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

   1 /*
   2  * Quicktime Animation (RLE) Video Decoder
   3  * Copyright (c) 2004 The FFmpeg Project
   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 /**
  23  * @file
  24  * QT RLE Video Decoder by Mike Melanson (melanson@pcisys.net)
  25  * For more information about the QT RLE format, visit:
  26  *   http://www.pcisys.net/~melanson/codecs/
  27  *
  28  * The QT RLE decoder has seven modes of operation:
  29  * 1, 2, 4, 8, 16, 24, and 32 bits per pixel. For modes 1, 2, 4, and 8
  30  * the decoder outputs PAL8 colorspace data. 16-bit data yields RGB555
  31  * data. 24-bit data is RGB24 and 32-bit data is RGB32.
  32  */
  33
  34 #include <stdio.h>
  35 #include <stdlib.h>
  36 #include <string.h>
  37
  38 #include "avcodec.h"
  39 #include "bytestream.h"
  40 #include "internal.h"
  41
  42 typedef struct QtrleContext {
  43     AVCodecContext *avctx;
  44     AVFrame *frame;
  45
  46     GetByteContext g;
  47     uint32_t pal[256];
  48 } QtrleContext;
  49
  50 #define CHECK_PIXEL_PTR(n)                                                            \
  51     if ((pixel_ptr + n > pixel_limit) || (pixel_ptr + n < 0)) {                       \
  52         av_log (s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Problem: pixel_ptr = %d, pixel_limit = %d\n",\
  53                 pixel_ptr + n, pixel_limit);                                          \
  54         return;                                                                       \
  55     }                                                                                 \
  56
  57 static void qtrle_decode_1bpp(QtrleContext *s, int row_ptr, int lines_to_change)
  58 {
  59     int rle_code;
  60     int pixel_ptr;
  61     int row_inc = s->frame->linesize[0];
  62     uint8_t pi0, pi1;  /* 2 8-pixel values */
  63     uint8_t *rgb = s->frame->data[0];
  64     int pixel_limit = s->frame->linesize[0] * s->avctx->height;
  65     int skip;
  66     /* skip & 0x80 appears to mean 'start a new line', which can be interpreted
  67      * as 'go to next line' during the decoding of a frame but is 'go to first
  68      * line' at the beginning. Since we always interpret it as 'go to next line'
  69      * in the decoding loop (which makes code simpler/faster), the first line
  70      * would not be counted, so we count one more.
  71      * See: https://trac.ffmpeg.org/ticket/226
  72      * In the following decoding loop, row_ptr will be the position of the
  73      * current row. */
  74
  75     row_ptr  -= row_inc;
  76     pixel_ptr = row_ptr;
  77     lines_to_change++;
  78     while (lines_to_change) {
  79         skip     =              bytestream2_get_byte(&s->g);
  80         rle_code = (int8_t)bytestream2_get_byte(&s->g);
  81         if (rle_code == 0)
  82             break;
  83         if(skip & 0x80) {
  84             lines_to_change--;
  85             row_ptr += row_inc;
  86             pixel_ptr = row_ptr + 2 * (skip & 0x7f);
  87         } else
  88             pixel_ptr += 2 * skip;
  89         CHECK_PIXEL_PTR(0);  /* make sure pixel_ptr is positive */
  90
  91         if(rle_code == -1)
  92             continue;
  93
  94         if (rle_code < 0) {
  95             /* decode the run length code */
  96             rle_code = -rle_code;
  97             /* get the next 2 bytes from the stream, treat them as groups
  98              * of 8 pixels, and output them rle_code times */
  99
 100             pi0 = bytestream2_get_byte(&s->g);
 101             pi1 = bytestream2_get_byte(&s->g);
 102             CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 2);
 103
 104             while (rle_code--) {
 105                 rgb[pixel_ptr++] = pi0;
 106                 rgb[pixel_ptr++] = pi1;
 107             }
 108         } else {
 109             /* copy the same pixel directly to output 2 times */
 110             rle_code *= 2;
 111             CHECK_PIXEL_PTR(rle_code);
 112
 113             bytestream2_get_buffer(&s->g, &rgb[pixel_ptr], rle_code);
 114             pixel_ptr += rle_code;
 115         }
 116     }
 117 }
 118
 119 static inline void qtrle_decode_2n4bpp(QtrleContext *s, int row_ptr,
 120                                        int lines_to_change, int bpp)
 121 {
 122     int rle_code, i;
 123     int pixel_ptr;
 124     int row_inc = s->frame->linesize[0];
 125     uint8_t pi[16];  /* 16 palette indices */
 126     uint8_t *rgb = s->frame->data[0];
 127     int pixel_limit = s->frame->linesize[0] * s->avctx->height;
 128     int num_pixels = (bpp == 4) ? 8 : 16;
 129
 130     while (lines_to_change--) {
 131         pixel_ptr = row_ptr + (num_pixels * (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1));
 132         CHECK_PIXEL_PTR(0);
 133
 134         while ((rle_code = (int8_t)bytestream2_get_byte(&s->g)) != -1) {
 135             if (rle_code == 0) {
 136                 /* there's another skip code in the stream */
 137                 pixel_ptr += (num_pixels * (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1));
 138                 CHECK_PIXEL_PTR(0);  /* make sure pixel_ptr is positive */
 139             } else if (rle_code < 0) {
 140                 /* decode the run length code */
 141                 rle_code = -rle_code;
 142                 /* get the next 4 bytes from the stream, treat them as palette
 143                  * indexes, and output them rle_code times */
 144                 for (i = num_pixels-1; i >= 0; i--) {
 145                     pi[num_pixels-1-i] = (bytestream2_peek_byte(&s->g) >> ((i*bpp) & 0x07)) & ((1<<bpp)-1);
 146                     bytestream2_skip(&s->g, ((i & ((num_pixels>>2)-1)) == 0));
 147                 }
 148                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * num_pixels);
 149                 while (rle_code--) {
 150                     memcpy(&rgb[pixel_ptr], &pi, num_pixels);
 151                     pixel_ptr += num_pixels;
 152                 }
 153             } else {
 154                 /* copy the same pixel directly to output 4 times */
 155                 rle_code *= 4;
 156                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code*(num_pixels>>2));
 157                 while (rle_code--) {
 158                     if(bpp == 4) {
 159                         int x = bytestream2_get_byte(&s->g);
 160                         rgb[pixel_ptr++] = (x >> 4) & 0x0f;
 161                         rgb[pixel_ptr++] =  x       & 0x0f;
 162                     } else {
 163                         int x = bytestream2_get_byte(&s->g);
 164                         rgb[pixel_ptr++] = (x >> 6) & 0x03;
 165                         rgb[pixel_ptr++] = (x >> 4) & 0x03;
 166                         rgb[pixel_ptr++] = (x >> 2) & 0x03;
 167                         rgb[pixel_ptr++] =  x       & 0x03;
 168                     }
 169                 }
 170             }
 171         }
 172         row_ptr += row_inc;
 173     }
 174 }
 175
 176 static void qtrle_decode_8bpp(QtrleContext *s, int row_ptr, int lines_to_change)
 177 {
 178     int rle_code;
 179     int pixel_ptr;
 180     int row_inc = s->frame->linesize[0];
 181     uint8_t pi1, pi2, pi3, pi4;  /* 4 palette indexes */
 182     uint8_t *rgb = s->frame->data[0];
 183     int pixel_limit = s->frame->linesize[0] * s->avctx->height;
 184
 185     while (lines_to_change--) {
 186         pixel_ptr = row_ptr + (4 * (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1));
 187         CHECK_PIXEL_PTR(0);
 188
 189         while ((rle_code = (int8_t)bytestream2_get_byte(&s->g)) != -1) {
 190             if (rle_code == 0) {
 191                 /* there's another skip code in the stream */
 192                 pixel_ptr += (4 * (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1));
 193                 CHECK_PIXEL_PTR(0);  /* make sure pixel_ptr is positive */
 194             } else if (rle_code < 0) {
 195                 /* decode the run length code */
 196                 rle_code = -rle_code;
 197                 /* get the next 4 bytes from the stream, treat them as palette
 198                  * indexes, and output them rle_code times */
 199                 pi1 = bytestream2_get_byte(&s->g);
 200                 pi2 = bytestream2_get_byte(&s->g);
 201                 pi3 = bytestream2_get_byte(&s->g);
 202                 pi4 = bytestream2_get_byte(&s->g);
 203
 204                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 4);
 205
 206                 while (rle_code--) {
 207                     rgb[pixel_ptr++] = pi1;
 208                     rgb[pixel_ptr++] = pi2;
 209                     rgb[pixel_ptr++] = pi3;
 210                     rgb[pixel_ptr++] = pi4;
 211                 }
 212             } else {
 213                 /* copy the same pixel directly to output 4 times */
 214                 rle_code *= 4;
 215                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code);
 216
 217                 bytestream2_get_buffer(&s->g, &rgb[pixel_ptr], rle_code);
 218                 pixel_ptr += rle_code;
 219             }
 220         }
 221         row_ptr += row_inc;
 222     }
 223 }
 224
 225 static void qtrle_decode_16bpp(QtrleContext *s, int row_ptr, int lines_to_change)
 226 {
 227     int rle_code;
 228     int pixel_ptr;
 229     int row_inc = s->frame->linesize[0];
 230     uint16_t rgb16;
 231     uint8_t *rgb = s->frame->data[0];
 232     int pixel_limit = s->frame->linesize[0] * s->avctx->height;
 233
 234     while (lines_to_change--) {
 235         pixel_ptr = row_ptr + (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1) * 2;
 236         CHECK_PIXEL_PTR(0);
 237
 238         while ((rle_code = (int8_t)bytestream2_get_byte(&s->g)) != -1) {
 239             if (rle_code == 0) {
 240                 /* there's another skip code in the stream */
 241                 pixel_ptr += (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1) * 2;
 242                 CHECK_PIXEL_PTR(0);  /* make sure pixel_ptr is positive */
 243             } else if (rle_code < 0) {
 244                 /* decode the run length code */
 245                 rle_code = -rle_code;
 246                 rgb16 = bytestream2_get_be16(&s->g);
 247
 248                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 2);
 249
 250                 while (rle_code--) {
 251                     *(uint16_t *)(&rgb[pixel_ptr]) = rgb16;
 252                     pixel_ptr += 2;
 253                 }
 254             } else {
 255                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 2);
 256
 257                 /* copy pixels directly to output */
 258                 while (rle_code--) {
 259                     rgb16 = bytestream2_get_be16(&s->g);
 260                     *(uint16_t *)(&rgb[pixel_ptr]) = rgb16;
 261                     pixel_ptr += 2;
 262                 }
 263             }
 264         }
 265         row_ptr += row_inc;
 266     }
 267 }
 268
 269 static void qtrle_decode_24bpp(QtrleContext *s, int row_ptr, int lines_to_change)
 270 {
 271     int rle_code;
 272     int pixel_ptr;
 273     int row_inc = s->frame->linesize[0];
 274     uint8_t r, g, b;
 275     uint8_t *rgb = s->frame->data[0];
 276     int pixel_limit = s->frame->linesize[0] * s->avctx->height;
 277
 278     while (lines_to_change--) {
 279         pixel_ptr = row_ptr + (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1) * 3;
 280         CHECK_PIXEL_PTR(0);
 281
 282         while ((rle_code = (int8_t)bytestream2_get_byte(&s->g)) != -1) {
 283             if (rle_code == 0) {
 284                 /* there's another skip code in the stream */
 285                 pixel_ptr += (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1) * 3;
 286                 CHECK_PIXEL_PTR(0);  /* make sure pixel_ptr is positive */
 287             } else if (rle_code < 0) {
 288                 /* decode the run length code */
 289                 rle_code = -rle_code;
 290                 r = bytestream2_get_byte(&s->g);
 291                 g = bytestream2_get_byte(&s->g);
 292                 b = bytestream2_get_byte(&s->g);
 293
 294                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 3);
 295
 296                 while (rle_code--) {
 297                     rgb[pixel_ptr++] = r;
 298                     rgb[pixel_ptr++] = g;
 299                     rgb[pixel_ptr++] = b;
 300                 }
 301             } else {
 302                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 3);
 303
 304                 /* copy pixels directly to output */
 305                 while (rle_code--) {
 306                     rgb[pixel_ptr++] = bytestream2_get_byte(&s->g);
 307                     rgb[pixel_ptr++] = bytestream2_get_byte(&s->g);
 308                     rgb[pixel_ptr++] = bytestream2_get_byte(&s->g);
 309                 }
 310             }
 311         }
 312         row_ptr += row_inc;
 313     }
 314 }
 315
 316 static void qtrle_decode_32bpp(QtrleContext *s, int row_ptr, int lines_to_change)
 317 {
 318     int rle_code;
 319     int pixel_ptr;
 320     int row_inc = s->frame->linesize[0];
 321     unsigned int argb;
 322     uint8_t *rgb = s->frame->data[0];
 323     int pixel_limit = s->frame->linesize[0] * s->avctx->height;
 324
 325     while (lines_to_change--) {
 326         pixel_ptr = row_ptr + (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1) * 4;
 327         CHECK_PIXEL_PTR(0);
 328
 329         while ((rle_code = (int8_t)bytestream2_get_byte(&s->g)) != -1) {
 330             if (rle_code == 0) {
 331                 /* there's another skip code in the stream */
 332                 pixel_ptr += (bytestream2_get_byte(&s->g) - 1) * 4;
 333                 CHECK_PIXEL_PTR(0);  /* make sure pixel_ptr is positive */
 334             } else if (rle_code < 0) {
 335                 /* decode the run length code */
 336                 rle_code = -rle_code;
 337                 argb = bytestream2_get_be32(&s->g);
 338
 339                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 4);
 340
 341                 while (rle_code--) {
 342                     AV_WN32A(rgb + pixel_ptr, argb);
 343                     pixel_ptr += 4;
 344                 }
 345             } else {
 346                 CHECK_PIXEL_PTR(rle_code * 4);
 347
 348                 /* copy pixels directly to output */
 349                 while (rle_code--) {
 350                     argb = bytestream2_get_be32(&s->g);
 351                     AV_WN32A(rgb + pixel_ptr, argb);
 352                     pixel_ptr  += 4;
 353                 }
 354             }
 355         }
 356         row_ptr += row_inc;
 357     }
 358 }
 359
 360 static av_cold int qtrle_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 361 {
 362     QtrleContext *s = avctx->priv_data;
 363
 364     s->avctx = avctx;
 365     switch (avctx->bits_per_coded_sample) {
 366     case 1:
 367     case 33:
 368         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_MONOWHITE;
 369         break;
 370
 371     case 2:
 372     case 4:
 373     case 8:
 374     case 34:
 375     case 36:
 376     case 40:
 377         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_PAL8;
 378         break;
 379
 380     case 16:
 381         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB555;
 382         break;
 383
 384     case 24:
 385         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB24;
 386         break;
 387
 388     case 32:
 389         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB32;
 390         break;
 391
 392     default:
 393         av_log (avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported colorspace: %d bits/sample?\n",
 394             avctx->bits_per_coded_sample);
 395         return AVERROR_INVALIDDATA;
 396     }
 397
 398     s->frame = av_frame_alloc();
 399     if (!s->frame)
 400         return AVERROR(ENOMEM);
 401
 402     return 0;
 403 }
 404
 405 static int qtrle_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 406                               void *data, int *got_frame,
 407                               AVPacket *avpkt)
 408 {
 409     QtrleContext *s = avctx->priv_data;
 410     int header, start_line;
 411     int height, row_ptr;
 412     int has_palette = 0;
 413     int ret;
 414
 415     bytestream2_init(&s->g, avpkt->data, avpkt->size);
 416     if ((ret = ff_reget_buffer(avctx, s->frame)) < 0)
 417         return ret;
 418
 419     /* check if this frame is even supposed to change */
 420     if (avpkt->size < 8)
 421         goto done;
 422
 423     /* start after the chunk size */
 424     bytestream2_seek(&s->g, 4, SEEK_SET);
 425
 426     /* fetch the header */
 427     header = bytestream2_get_be16(&s->g);
 428
 429     /* if a header is present, fetch additional decoding parameters */
 430     if (header & 0x0008) {
 431         if (avpkt->size < 14)
 432             goto done;
 433         start_line = bytestream2_get_be16(&s->g);
 434         bytestream2_skip(&s->g, 2);
 435         height     = bytestream2_get_be16(&s->g);
 436         bytestream2_skip(&s->g, 2);
 437         if (height > s->avctx->height - start_line)
 438             goto done;
 439     } else {
 440         start_line = 0;
 441         height     = s->avctx->height;
 442     }
 443     row_ptr = s->frame->linesize[0] * start_line;
 444
 445     switch (avctx->bits_per_coded_sample) {
 446     case 1:
 447     case 33:
 448         qtrle_decode_1bpp(s, row_ptr, height);
 449         break;
 450
 451     case 2:
 452     case 34:
 453         qtrle_decode_2n4bpp(s, row_ptr, height, 2);
 454         has_palette = 1;
 455         break;
 456
 457     case 4:
 458     case 36:
 459         qtrle_decode_2n4bpp(s, row_ptr, height, 4);
 460         has_palette = 1;
 461         break;
 462
 463     case 8:
 464     case 40:
 465         qtrle_decode_8bpp(s, row_ptr, height);
 466         has_palette = 1;
 467         break;
 468
 469     case 16:
 470         qtrle_decode_16bpp(s, row_ptr, height);
 471         break;
 472
 473     case 24:
 474         qtrle_decode_24bpp(s, row_ptr, height);
 475         break;
 476
 477     case 32:
 478         qtrle_decode_32bpp(s, row_ptr, height);
 479         break;
 480
 481     default:
 482         av_log (s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported colorspace: %d bits/sample?\n",
 483             avctx->bits_per_coded_sample);
 484         break;
 485     }
 486
 487     if(has_palette) {
 488         const uint8_t *pal = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_PALETTE, NULL);
 489
 490         if (pal) {
 491             s->frame->palette_has_changed = 1;
 492             memcpy(s->pal, pal, AVPALETTE_SIZE);
 493         }
 494
 495         /* make the palette available on the way out */
 496         memcpy(s->frame->data[1], s->pal, AVPALETTE_SIZE);
 497     }
 498
 499 done:
 500     if ((ret = av_frame_ref(data, s->frame)) < 0)
 501         return ret;
 502     *got_frame      = 1;
 503
 504     /* always report that the buffer was completely consumed */
 505     return avpkt->size;
 506 }
 507
 508 static av_cold int qtrle_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 509 {
 510     QtrleContext *s = avctx->priv_data;
 511
 512     av_frame_free(&s->frame);
 513
 514     return 0;
 515 }
 516
 517 AVCodec ff_qtrle_decoder = {
 518     .name           = "qtrle",
 519     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("QuickTime Animation (RLE) video"),
 520     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 521     .id             = AV_CODEC_ID_QTRLE,
 522     .priv_data_size = sizeof(QtrleContext),
 523     .init           = qtrle_decode_init,
 524     .close          = qtrle_decode_end,
 525     .decode         = qtrle_decode_frame,
 526     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 527 };