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

   1 /*
   2  * Sierra VMD Audio & Video Decoders
   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  * Sierra VMD audio & video decoders
  25  * by Vladimir "VAG" Gneushev (vagsoft at mail.ru)
  26  * for more information on the Sierra VMD format, visit:
  27  *   http://www.pcisys.net/~melanson/codecs/
  28  *
  29  * The video decoder outputs PAL8 colorspace data. The decoder expects
  30  * a 0x330-byte VMD file header to be transmitted via extradata during
  31  * codec initialization. Each encoded frame that is sent to this decoder
  32  * is expected to be prepended with the appropriate 16-byte frame
  33  * information record from the VMD file.
  34  *
  35  * The audio decoder, like the video decoder, expects each encoded data
  36  * chunk to be prepended with the appropriate 16-byte frame information
  37  * record from the VMD file. It does not require the 0x330-byte VMD file
  38  * header, but it does need the audio setup parameters passed in through
  39  * normal libavcodec API means.
  40  */
  41
  42 #include <stdio.h>
  43 #include <stdlib.h>
  44 #include <string.h>
  45
  46 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  47 #include "avcodec.h"
  48
  49 #define VMD_HEADER_SIZE 0x330
  50 #define PALETTE_COUNT 256
  51
  52 /*
  53  * Video Decoder
  54  */
  55
  56 typedef struct VmdVideoContext {
  57
  58     AVCodecContext *avctx;
  59     AVFrame frame;
  60     AVFrame prev_frame;
  61
  62     const unsigned char *buf;
  63     int size;
  64
  65     unsigned char palette[PALETTE_COUNT * 4];
  66     unsigned char *unpack_buffer;
  67     int unpack_buffer_size;
  68
  69     int x_off, y_off;
  70 } VmdVideoContext;
  71
  72 #define QUEUE_SIZE 0x1000
  73 #define QUEUE_MASK 0x0FFF
  74
  75 static void lz_unpack(const unsigned char *src, unsigned char *dest, int dest_len)
  76 {
  77     const unsigned char *s;
  78     unsigned char *d;
  79     unsigned char *d_end;
  80     unsigned char queue[QUEUE_SIZE];
  81     unsigned int qpos;
  82     unsigned int dataleft;
  83     unsigned int chainofs;
  84     unsigned int chainlen;
  85     unsigned int speclen;
  86     unsigned char tag;
  87     unsigned int i, j;
  88
  89     s = src;
  90     d = dest;
  91     d_end = d + dest_len;
  92     dataleft = AV_RL32(s);
  93     s += 4;
  94     memset(queue, 0x20, QUEUE_SIZE);
  95     if (AV_RL32(s) == 0x56781234) {
  96         s += 4;
  97         qpos = 0x111;
  98         speclen = 0xF + 3;
  99     } else {
 100         qpos = 0xFEE;
 101         speclen = 100;  /* no speclen */
 102     }
 103
 104     while (dataleft > 0) {
 105         tag = *s++;
 106         if ((tag == 0xFF) && (dataleft > 8)) {
 107             if (d + 8 > d_end)
 108                 return;
 109             for (i = 0; i < 8; i++) {
 110                 queue[qpos++] = *d++ = *s++;
 111                 qpos &= QUEUE_MASK;
 112             }
 113             dataleft -= 8;
 114         } else {
 115             for (i = 0; i < 8; i++) {
 116                 if (dataleft == 0)
 117                     break;
 118                 if (tag & 0x01) {
 119                     if (d + 1 > d_end)
 120                         return;
 121                     queue[qpos++] = *d++ = *s++;
 122                     qpos &= QUEUE_MASK;
 123                     dataleft--;
 124                 } else {
 125                     chainofs = *s++;
 126                     chainofs |= ((*s & 0xF0) << 4);
 127                     chainlen = (*s++ & 0x0F) + 3;
 128                     if (chainlen == speclen)
 129                         chainlen = *s++ + 0xF + 3;
 130                     if (d + chainlen > d_end)
 131                         return;
 132                     for (j = 0; j < chainlen; j++) {
 133                         *d = queue[chainofs++ & QUEUE_MASK];
 134                         queue[qpos++] = *d++;
 135                         qpos &= QUEUE_MASK;
 136                     }
 137                     dataleft -= chainlen;
 138                 }
 139                 tag >>= 1;
 140             }
 141         }
 142     }
 143 }
 144
 145 static int rle_unpack(const unsigned char *src, unsigned char *dest,
 146     int src_len, int dest_len)
 147 {
 148     const unsigned char *ps;
 149     unsigned char *pd;
 150     int i, l;
 151     unsigned char *dest_end = dest + dest_len;
 152
 153     ps = src;
 154     pd = dest;
 155     if (src_len & 1)
 156         *pd++ = *ps++;
 157
 158     src_len >>= 1;
 159     i = 0;
 160     do {
 161         l = *ps++;
 162         if (l & 0x80) {
 163             l = (l & 0x7F) * 2;
 164             if (pd + l > dest_end)
 165                 return ps - src;
 166             memcpy(pd, ps, l);
 167             ps += l;
 168             pd += l;
 169         } else {
 170             if (pd + i > dest_end)
 171                 return ps - src;
 172             for (i = 0; i < l; i++) {
 173                 *pd++ = ps[0];
 174                 *pd++ = ps[1];
 175             }
 176             ps += 2;
 177         }
 178         i += l;
 179     } while (i < src_len);
 180
 181     return ps - src;
 182 }
 183
 184 static void vmd_decode(VmdVideoContext *s)
 185 {
 186     int i;
 187     unsigned int *palette32;
 188     unsigned char r, g, b;
 189
 190     /* point to the start of the encoded data */
 191     const unsigned char *p = s->buf + 16;
 192
 193     const unsigned char *pb;
 194     unsigned char meth;
 195     unsigned char *dp;   /* pointer to current frame */
 196     unsigned char *pp;   /* pointer to previous frame */
 197     unsigned char len;
 198     int ofs;
 199
 200     int frame_x, frame_y;
 201     int frame_width, frame_height;
 202
 203     frame_x = AV_RL16(&s->buf[6]);
 204     frame_y = AV_RL16(&s->buf[8]);
 205     frame_width = AV_RL16(&s->buf[10]) - frame_x + 1;
 206     frame_height = AV_RL16(&s->buf[12]) - frame_y + 1;
 207
 208     if ((frame_width == s->avctx->width && frame_height == s->avctx->height) &&
 209         (frame_x || frame_y)) {
 210
 211         s->x_off = frame_x;
 212         s->y_off = frame_y;
 213     }
 214     frame_x -= s->x_off;
 215     frame_y -= s->y_off;
 216
 217     /* if only a certain region will be updated, copy the entire previous
 218      * frame before the decode */
 219     if (frame_x || frame_y || (frame_width != s->avctx->width) ||
 220         (frame_height != s->avctx->height)) {
 221
 222         memcpy(s->frame.data[0], s->prev_frame.data[0],
 223             s->avctx->height * s->frame.linesize[0]);
 224     }
 225
 226     /* check if there is a new palette */
 227     if (s->buf[15] & 0x02) {
 228         p += 2;
 229         palette32 = (unsigned int *)s->palette;
 230         for (i = 0; i < PALETTE_COUNT; i++) {
 231             r = *p++ * 4;
 232             g = *p++ * 4;
 233             b = *p++ * 4;
 234             palette32[i] = (r << 16) | (g << 8) | (b);
 235         }
 236         s->size -= (256 * 3 + 2);
 237     }
 238     if (s->size >= 0) {
 239         /* originally UnpackFrame in VAG's code */
 240         pb = p;
 241         meth = *pb++;
 242         if (meth & 0x80) {
 243             lz_unpack(pb, s->unpack_buffer, s->unpack_buffer_size);
 244             meth &= 0x7F;
 245             pb = s->unpack_buffer;
 246         }
 247
 248         dp = &s->frame.data[0][frame_y * s->frame.linesize[0] + frame_x];
 249         pp = &s->prev_frame.data[0][frame_y * s->prev_frame.linesize[0] + frame_x];
 250         switch (meth) {
 251         case 1:
 252             for (i = 0; i < frame_height; i++) {
 253                 ofs = 0;
 254                 do {
 255                     len = *pb++;
 256                     if (len & 0x80) {
 257                         len = (len & 0x7F) + 1;
 258                         if (ofs + len > frame_width)
 259                             return;
 260                         memcpy(&dp[ofs], pb, len);
 261                         pb += len;
 262                         ofs += len;
 263                     } else {
 264                         /* interframe pixel copy */
 265                         if (ofs + len + 1 > frame_width)
 266                             return;
 267                         memcpy(&dp[ofs], &pp[ofs], len + 1);
 268                         ofs += len + 1;
 269                     }
 270                 } while (ofs < frame_width);
 271                 if (ofs > frame_width) {
 272                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "VMD video: offset > width (%d > %d)\n",
 273                         ofs, frame_width);
 274                     break;
 275                 }
 276                 dp += s->frame.linesize[0];
 277                 pp += s->prev_frame.linesize[0];
 278             }
 279             break;
 280
 281         case 2:
 282             for (i = 0; i < frame_height; i++) {
 283                 memcpy(dp, pb, frame_width);
 284                 pb += frame_width;
 285                 dp += s->frame.linesize[0];
 286                 pp += s->prev_frame.linesize[0];
 287             }
 288             break;
 289
 290         case 3:
 291             for (i = 0; i < frame_height; i++) {
 292                 ofs = 0;
 293                 do {
 294                     len = *pb++;
 295                     if (len & 0x80) {
 296                         len = (len & 0x7F) + 1;
 297                         if (*pb++ == 0xFF)
 298                             len = rle_unpack(pb, &dp[ofs], len, frame_width - ofs);
 299                         else
 300                             memcpy(&dp[ofs], pb, len);
 301                         pb += len;
 302                         ofs += len;
 303                     } else {
 304                         /* interframe pixel copy */
 305                         if (ofs + len + 1 > frame_width)
 306                             return;
 307                         memcpy(&dp[ofs], &pp[ofs], len + 1);
 308                         ofs += len + 1;
 309                     }
 310                 } while (ofs < frame_width);
 311                 if (ofs > frame_width) {
 312                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "VMD video: offset > width (%d > %d)\n",
 313                         ofs, frame_width);
 314                 }
 315                 dp += s->frame.linesize[0];
 316                 pp += s->prev_frame.linesize[0];
 317             }
 318             break;
 319         }
 320     }
 321 }
 322
 323 static av_cold int vmdvideo_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 324 {
 325     VmdVideoContext *s = avctx->priv_data;
 326     int i;
 327     unsigned int *palette32;
 328     int palette_index = 0;
 329     unsigned char r, g, b;
 330     unsigned char *vmd_header;
 331     unsigned char *raw_palette;
 332
 333     s->avctx = avctx;
 334     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_PAL8;
 335
 336     /* make sure the VMD header made it */
 337     if (s->avctx->extradata_size != VMD_HEADER_SIZE) {
 338         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "VMD video: expected extradata size of %d\n",
 339             VMD_HEADER_SIZE);
 340         return -1;
 341     }
 342     vmd_header = (unsigned char *)avctx->extradata;
 343
 344     s->unpack_buffer_size = AV_RL32(&vmd_header[800]);
 345     s->unpack_buffer = av_malloc(s->unpack_buffer_size);
 346     if (!s->unpack_buffer)
 347         return -1;
 348
 349     /* load up the initial palette */
 350     raw_palette = &vmd_header[28];
 351     palette32 = (unsigned int *)s->palette;
 352     for (i = 0; i < PALETTE_COUNT; i++) {
 353         r = raw_palette[palette_index++] * 4;
 354         g = raw_palette[palette_index++] * 4;
 355         b = raw_palette[palette_index++] * 4;
 356         palette32[i] = (r << 16) | (g << 8) | (b);
 357     }
 358
 359     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
 360     avcodec_get_frame_defaults(&s->prev_frame);
 361
 362     return 0;
 363 }
 364
 365 static int vmdvideo_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 366                                  void *data, int *data_size,
 367                                  AVPacket *avpkt)
 368 {
 369     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 370     int buf_size = avpkt->size;
 371     VmdVideoContext *s = avctx->priv_data;
 372
 373     s->buf = buf;
 374     s->size = buf_size;
 375
 376     if (buf_size < 16)
 377         return buf_size;
 378
 379     s->frame.reference = 1;
 380     if (avctx->get_buffer(avctx, &s->frame)) {
 381         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "VMD Video: get_buffer() failed\n");
 382         return -1;
 383     }
 384
 385     vmd_decode(s);
 386
 387     /* make the palette available on the way out */
 388     memcpy(s->frame.data[1], s->palette, PALETTE_COUNT * 4);
 389
 390     /* shuffle frames */
 391     FFSWAP(AVFrame, s->frame, s->prev_frame);
 392     if (s->frame.data[0])
 393         avctx->release_buffer(avctx, &s->frame);
 394
 395     *data_size = sizeof(AVFrame);
 396     *(AVFrame*)data = s->prev_frame;
 397
 398     /* report that the buffer was completely consumed */
 399     return buf_size;
 400 }
 401
 402 static av_cold int vmdvideo_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 403 {
 404     VmdVideoContext *s = avctx->priv_data;
 405
 406     if (s->prev_frame.data[0])
 407         avctx->release_buffer(avctx, &s->prev_frame);
 408     av_free(s->unpack_buffer);
 409
 410     return 0;
 411 }
 412
 413
 414 /*
 415  * Audio Decoder
 416  */
 417
 418 #define BLOCK_TYPE_AUDIO    1
 419 #define BLOCK_TYPE_INITIAL  2
 420 #define BLOCK_TYPE_SILENCE  3
 421
 422 typedef struct VmdAudioContext {
 423     AVCodecContext *avctx;
 424     int out_bps;
 425     int predictors[2];
 426 } VmdAudioContext;
 427
 428 static const uint16_t vmdaudio_table[128] = {
 429     0x000, 0x008, 0x010, 0x020, 0x030, 0x040, 0x050, 0x060, 0x070, 0x080,
 430     0x090, 0x0A0, 0x0B0, 0x0C0, 0x0D0, 0x0E0, 0x0F0, 0x100, 0x110, 0x120,
 431     0x130, 0x140, 0x150, 0x160, 0x170, 0x180, 0x190, 0x1A0, 0x1B0, 0x1C0,
 432     0x1D0, 0x1E0, 0x1F0, 0x200, 0x208, 0x210, 0x218, 0x220, 0x228, 0x230,
 433     0x238, 0x240, 0x248, 0x250, 0x258, 0x260, 0x268, 0x270, 0x278, 0x280,
 434     0x288, 0x290, 0x298, 0x2A0, 0x2A8, 0x2B0, 0x2B8, 0x2C0, 0x2C8, 0x2D0,
 435     0x2D8, 0x2E0, 0x2E8, 0x2F0, 0x2F8, 0x300, 0x308, 0x310, 0x318, 0x320,
 436     0x328, 0x330, 0x338, 0x340, 0x348, 0x350, 0x358, 0x360, 0x368, 0x370,
 437     0x378, 0x380, 0x388, 0x390, 0x398, 0x3A0, 0x3A8, 0x3B0, 0x3B8, 0x3C0,
 438     0x3C8, 0x3D0, 0x3D8, 0x3E0, 0x3E8, 0x3F0, 0x3F8, 0x400, 0x440, 0x480,
 439     0x4C0, 0x500, 0x540, 0x580, 0x5C0, 0x600, 0x640, 0x680, 0x6C0, 0x700,
 440     0x740, 0x780, 0x7C0, 0x800, 0x900, 0xA00, 0xB00, 0xC00, 0xD00, 0xE00,
 441     0xF00, 0x1000, 0x1400, 0x1800, 0x1C00, 0x2000, 0x3000, 0x4000
 442 };
 443
 444 static av_cold int vmdaudio_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 445 {
 446     VmdAudioContext *s = avctx->priv_data;
 447
 448     s->avctx = avctx;
 449     if (avctx->bits_per_coded_sample == 16)
 450         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
 451     else
 452         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_U8;
 453     s->out_bps = av_get_bytes_per_sample(avctx->sample_fmt);
 454
 455     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "%d channels, %d bits/sample, "
 456            "block align = %d, sample rate = %d\n",
 457            avctx->channels, avctx->bits_per_coded_sample, avctx->block_align,
 458            avctx->sample_rate);
 459
 460     return 0;
 461 }
 462
 463 static void vmdaudio_decode_audio(VmdAudioContext *s, unsigned char *data,
 464     const uint8_t *buf, int buf_size, int stereo)
 465 {
 466     int i;
 467     int chan = 0;
 468     int16_t *out = (int16_t*)data;
 469
 470     for(i = 0; i < buf_size; i++) {
 471         if(buf[i] & 0x80)
 472             s->predictors[chan] -= vmdaudio_table[buf[i] & 0x7F];
 473         else
 474             s->predictors[chan] += vmdaudio_table[buf[i]];
 475         s->predictors[chan] = av_clip_int16(s->predictors[chan]);
 476         out[i] = s->predictors[chan];
 477         chan ^= stereo;
 478     }
 479 }
 480
 481 static int vmdaudio_loadsound(VmdAudioContext *s, unsigned char *data,
 482     const uint8_t *buf, int silent_chunks, int data_size)
 483 {
 484     int silent_size = s->avctx->block_align * silent_chunks * s->out_bps;
 485
 486     if (silent_chunks) {
 487         memset(data, s->out_bps == 2 ? 0x00 : 0x80, silent_size);
 488         data += silent_size;
 489     }
 490     if (s->avctx->bits_per_coded_sample == 16)
 491         vmdaudio_decode_audio(s, data, buf, data_size, s->avctx->channels == 2);
 492     else {
 493         /* just copy the data */
 494         memcpy(data, buf, data_size);
 495     }
 496
 497     return silent_size + data_size * s->out_bps;
 498 }
 499
 500 static int vmdaudio_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 501                                  void *data, int *data_size,
 502                                  AVPacket *avpkt)
 503 {
 504     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 505     int buf_size = avpkt->size;
 506     VmdAudioContext *s = avctx->priv_data;
 507     int block_type, silent_chunks;
 508     unsigned char *output_samples = (unsigned char *)data;
 509
 510     if (buf_size < 16) {
 511         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "skipping small junk packet\n");
 512         *data_size = 0;
 513         return buf_size;
 514     }
 515
 516     block_type = buf[6];
 517     if (block_type < BLOCK_TYPE_AUDIO || block_type > BLOCK_TYPE_SILENCE) {
 518         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unknown block type: %d\n", block_type);
 519         return AVERROR(EINVAL);
 520     }
 521     buf      += 16;
 522     buf_size -= 16;
 523
 524     silent_chunks = 0;
 525     if (block_type == BLOCK_TYPE_INITIAL) {
 526         uint32_t flags = AV_RB32(buf);
 527         silent_chunks  = av_popcount(flags);
 528         buf      += 4;
 529         buf_size -= 4;
 530     } else if (block_type == BLOCK_TYPE_SILENCE) {
 531         silent_chunks = 1;
 532         buf_size = 0; // should already be zero but set it just to be sure
 533     }
 534
 535     /* ensure output buffer is large enough */
 536     if (*data_size < (avctx->block_align*silent_chunks + buf_size) * s->out_bps)
 537         return -1;
 538
 539     *data_size = vmdaudio_loadsound(s, output_samples, buf, silent_chunks, buf_size);
 540
 541     return avpkt->size;
 542 }
 543
 544
 545 /*
 546  * Public Data Structures
 547  */
 548
 549 AVCodec ff_vmdvideo_decoder = {
 550     .name           = "vmdvideo",
 551     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 552     .id             = CODEC_ID_VMDVIDEO,
 553     .priv_data_size = sizeof(VmdVideoContext),
 554     .init           = vmdvideo_decode_init,
 555     .close          = vmdvideo_decode_end,
 556     .decode         = vmdvideo_decode_frame,
 557     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 558     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sierra VMD video"),
 559 };
 560
 561 AVCodec ff_vmdaudio_decoder = {
 562     .name           = "vmdaudio",
 563     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 564     .id             = CODEC_ID_VMDAUDIO,
 565     .priv_data_size = sizeof(VmdAudioContext),
 566     .init           = vmdaudio_decode_init,
 567     .decode         = vmdaudio_decode_frame,
 568     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sierra VMD audio"),
 569 };