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
   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 "internal.h"
  28 #include "get_bits.h"
  29 #include "bytestream.h"
  30 #include "dsputil.h"
  31 #include "thread.h"
  32
  33 #define MIMIC_HEADER_SIZE   20
  34
  35 typedef struct {
  36     AVCodecContext *avctx;
  37
  38     int             num_vblocks[3];
  39     int             num_hblocks[3];
  40
  41     void           *swap_buf;
  42     int             swap_buf_size;
  43
  44     int             cur_index;
  45     int             prev_index;
  46
  47     AVFrame         buf_ptrs    [16];
  48     AVPicture       flipped_ptrs[16];
  49
  50     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, dct_block)[64];
  51
  52     GetBitContext   gb;
  53     ScanTable       scantable;
  54     DSPContext      dsp;
  55     VLC             vlc;
  56
  57     /* Kept in the context so multithreading can have a constant to read from */
  58     int             next_cur_index;
  59     int             next_prev_index;
  60 } MimicContext;
  61
  62 static const uint32_t huffcodes[] = {
  63     0x0000000a, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
  64     0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
  65     0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x0000000b,
  66     0x0000001b, 0x00000038, 0x00000078, 0x00000079, 0x0000007a, 0x000000f9,
  67     0x000000fa, 0x000003fb, 0x000007f8, 0x000007f9, 0x000007fa, 0x000007fb,
  68     0x00000ff8, 0x00000ff9, 0x00000001, 0x00000039, 0x0000007b, 0x000000fb,
  69     0x000001f8, 0x000001f9, 0x00000ffa, 0x00000ffb, 0x00001ff8, 0x00001ff9,
  70     0x00001ffa, 0x00001ffb, 0x00003ff8, 0x00003ff9, 0x00003ffa, 0x00000000,
  71     0x00000004, 0x0000003a, 0x000001fa, 0x00003ffb, 0x00007ff8, 0x00007ff9,
  72     0x00007ffa, 0x00007ffb, 0x0000fff8, 0x0000fff9, 0x0000fffa, 0x0000fffb,
  73     0x0001fff8, 0x0001fff9, 0x0001fffa, 0x00000000, 0x0000000c, 0x000000f8,
  74     0x000001fb, 0x0001fffb, 0x0003fff8, 0x0003fff9, 0x0003fffa, 0x0003fffb,
  75     0x0007fff8, 0x0007fff9, 0x0007fffa, 0x0007fffb, 0x000ffff8, 0x000ffff9,
  76     0x000ffffa, 0x00000000, 0x0000001a, 0x000003f8, 0x000ffffb, 0x001ffff8,
  77     0x001ffff9, 0x001ffffa, 0x001ffffb, 0x003ffff8, 0x003ffff9, 0x003ffffa,
  78     0x003ffffb, 0x007ffff8, 0x007ffff9, 0x007ffffa, 0x007ffffb, 0x00000000,
  79     0x0000003b, 0x000003f9, 0x00fffff8, 0x00fffff9, 0x00fffffa, 0x00fffffb,
  80     0x01fffff8, 0x01fffff9, 0x01fffffa, 0x01fffffb, 0x03fffff8, 0x03fffff9,
  81     0x03fffffa, 0x03fffffb, 0x07fffff8, 0x00000000, 0x000003fa, 0x07fffff9,
  82     0x07fffffa, 0x07fffffb, 0x0ffffff8, 0x0ffffff9, 0x0ffffffa, 0x0ffffffb,
  83     0x1ffffff8, 0x1ffffff9, 0x1ffffffa, 0x1ffffffb, 0x3ffffff8, 0x3ffffff9,
  84     0x3ffffffa,
  85 };
  86
  87 static const uint8_t huffbits[] = {
  88      4,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  89      0,  0,  0,  0,  2,  4,  5,  6,  7,  7,  7,  8,
  90      8, 10, 11, 11, 11, 11, 12, 12,  2,  6,  7,  8,
  91      9,  9, 12, 12, 13, 13, 13, 13, 14, 14, 14,  0,
  92      3,  6,  9, 14, 15, 15, 15, 15, 16, 16, 16, 16,
  93     17, 17, 17,  0,  4,  8,  9, 17, 18, 18, 18, 18,
  94     19, 19, 19, 19, 20, 20, 20,  0,  5, 10, 20, 21,
  95     21, 21, 21, 22, 22, 22, 22, 23, 23, 23, 23,  0,
  96      6, 10, 24, 24, 24, 24, 25, 25, 25, 25, 26, 26,
  97     26, 26, 27,  0, 10, 27, 27, 27, 28, 28, 28, 28,
  98     29, 29, 29, 29, 30, 30, 30,
  99 };
 100
 101 static const uint8_t col_zag[64] = {
 102      0,  8,  1,  2,  9, 16, 24, 17,
 103     10,  3,  4, 11, 18, 25, 32, 40,
 104     33, 26, 19, 12,  5,  6, 13, 20,
 105     27, 34, 41, 48, 56, 49, 42, 35,
 106     28, 21, 14,  7, 15, 22, 29, 36,
 107     43, 50, 57, 58, 51, 44, 37, 30,
 108     23, 31, 38, 45, 52, 59, 39, 46,
 109     53, 60, 61, 54, 47, 55, 62, 63,
 110 };
 111
 112 static av_cold int mimic_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 113 {
 114     MimicContext *ctx = avctx->priv_data;
 115
 116     ctx->prev_index = 0;
 117     ctx->cur_index = 15;
 118
 119     if(init_vlc(&ctx->vlc, 11, FF_ARRAY_ELEMS(huffbits),
 120                  huffbits, 1, 1, huffcodes, 4, 4, 0)) {
 121         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error initializing vlc table\n");
 122         return -1;
 123     }
 124     dsputil_init(&ctx->dsp, avctx);
 125     ff_init_scantable(ctx->dsp.idct_permutation, &ctx->scantable, col_zag);
 126
 127     return 0;
 128 }
 129
 130 static int mimic_decode_update_thread_context(AVCodecContext *avctx, const AVCodecContext *avctx_from)
 131 {
 132     MimicContext *dst = avctx->priv_data, *src = avctx_from->priv_data;
 133
 134     if (avctx == avctx_from) return 0;
 135
 136     dst->cur_index  = src->next_cur_index;
 137     dst->prev_index = src->next_prev_index;
 138
 139     memcpy(dst->buf_ptrs, src->buf_ptrs, sizeof(src->buf_ptrs));
 140     memcpy(dst->flipped_ptrs, src->flipped_ptrs, sizeof(src->flipped_ptrs));
 141
 142     memset(&dst->buf_ptrs[dst->cur_index], 0, sizeof(AVFrame));
 143
 144     return 0;
 145 }
 146
 147 static const int8_t vlcdec_lookup[9][64] = {
 148     {    0, },
 149     {   -1,   1, },
 150     {   -3,   3,   -2,   2, },
 151     {   -7,   7,   -6,   6,   -5,   5,   -4,   4, },
 152     {  -15,  15,  -14,  14,  -13,  13,  -12,  12,
 153        -11,  11,  -10,  10,   -9,   9,   -8,   8, },
 154     {  -31,  31,  -30,  30,  -29,  29,  -28,  28,
 155        -27,  27,  -26,  26,  -25,  25,  -24,  24,
 156        -23,  23,  -22,  22,  -21,  21,  -20,  20,
 157        -19,  19,  -18,  18,  -17,  17,  -16,  16, },
 158     {  -63,  63,  -62,  62,  -61,  61,  -60,  60,
 159        -59,  59,  -58,  58,  -57,  57,  -56,  56,
 160        -55,  55,  -54,  54,  -53,  53,  -52,  52,
 161        -51,  51,  -50,  50,  -49,  49,  -48,  48,
 162        -47,  47,  -46,  46,  -45,  45,  -44,  44,
 163        -43,  43,  -42,  42,  -41,  41,  -40,  40,
 164        -39,  39,  -38,  38,  -37,  37,  -36,  36,
 165        -35,  35,  -34,  34,  -33,  33,  -32,  32, },
 166     { -127, 127, -126, 126, -125, 125, -124, 124,
 167       -123, 123, -122, 122, -121, 121, -120, 120,
 168       -119, 119, -118, 118, -117, 117, -116, 116,
 169       -115, 115, -114, 114, -113, 113, -112, 112,
 170       -111, 111, -110, 110, -109, 109, -108, 108,
 171       -107, 107, -106, 106, -105, 105, -104, 104,
 172       -103, 103, -102, 102, -101, 101, -100, 100,
 173        -99,  99,  -98,  98,  -97,  97,  -96,  96, },
 174     {  -95,  95,  -94,  94,  -93,  93,  -92,  92,
 175        -91,  91,  -90,  90,  -89,  89,  -88,  88,
 176        -87,  87,  -86,  86,  -85,  85,  -84,  84,
 177        -83,  83,  -82,  82,  -81,  81,  -80,  80,
 178        -79,  79,  -78,  78,  -77,  77,  -76,  76,
 179        -75,  75,  -74,  74,  -73,  73,  -72,  72,
 180        -71,  71,  -70,  70,  -69,  69,  -68,  68,
 181        -67,  67,  -66,  66,  -65,  65,  -64,  64, },
 182 };
 183
 184 static int vlc_decode_block(MimicContext *ctx, int num_coeffs, int qscale)
 185 {
 186     DCTELEM *block = ctx->dct_block;
 187     unsigned int pos;
 188
 189     ctx->dsp.clear_block(block);
 190
 191     block[0] = get_bits(&ctx->gb, 8) << 3;
 192
 193     for(pos = 1; pos < num_coeffs; pos++) {
 194         uint32_t vlc, num_bits;
 195         int value;
 196         int coeff;
 197
 198         vlc = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->vlc.table, ctx->vlc.bits, 3);
 199         if(!vlc) /* end-of-block code */
 200             return 1;
 201         if(vlc == -1)
 202             return 0;
 203
 204         /* pos_add and num_bits are coded in the vlc code */
 205         pos +=     vlc&15; // pos_add
 206         num_bits = vlc>>4; // num_bits
 207
 208         if(pos >= 64)
 209             return 0;
 210
 211         value = get_bits(&ctx->gb, num_bits);
 212
 213         /* FFmpeg's IDCT behaves somewhat different from the original code, so
 214          * a factor of 4 was added to the input */
 215
 216         coeff = vlcdec_lookup[num_bits][value];
 217         if(pos<3)
 218             coeff <<= 4;
 219         else /* TODO Use >> 10 instead of / 1001 */
 220             coeff = (coeff * qscale) / 1001;
 221
 222         block[ctx->scantable.permutated[pos]] = coeff;
 223     }
 224
 225     return 1;
 226 }
 227
 228 static int decode(MimicContext *ctx, int quality, int num_coeffs,
 229                   int is_iframe)
 230 {
 231     int y, x, plane, cur_row = 0;
 232
 233     for(plane = 0; plane < 3; plane++) {
 234         const int is_chroma = !!plane;
 235         const int qscale = av_clip(10000-quality,is_chroma?1000:2000,10000)<<2;
 236         const int stride = ctx->flipped_ptrs[ctx->cur_index].linesize[plane];
 237         const uint8_t *src = ctx->flipped_ptrs[ctx->prev_index].data[plane];
 238         uint8_t       *dst = ctx->flipped_ptrs[ctx->cur_index ].data[plane];
 239
 240         for(y = 0; y < ctx->num_vblocks[plane]; y++) {
 241             for(x = 0; x < ctx->num_hblocks[plane]; x++) {
 242
 243                 /* Check for a change condition in the current block.
 244                  * - iframes always change.
 245                  * - Luma plane changes on get_bits1 == 0
 246                  * - Chroma planes change on get_bits1 == 1 */
 247                 if(is_iframe || get_bits1(&ctx->gb) == is_chroma) {
 248
 249                     /* Luma planes may use a backreference from the 15 last
 250                      * frames preceding the previous. (get_bits1 == 1)
 251                      * Chroma planes don't use backreferences. */
 252                     if(is_chroma || is_iframe || !get_bits1(&ctx->gb)) {
 253
 254                         if(!vlc_decode_block(ctx, num_coeffs, qscale))
 255                             return 0;
 256                         ctx->dsp.idct_put(dst, stride, ctx->dct_block);
 257                     } else {
 258                         unsigned int backref = get_bits(&ctx->gb, 4);
 259                         int index = (ctx->cur_index+backref)&15;
 260                         uint8_t *p = ctx->flipped_ptrs[index].data[0];
 261
 262                         ff_thread_await_progress(&ctx->buf_ptrs[index], cur_row, 0);
 263                         if(p) {
 264                             p += src -
 265                                 ctx->flipped_ptrs[ctx->prev_index].data[plane];
 266                             ctx->dsp.put_pixels_tab[1][0](dst, p, stride, 8);
 267                         } else {
 268                             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 269                                      "No such backreference! Buggy sample.\n");
 270                         }
 271                     }
 272                 } else {
 273                     ff_thread_await_progress(&ctx->buf_ptrs[ctx->prev_index], cur_row, 0);
 274                     ctx->dsp.put_pixels_tab[1][0](dst, src, stride, 8);
 275                 }
 276                 src += 8;
 277                 dst += 8;
 278             }
 279             src += (stride - ctx->num_hblocks[plane])<<3;
 280             dst += (stride - ctx->num_hblocks[plane])<<3;
 281
 282             ff_thread_report_progress(&ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index], cur_row++, 0);
 283         }
 284     }
 285
 286     return 1;
 287 }
 288
 289 /**
 290  * Flip the buffer upside-down and put it in the YVU order to match the
 291  * way Mimic encodes frames.
 292  */
 293 static void prepare_avpic(MimicContext *ctx, AVPicture *dst, AVPicture *src)
 294 {
 295     int i;
 296     dst->data[0] = src->data[0]+( ctx->avctx->height    -1)*src->linesize[0];
 297     dst->data[1] = src->data[2]+((ctx->avctx->height>>1)-1)*src->linesize[2];
 298     dst->data[2] = src->data[1]+((ctx->avctx->height>>1)-1)*src->linesize[1];
 299     for(i = 0; i < 3; i++)
 300         dst->linesize[i] = -src->linesize[i];
 301 }
 302
 303 static int mimic_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 304                               int *data_size, AVPacket *avpkt)
 305 {
 306     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 307     int buf_size = avpkt->size;
 308     MimicContext *ctx = avctx->priv_data;
 309     int is_pframe;
 310     int width, height;
 311     int quality, num_coeffs;
 312     int swap_buf_size = buf_size - MIMIC_HEADER_SIZE;
 313
 314     if(buf_size < MIMIC_HEADER_SIZE) {
 315         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "insufficient data\n");
 316         return -1;
 317     }
 318
 319     buf       += 2; /* some constant (always 256) */
 320     quality    = bytestream_get_le16(&buf);
 321     width      = bytestream_get_le16(&buf);
 322     height     = bytestream_get_le16(&buf);
 323     buf       += 4; /* some constant */
 324     is_pframe  = bytestream_get_le32(&buf);
 325     num_coeffs = bytestream_get_byte(&buf);
 326     buf       += 3; /* some constant */
 327
 328     if(!ctx->avctx) {
 329         int i;
 330
 331         if(!(width == 160 && height == 120) &&
 332            !(width == 320 && height == 240)) {
 333             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid width/height!\n");
 334             return -1;
 335         }
 336
 337         ctx->avctx     = avctx;
 338         avctx->width   = width;
 339         avctx->height  = height;
 340         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 341         for(i = 0; i < 3; i++) {
 342             ctx->num_vblocks[i] = -((-height) >> (3 + !!i));
 343             ctx->num_hblocks[i] =     width   >> (3 + !!i) ;
 344         }
 345     } else if(width != ctx->avctx->width || height != ctx->avctx->height) {
 346         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "resolution changing is not supported\n");
 347         return -1;
 348     }
 349
 350     if(is_pframe && !ctx->buf_ptrs[ctx->prev_index].data[0]) {
 351         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "decoding must start with keyframe\n");
 352         return -1;
 353     }
 354
 355     ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index].reference = 3;
 356     ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index].pict_type = is_pframe ? AV_PICTURE_TYPE_P:AV_PICTURE_TYPE_I;
 357     if(ff_thread_get_buffer(avctx, &ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index])) {
 358         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 359         return -1;
 360     }
 361
 362     ctx->next_prev_index = ctx->cur_index;
 363     ctx->next_cur_index  = (ctx->cur_index - 1) & 15;
 364
 365     prepare_avpic(ctx, &ctx->flipped_ptrs[ctx->cur_index],
 366                   (AVPicture*) &ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index]);
 367
 368     ff_thread_finish_setup(avctx);
 369
 370     av_fast_malloc(&ctx->swap_buf, &ctx->swap_buf_size,
 371                                  swap_buf_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 372     if(!ctx->swap_buf)
 373         return AVERROR(ENOMEM);
 374
 375     ctx->dsp.bswap_buf(ctx->swap_buf,
 376                         (const uint32_t*) buf,
 377                         swap_buf_size>>2);
 378     init_get_bits(&ctx->gb, ctx->swap_buf, swap_buf_size << 3);
 379
 380     if(!decode(ctx, quality, num_coeffs, !is_pframe)) {
 381         if (avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)
 382             ff_thread_report_progress(&ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index], INT_MAX, 0);
 383         else {
 384             ff_thread_release_buffer(avctx, &ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index]);
 385             return -1;
 386         }
 387     }
 388
 389     *(AVFrame*)data = ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index];
 390     *data_size = sizeof(AVFrame);
 391
 392     ctx->prev_index = ctx->next_prev_index;
 393     ctx->cur_index  = ctx->next_cur_index;
 394
 395     /* Only release frames that aren't used for backreferences anymore */
 396     if(ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index].data[0])
 397         ff_thread_release_buffer(avctx, &ctx->buf_ptrs[ctx->cur_index]);
 398
 399     return buf_size;
 400 }
 401
 402 static av_cold int mimic_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 403 {
 404     MimicContext *ctx = avctx->priv_data;
 405     int i;
 406
 407     av_free(ctx->swap_buf);
 408
 409     if (avctx->internal->is_copy)
 410         return 0;
 411
 412     for(i = 0; i < 16; i++)
 413         if(ctx->buf_ptrs[i].data[0])
 414             ff_thread_release_buffer(avctx, &ctx->buf_ptrs[i]);
 415     free_vlc(&ctx->vlc);
 416
 417     return 0;
 418 }
 419
 420 AVCodec ff_mimic_decoder = {
 421     .name           = "mimic",
 422     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 423     .id             = CODEC_ID_MIMIC,
 424     .priv_data_size = sizeof(MimicContext),
 425     .init           = mimic_decode_init,
 426     .close          = mimic_decode_end,
 427     .decode         = mimic_decode_frame,
 428     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 429     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Mimic"),
 430     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(mimic_decode_update_thread_context)
 431 };