, 127, -126, 126, -125, 125, -124, 124,
 143       -123, 123, -122, 122, -121, 121, -120, 120,
 144       -119, 119, -118, 118, -117, 117, -116, 116,
 145       -115, 115, -114, 114, -113, 113, -112, 112,
 146       -111, 111, -110, 110, -109, 109, -108, 108,
 147       -107, 107, -106, 106, -105, 105, -104, 104,
 148       -103, 103, -102, 102, -101, 101, -100, 100,
 149        -99,  99,  -98,  98,  -97,  97,  -96,  96, },
 150     {  -95,  95,  -94,  94,  -93,  93,  -92,  92,
 151        -91,  91,  -90,  90,  -89,  89,  -88,  88,
 152        -87,  87,  -86,  86,  -85,  85,  -84,  84,
 153        -83,  83,  -82,  82,  -81,  81,  -80,  80,
 154        -79,  79,  -78,  78,  -77,  77,  -76,  76,
 155        -75,  75,  -74,  74,  -73,  73,  -72,  72,
 156        -71,  71,  -70,  70,  -69,  69,  -68,  68,
 157        -67,  67,  -66,  66,  -65,  65,  -64,  64, },
 158 };
 159
 160 static int vlc_decode_block(MimicContext *ctx, DCTELEM *block, int num_coeffs,
 161                             int qscale)
 162 {
 163     unsigned int pos;
 164
 165     memset(block, 0, 64 * sizeof(DCTELEM));
 166
 167     block[0] = get_bits(&ctx->gb, 8) << 3;
 168
 169     for(pos = 1; pos < num_coeffs; pos++) {
 170         uint32_t vlc, num_bits;
 171         int value;
 172         int coeff;
 173
 174         vlc = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->vlc1.table, ctx->vlc1.bits, 4);
 175         if(!vlc) /* end-of-block code */
 176             return 1;
 177         if(vlc == -1)
 178             return 0;
 179
 180         /* pos_add and num_bits are coded in the vlc code */
 181         pos +=     vlc&15; // pos_add
 182         num_bits = vlc>>4; // num_bits
 183
 184         if(pos >= 64)
 185             return 0;
 186
 187         value = get_bits(&ctx->gb, num_bits);
 188
 189         /* FFmpeg's IDCT behaves somewhat different from the original code, so
 190          * a factor of 4 was added to the input */
 191
 192         coeff = vlcdec_lookup[num_bits][value];
 193         if(pos<3)
 194             coeff <<= 4;
 195         else /* TODO Use >> 10 instead of / 1001 */
 196             coeff = (coeff * qscale) / 1001;
 197
 198         block[ctx->scantable.permutated[pos]] = coeff;
 199     }
 200
 201     return 1;
 202 }
 203
 204 static int decode(MimicContext *ctx, int quality, int num_coeffs,
 205                   int is_iframe)
 206 {
 207     int y, x, plane;
 208
 209     for(plane = 0; plane < 3; plane++) {
 210         const int is_chroma = !!plane;
 211         const int qscale = av_clip(10000-quality,is_chroma?1000:2000,10000)<<2;
 212         const int stride = ctx->flipped_ptrs[ctx->cur_index].linesize[plane];
 213         const uint8_t *src = ctx->flipped_ptrs[ctx->prev_index].data[plane];
 214         uint8_t       *dst = ctx->flipped_ptrs[ctx->cur_index ].data[plane];
 215
 216         for(y = 0 ; y < ctx->num_vblocks[plane] ; y++) {
 217             for(x = 0; x < ctx->num_hblocks[plane]; x++) {
 218
 219                 /* Check for a change condition in the current block.
 220                  * - iframes always change.
 221                  * - Luma plane changes on get_bits1 == 0
 222                  * - Chroma planes change on get_bits1 == 1 */
 223                 if(is_iframe || get_bits1(&ctx->gb) == is_chroma) {
 224
 225                     /* Luma planes may use a backreference from the 15 last
 226                      * frames preceding the previous. (get_bits1 == 1)
 227                      * Chroma planes don't use backreferences. */
 228                     if(is_chroma || is_iframe || !get_bits1(&ctx->gb)) {
 229
 230                         if(!vlc_decode_block(ctx, ctx->dct_block,
 231                                              num_coeffs, qscale))
 232                             return 0;
 233                         ctx->dsp.idct_put(dst, stride, ctx->dct_block);
 234                     } else {
 235                         unsigned int backref = get_bits(&ctx->gb, 4);
 236                         int index = (ctx->cur_index+backref)&15;
 237                         uint8_t *p = ctx->flipped_ptrs[index].data[0];
 238
 239                         if(p) {
 240                             p += src -
 241                                 ctx->flipped_ptrs[ctx->prev_index].data[plane];
 242                             ctx->dsp.put_pixels_tab[1][0](dst, p, stride, 8);
 243                         } else {
 244                             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 245                                      "No such backreference! Buggy sample.\n");
 246                         }
 247                     }
 248                 } else {
 249                     ctx->dsp.put_pixels_tab[1][0](dst, src, stride, 8);
 250                 }
 251                 src += 8;
 252                 dst += 8;
 253             }
 254             src += (stride - ctx->num_hblocks[plane])<<3;
 255             dst += (stride - ctx->num_hblocks[plane])<<3;
 256         }
 257     }
 258
 259     return 1;
 260 }
 261
 262 /**
 263  * Flip the buffer upside-down and put it in the YVU order to match the
 264  * way Mimic encodes frames.
 265  */
 266 static void prepare_avpic(MimicContext *ctx, AVPicture *dst, AVPicture *src)
 267 {
 268     int i;
 269     dst->data[0] = src->data[0]+( ctx->avctx->height    -1)*src->linesize[0];
 270     dst->data[1] = src->data[2]+((ctx->avctx->height>>1)-1)*src->linesize[2];
 271     dst->data[2] = src->data[1]+((ctx->avctx->height>>1)-1)*src->linesize[1];
 272     for(i = 0 ; i < 3 ; i++)
 273         dst->linesize[i] = -src->linesize[i];
 274 }
 275
 276 static int mimic_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 277                               int *data_size, const uint8_t *buf, int buf_size)
 278 {
 279     MimicContext *ctx = avctx->priv_data;
 280     int is_pframe;
 281     int width, height;
 282     int quality, num_coeffs;
 283     int swap_buf_size = buf_size - MIMIC_HEADER_SIZE;
 284
 285     /*
 286      * Header structure:
 287      *  uint16_t    I_dont_remember;
 288      *  uint16_t    quality;
 289      *  uint16_t    width;
 290      *  uint16_t    height;
 291      *  uint32_t    some_constant;
 292      *  uint32_t    is_pframe;
 293      *  uint32_t    num_coeffs;
 294      */
 295
 296     if(buf_size < MIMIC_HEADER_SIZE) {
 297         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "insufficient data\n");
 298         return -1;
 299     }
 300
 301     width  = AV_RL16(buf + 4);
 302     height = AV_RL16(buf + 6);
 303
 304     if(!ctx->avctx) {
 305         int i;
 306
 307         if(!(width == 160 && height == 120) &&
 308            !(width == 320 && height == 240)) {
 309             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid width/height!\n");
 310             return -1;
 311         }
 312
 313         ctx->avctx     = avctx;
 314         avctx->width   = width;
 315         avctx->height  = height;
 316         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 317         for(i = 0 ; i < 3 ; i++) {
 318             ctx->num_vblocks[i] = -((-height) >> (3 + !!i));
 319             ctx->num_hblocks[i] =     width   >> (3 + !!i) ;
 320         }
 321     } else if(width != ctx->avctx->width || height != ctx->avctx->height) {
 322         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "resolution changing is not supported\n");
 323         return -1;
 324     }
 325
 326     quality    = AV_RL16(buf + 2);
 327     is_pframe  = AV_RL32(buf + 12);
 328     num_coeffs = buf[16];
 329
 330     if(is_pframe && !ctx->buf_ptrs[ctx->prev_index].data[0]) {
 331         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "decoding must start with keyframe\n");
 332         return -1;
 333     }
 334
 335     ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index].reference = 1;
 336     if(avctx->get_buffer(avctx, &ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index])) {
 337         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 338         return -1;
 339     }
 340
 341     prepare_avpic(ctx, &ctx->flipped_ptrs[ctx->cur_index],
 342                   (AVPicture*) &ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index]);
 343
 344     ctx->swap_buf = av_fast_realloc(ctx->swap_buf, &ctx->swap_buf_size,
 345                                  swap_buf_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 346     if(!ctx->swap_buf)
 347         return AVERROR_NOMEM;
 348
 349     ctx->dsp.bswap_buf((uint32_t*)ctx->swap_buf,
 350                         (const uint32_t*) (buf + MIMIC_HEADER_SIZE),
 351                         swap_buf_size>>2);
 352     init_get_bits(&ctx->gb, ctx->swap_buf, swap_buf_size << 3);
 353
 354     if(!decode(ctx, quality, num_coeffs, !is_pframe)) {
 355         avctx->release_buffer(avctx, &ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index]);
 356         return -1;
 357     }
 358
 359     ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index].pict_type = is_pframe ? FF_P_TYPE:FF_I_TYPE;
 360     *(AVFrame*)data = ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index];
 361     *data_size = sizeof(AVFrame);
 362
 363     ctx->prev_index = ctx->cur_index;
 364     ctx->cur_index--;
 365     ctx->cur_index &= 15;
 366
 367     /* Only release frames that aren't used for backreferences anymore */
 368     if(ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index].data[0])
 369         avctx->release_buffer(avctx, &ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index]);
 370
 371     return buf_size;
 372 }
 373
 374 static av_cold int mimic_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 375 {
 376     MimicContext *ctx = avctx->priv_data;
 377     int i;
 378
 379     av_free(ctx->swap_buf);
 380     for(i = 0; i < 16; i++)
 381         if(ctx->buf_ptrs[i].data[0])
 382             avctx->release_buffer(avctx, &ctx->buf_ptrs[i]);
 383     free_vlc(&ctx->vlc1);
 384
 385     return 0;
 386 }
 387
 388 AVCodec mimic_decoder = {
 389     "mimic",
 390     CODEC_TYPE_VIDEO,
 391     CODEC_ID_MIMIC,
 392     sizeof(MimicContext),
 393     mimic_decode_init,
 394     NULL,
 395     mimic_decode_end,
 396     mimic_decode_frame,
 397     CODEC_CAP_DR1,
 398 };