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