git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mpeg12.c

   1 /*
   2  * MPEG-1/2 decoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * MPEG-1/2 decoder
  26  */
  27
  28 #define UNCHECKED_BITSTREAM_READER 1
  29
  30 #include "libavutil/attributes.h"
  31 #include "libavutil/avassert.h"
  32 #include "libavutil/timecode.h"
  33 #include "libavutil/thread.h"
  34
  35 #include "internal.h"
  36 #include "avcodec.h"
  37 #include "mpegvideo.h"
  38 #include "error_resilience.h"
  39 #include "mpeg12.h"
  40 #include "mpeg12data.h"
  41 #include "mpegvideodata.h"
  42 #include "bytestream.h"
  43 #include "thread.h"
  44
  45 static const uint8_t table_mb_ptype[7][2] = {
  46     { 3, 5 }, // 0x01 MB_INTRA
  47     { 1, 2 }, // 0x02 MB_PAT
  48     { 1, 3 }, // 0x08 MB_FOR
  49     { 1, 1 }, // 0x0A MB_FOR|MB_PAT
  50     { 1, 6 }, // 0x11 MB_QUANT|MB_INTRA
  51     { 1, 5 }, // 0x12 MB_QUANT|MB_PAT
  52     { 2, 5 }, // 0x1A MB_QUANT|MB_FOR|MB_PAT
  53 };
  54
  55 static const uint8_t table_mb_btype[11][2] = {
  56     { 3, 5 }, // 0x01 MB_INTRA
  57     { 2, 3 }, // 0x04 MB_BACK
  58     { 3, 3 }, // 0x06 MB_BACK|MB_PAT
  59     { 2, 4 }, // 0x08 MB_FOR
  60     { 3, 4 }, // 0x0A MB_FOR|MB_PAT
  61     { 2, 2 }, // 0x0C MB_FOR|MB_BACK
  62     { 3, 2 }, // 0x0E MB_FOR|MB_BACK|MB_PAT
  63     { 1, 6 }, // 0x11 MB_QUANT|MB_INTRA
  64     { 2, 6 }, // 0x16 MB_QUANT|MB_BACK|MB_PAT
  65     { 3, 6 }, // 0x1A MB_QUANT|MB_FOR|MB_PAT
  66     { 2, 5 }, // 0x1E MB_QUANT|MB_FOR|MB_BACK|MB_PAT
  67 };
  68
  69 av_cold void ff_init_2d_vlc_rl(RLTable *rl, unsigned static_size, int flags)
  70 {
  71     int i;
  72     VLC_TYPE table[680][2] = {{0}};
  73     VLC vlc = { .table = table, .table_allocated = static_size };
  74     av_assert0(static_size <= FF_ARRAY_ELEMS(table));
  75     init_vlc(&vlc, TEX_VLC_BITS, rl->n + 2, &rl->table_vlc[0][1], 4, 2, &rl->table_vlc[0][0], 4, 2, INIT_VLC_USE_NEW_STATIC | flags);
  76
  77     for (i = 0; i < vlc.table_size; i++) {
  78         int code = vlc.table[i][0];
  79         int len  = vlc.table[i][1];
  80         int level, run;
  81
  82         if (len == 0) { // illegal code
  83             run   = 65;
  84             level = MAX_LEVEL;
  85         } else if (len<0) { //more bits needed
  86             run   = 0;
  87             level = code;
  88         } else {
  89             if (code == rl->n) { //esc
  90                 run   = 65;
  91                 level = 0;
  92             } else if (code == rl->n+1) { //eob
  93                 run   = 0;
  94                 level = 127;
  95             } else {
  96                 run   = rl->table_run  [code] + 1;
  97                 level = rl->table_level[code];
  98             }
  99         }
 100         rl->rl_vlc[0][i].len   = len;
 101         rl->rl_vlc[0][i].level = level;
 102         rl->rl_vlc[0][i].run   = run;
 103     }
 104 }
 105
 106 av_cold void ff_mpeg12_common_init(MpegEncContext *s)
 107 {
 108
 109     s->y_dc_scale_table =
 110     s->c_dc_scale_table = ff_mpeg2_dc_scale_table[s->intra_dc_precision];
 111
 112 }
 113
 114 void ff_mpeg1_clean_buffers(MpegEncContext *s)
 115 {
 116     s->last_dc[0] = 1 << (7 + s->intra_dc_precision);
 117     s->last_dc[1] = s->last_dc[0];
 118     s->last_dc[2] = s->last_dc[0];
 119     memset(s->last_mv, 0, sizeof(s->last_mv));
 120 }
 121
 122
 123 /******************************************/
 124 /* decoding */
 125
 126 VLC ff_mv_vlc;
 127
 128 VLC ff_dc_lum_vlc;
 129 VLC ff_dc_chroma_vlc;
 130
 131 VLC ff_mbincr_vlc;
 132 VLC ff_mb_ptype_vlc;
 133 VLC ff_mb_btype_vlc;
 134 VLC ff_mb_pat_vlc;
 135
 136 static av_cold void mpeg12_init_vlcs(void)
 137 {
 138     INIT_VLC_STATIC(&ff_dc_lum_vlc, DC_VLC_BITS, 12,
 139                     ff_mpeg12_vlc_dc_lum_bits, 1, 1,
 140                     ff_mpeg12_vlc_dc_lum_code, 2, 2, 512);
 141     INIT_VLC_STATIC(&ff_dc_chroma_vlc,  DC_VLC_BITS, 12,
 142                     ff_mpeg12_vlc_dc_chroma_bits, 1, 1,
 143                     ff_mpeg12_vlc_dc_chroma_code, 2, 2, 514);
 144     INIT_VLC_STATIC(&ff_mv_vlc, MV_VLC_BITS, 17,
 145                     &ff_mpeg12_mbMotionVectorTable[0][1], 2, 1,
 146                     &ff_mpeg12_mbMotionVectorTable[0][0], 2, 1, 266);
 147     INIT_VLC_STATIC(&ff_mbincr_vlc, MBINCR_VLC_BITS, 36,
 148                     &ff_mpeg12_mbAddrIncrTable[0][1], 2, 1,
 149                     &ff_mpeg12_mbAddrIncrTable[0][0], 2, 1, 538);
 150     INIT_VLC_STATIC(&ff_mb_pat_vlc, MB_PAT_VLC_BITS, 64,
 151                     &ff_mpeg12_mbPatTable[0][1], 2, 1,
 152                     &ff_mpeg12_mbPatTable[0][0], 2, 1, 512);
 153
 154     INIT_VLC_STATIC(&ff_mb_ptype_vlc, MB_PTYPE_VLC_BITS, 7,
 155                     &table_mb_ptype[0][1], 2, 1,
 156                     &table_mb_ptype[0][0], 2, 1, 64);
 157     INIT_VLC_STATIC(&ff_mb_btype_vlc, MB_BTYPE_VLC_BITS, 11,
 158                     &table_mb_btype[0][1], 2, 1,
 159                     &table_mb_btype[0][0], 2, 1, 64);
 160
 161     INIT_2D_VLC_RL(ff_rl_mpeg1, 680, 0);
 162     INIT_2D_VLC_RL(ff_rl_mpeg2, 674, 0);
 163 }
 164
 165 av_cold void ff_mpeg12_init_vlcs(void)
 166 {
 167     static AVOnce init_static_once = AV_ONCE_INIT;
 168     ff_thread_once(&init_static_once, mpeg12_init_vlcs);
 169 }
 170
 171 /**
 172  * Find the end of the current frame in the bitstream.
 173  * @return the position of the first byte of the next frame, or -1
 174  */
 175 int ff_mpeg1_find_frame_end(ParseContext *pc, const uint8_t *buf, int buf_size, AVCodecParserContext *s)
 176 {
 177     int i;
 178     uint32_t state = pc->state;
 179
 180     /* EOF considered as end of frame */
 181     if (buf_size == 0)
 182         return 0;
 183
 184 /*
 185  0  frame start         -> 1/4
 186  1  first_SEQEXT        -> 0/2
 187  2  first field start   -> 3/0
 188  3  second_SEQEXT       -> 2/0
 189  4  searching end
 190 */
 191
 192     for (i = 0; i < buf_size; i++) {
 193         av_assert1(pc->frame_start_found >= 0 && pc->frame_start_found <= 4);
 194         if (pc->frame_start_found & 1) {
 195             if (state == EXT_START_CODE && (buf[i] & 0xF0) != 0x80)
 196                 pc->frame_start_found--;
 197             else if (state == EXT_START_CODE + 2) {
 198                 if ((buf[i] & 3) == 3)
 199                     pc->frame_start_found = 0;
 200                 else
 201                     pc->frame_start_found = (pc->frame_start_found + 1) & 3;
 202             }
 203             state++;
 204         } else {
 205             i = avpriv_find_start_code(buf + i, buf + buf_size, &state) - buf - 1;
 206             if (pc->frame_start_found == 0 && state >= SLICE_MIN_START_CODE && state <= SLICE_MAX_START_CODE) {
 207                 i++;
 208                 pc->frame_start_found = 4;
 209             }
 210             if (state == SEQ_END_CODE) {
 211                 pc->frame_start_found = 0;
 212                 pc->state=-1;
 213                 return i+1;
 214             }
 215             if (pc->frame_start_found == 2 && state == SEQ_START_CODE)
 216                 pc->frame_start_found = 0;
 217             if (pc->frame_start_found  < 4 && state == EXT_START_CODE)
 218                 pc->frame_start_found++;
 219             if (pc->frame_start_found == 4 && (state & 0xFFFFFF00) == 0x100) {
 220                 if (state < SLICE_MIN_START_CODE || state > SLICE_MAX_START_CODE) {
 221                     pc->frame_start_found = 0;
 222                     pc->state             = -1;
 223                     return i - 3;
 224                 }
 225             }
 226             if (pc->frame_start_found == 0 && s && state == PICTURE_START_CODE) {
 227                 ff_fetch_timestamp(s, i - 3, 1, i > 3);
 228             }
 229         }
 230     }
 231     pc->state = state;
 232     return END_NOT_FOUND;
 233 }
 234
 235 #define MAX_INDEX (64 - 1)
 236
 237 int ff_mpeg1_decode_block_intra(GetBitContext *gb,
 238                                 const uint16_t *quant_matrix,
 239                                 uint8_t *const scantable, int last_dc[3],
 240                                 int16_t *block, int index, int qscale)
 241 {
 242     int dc, diff, i = 0, component;
 243     RLTable *rl = &ff_rl_mpeg1;
 244
 245     /* DC coefficient */
 246     component = index <= 3 ? 0 : index - 4 + 1;
 247
 248     diff = decode_dc(gb, component);
 249     if (diff >= 0xffff)
 250         return AVERROR_INVALIDDATA;
 251
 252     dc  = last_dc[component];
 253     dc += diff;
 254     last_dc[component] = dc;
 255
 256     block[0] = dc * quant_matrix[0];
 257
 258     {
 259         OPEN_READER(re, gb);
 260         UPDATE_CACHE(re, gb);
 261         if (((int32_t)GET_CACHE(re, gb)) <= (int32_t)0xBFFFFFFF)
 262             goto end;
 263
 264         /* now quantify & encode AC coefficients */
 265         while (1) {
 266             int level, run, j;
 267
 268             GET_RL_VLC(level, run, re, gb, rl->rl_vlc[0],
 269                        TEX_VLC_BITS, 2, 0);
 270
 271             if (level != 0) {
 272                 i += run;
 273                 if (i > MAX_INDEX)
 274                     break;
 275
 276                 j = scantable[i];
 277                 level = (level * qscale * quant_matrix[j]) >> 4;
 278                 level = (level - 1) | 1;
 279                 level = (level ^ SHOW_SBITS(re, gb, 1)) -
 280                         SHOW_SBITS(re, gb, 1);
 281                 SKIP_BITS(re, gb, 1);
 282             } else {
 283                 /* escape */
 284                 run = SHOW_UBITS(re, gb, 6) + 1;
 285                 LAST_SKIP_BITS(re, gb, 6);
 286                 UPDATE_CACHE(re, gb);
 287                 level = SHOW_SBITS(re, gb, 8);
 288                 SKIP_BITS(re, gb, 8);
 289
 290                 if (level == -128) {
 291                     level = SHOW_UBITS(re, gb, 8) - 256;
 292                     SKIP_BITS(re, gb, 8);
 293                 } else if (level == 0) {
 294                     level = SHOW_UBITS(re, gb, 8);
 295                     SKIP_BITS(re, gb, 8);
 296                 }
 297
 298                 i += run;
 299                 if (i > MAX_INDEX)
 300                     break;
 301
 302                 j = scantable[i];
 303                 if (level < 0) {
 304                     level = -level;
 305                     level = (level * qscale * quant_matrix[j]) >> 4;
 306                     level = (level - 1) | 1;
 307                     level = -level;
 308                 } else {
 309                     level = (level * qscale * quant_matrix[j]) >> 4;
 310                     level = (level - 1) | 1;
 311                 }
 312             }
 313
 314             block[j] = level;
 315             if (((int32_t)GET_CACHE(re, gb)) <= (int32_t)0xBFFFFFFF)
 316                break;
 317
 318             UPDATE_CACHE(re, gb);
 319         }
 320 end:
 321         LAST_SKIP_BITS(re, gb, 2);
 322         CLOSE_READER(re, gb);
 323     }
 324
 325     if (i > MAX_INDEX)
 326         i = AVERROR_INVALIDDATA;
 327
 328     return i;
 329 }