git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/apngdec.c

   1 /*
   2  * APNG demuxer
   3  * Copyright (c) 2014 Benoit Fouet
   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  * APNG demuxer.
  25  * @see https://wiki.mozilla.org/APNG_Specification
  26  * @see http://www.w3.org/TR/PNG
  27  */
  28
  29 #include "avformat.h"
  30 #include "avio_internal.h"
  31 #include "internal.h"
  32 #include "libavutil/imgutils.h"
  33 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  34 #include "libavutil/opt.h"
  35 #include "libavcodec/apng.h"
  36 #include "libavcodec/png.h"
  37 #include "libavcodec/bytestream.h"
  38
  39 #define DEFAULT_APNG_FPS 15
  40
  41 typedef struct APNGDemuxContext {
  42     const AVClass *class;
  43
  44     int max_fps;
  45     int default_fps;
  46
  47     int pkt_duration;
  48
  49     int is_key_frame;
  50
  51     /*
  52      * loop options
  53      */
  54     int ignore_loop;
  55     uint32_t num_frames;
  56     uint32_t num_play;
  57     uint32_t cur_loop;
  58 } APNGDemuxContext;
  59
  60 /*
  61  * To be a valid APNG file, we mandate, in this order:
  62  *     PNGSIG
  63  *     IHDR
  64  *     ...
  65  *     acTL
  66  *     ...
  67  *     IDAT
  68  */
  69 static int apng_probe(const AVProbeData *p)
  70 {
  71     GetByteContext gb;
  72     int state = 0;
  73     uint32_t len, tag;
  74
  75     bytestream2_init(&gb, p->buf, p->buf_size);
  76
  77     if (bytestream2_get_be64(&gb) != PNGSIG)
  78         return 0;
  79
  80     for (;;) {
  81         len = bytestream2_get_be32(&gb);
  82         if (len > 0x7fffffff)
  83             return 0;
  84
  85         tag = bytestream2_get_le32(&gb);
  86         /* we don't check IDAT size, as this is the last tag
  87          * we check, and it may be larger than the probe buffer */
  88         if (tag != MKTAG('I', 'D', 'A', 'T') &&
  89             len + 4 > bytestream2_get_bytes_left(&gb))
  90             return 0;
  91
  92         switch (tag) {
  93         case MKTAG('I', 'H', 'D', 'R'):
  94             if (len != 13)
  95                 return 0;
  96             if (av_image_check_size(bytestream2_get_be32(&gb), bytestream2_get_be32(&gb), 0, NULL))
  97                 return 0;
  98             bytestream2_skip(&gb, 9);
  99             state++;
 100             break;
 101         case MKTAG('a', 'c', 'T', 'L'):
 102             if (state != 1 ||
 103                 len != 8 ||
 104                 bytestream2_get_be32(&gb) == 0) /* 0 is not a valid value for number of frames */
 105                 return 0;
 106             bytestream2_skip(&gb, 8);
 107             state++;
 108             break;
 109         case MKTAG('I', 'D', 'A', 'T'):
 110             if (state != 2)
 111                 return 0;
 112             goto end;
 113         default:
 114             /* skip other tags */
 115             bytestream2_skip(&gb, len + 4);
 116             break;
 117         }
 118     }
 119
 120 end:
 121     return AVPROBE_SCORE_MAX;
 122 }
 123
 124 static int append_extradata(AVCodecParameters *par, AVIOContext *pb, int len)
 125 {
 126     int previous_size = par->extradata_size;
 127     int new_size, ret;
 128     uint8_t *new_extradata;
 129
 130     if (previous_size > INT_MAX - AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE - len)
 131         return AVERROR_INVALIDDATA;
 132
 133     new_size = previous_size + len;
 134     new_extradata = av_realloc(par->extradata, new_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 135     if (!new_extradata)
 136         return AVERROR(ENOMEM);
 137     memset(new_extradata + new_size, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 138     par->extradata = new_extradata;
 139     par->extradata_size = new_size;
 140
 141     if ((ret = avio_read(pb, par->extradata + previous_size, len)) < 0)
 142         return ret;
 143
 144     return previous_size;
 145 }
 146
 147 static int apng_read_header(AVFormatContext *s)
 148 {
 149     APNGDemuxContext *ctx = s->priv_data;
 150     AVIOContext *pb = s->pb;
 151     uint32_t len, tag;
 152     AVStream *st;
 153     int acTL_found = 0;
 154     int64_t ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 155
 156     /* verify PNGSIG */
 157     if (avio_rb64(pb) != PNGSIG)
 158         return ret;
 159
 160     /* parse IHDR (must be first chunk) */
 161     len = avio_rb32(pb);
 162     tag = avio_rl32(pb);
 163     if (len != 13 || tag != MKTAG('I', 'H', 'D', 'R'))
 164         return ret;
 165
 166     st = avformat_new_stream(s, NULL);
 167     if (!st)
 168         return AVERROR(ENOMEM);
 169
 170     /* set the timebase to something large enough (1/100,000 of second)
 171      * to hopefully cope with all sane frame durations */
 172     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 100000);
 173     st->codecpar->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 174     st->codecpar->codec_id   = AV_CODEC_ID_APNG;
 175     st->codecpar->width      = avio_rb32(pb);
 176     st->codecpar->height     = avio_rb32(pb);
 177     if ((ret = av_image_check_size(st->codecpar->width, st->codecpar->height, 0, s)) < 0)
 178         return ret;
 179
 180     /* extradata will contain every chunk up to the first fcTL (excluded) */
 181     ret = ff_alloc_extradata(st->codecpar, len + 12);
 182     if (ret < 0)
 183         return ret;
 184     AV_WB32(st->codecpar->extradata,    len);
 185     AV_WL32(st->codecpar->extradata+4,  tag);
 186     AV_WB32(st->codecpar->extradata+8,  st->codecpar->width);
 187     AV_WB32(st->codecpar->extradata+12, st->codecpar->height);
 188     if ((ret = avio_read(pb, st->codecpar->extradata+16, 9)) < 0)
 189         goto fail;
 190
 191     while (!avio_feof(pb)) {
 192         if (acTL_found && ctx->num_play != 1) {
 193             int64_t size   = avio_size(pb);
 194             int64_t offset = avio_tell(pb);
 195             if (size < 0) {
 196                 ret = size;
 197                 goto fail;
 198             } else if (offset < 0) {
 199                 ret = offset;
 200                 goto fail;
 201             } else if ((ret = ffio_ensure_seekback(pb, size - offset)) < 0) {
 202                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Could not ensure seekback, will not loop\n");
 203                 ctx->num_play = 1;
 204             }
 205         }
 206         if ((ctx->num_play == 1 || !acTL_found) &&
 207             ((ret = ffio_ensure_seekback(pb, 4 /* len */ + 4 /* tag */)) < 0))
 208             goto fail;
 209
 210         len = avio_rb32(pb);
 211         if (len > 0x7fffffff) {
 212             ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 213             goto fail;
 214         }
 215
 216         tag = avio_rl32(pb);
 217         switch (tag) {
 218         case MKTAG('a', 'c', 'T', 'L'):
 219             if ((ret = avio_seek(pb, -8, SEEK_CUR)) < 0 ||
 220                 (ret = append_extradata(st->codecpar, pb, len + 12)) < 0)
 221                 goto fail;
 222             acTL_found = 1;
 223             ctx->num_frames = AV_RB32(st->codecpar->extradata + ret + 8);
 224             ctx->num_play   = AV_RB32(st->codecpar->extradata + ret + 12);
 225             av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "num_frames: %"PRIu32", num_play: %"PRIu32"\n",
 226                                     ctx->num_frames, ctx->num_play);
 227             break;
 228         case MKTAG('f', 'c', 'T', 'L'):
 229             if (!acTL_found) {
 230                ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 231                goto fail;
 232             }
 233             if ((ret = avio_seek(pb, -8, SEEK_CUR)) < 0)
 234                 goto fail;
 235             return 0;
 236         default:
 237             if ((ret = avio_seek(pb, -8, SEEK_CUR)) < 0 ||
 238                 (ret = append_extradata(st->codecpar, pb, len + 12)) < 0)
 239                 goto fail;
 240         }
 241     }
 242
 243 fail:
 244     return ret;
 245 }
 246
 247 static int decode_fctl_chunk(AVFormatContext *s, APNGDemuxContext *ctx, AVPacket *pkt)
 248 {
 249     uint32_t sequence_number, width, height, x_offset, y_offset;
 250     uint16_t delay_num, delay_den;
 251     uint8_t dispose_op, blend_op;
 252
 253     sequence_number = avio_rb32(s->pb);
 254     width           = avio_rb32(s->pb);
 255     height          = avio_rb32(s->pb);
 256     x_offset        = avio_rb32(s->pb);
 257     y_offset        = avio_rb32(s->pb);
 258     delay_num       = avio_rb16(s->pb);
 259     delay_den       = avio_rb16(s->pb);
 260     dispose_op      = avio_r8(s->pb);
 261     blend_op        = avio_r8(s->pb);
 262     avio_skip(s->pb, 4); /* crc */
 263
 264     /* default is hundredths of seconds */
 265     if (!delay_den)
 266         delay_den = 100;
 267     if (!delay_num || (ctx->max_fps && delay_den / delay_num > ctx->max_fps)) {
 268         delay_num = 1;
 269         delay_den = ctx->default_fps;
 270     }
 271     ctx->pkt_duration = av_rescale_q(delay_num,
 272                                      (AVRational){ 1, delay_den },
 273                                      s->streams[0]->time_base);
 274
 275     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "%s: "
 276             "sequence_number: %"PRId32", "
 277             "width: %"PRIu32", "
 278             "height: %"PRIu32", "
 279             "x_offset: %"PRIu32", "
 280             "y_offset: %"PRIu32", "
 281             "delay_num: %"PRIu16", "
 282             "delay_den: %"PRIu16", "
 283             "dispose_op: %d, "
 284             "blend_op: %d\n",
 285             __FUNCTION__,
 286             sequence_number,
 287             width,
 288             height,
 289             x_offset,
 290             y_offset,
 291             delay_num,
 292             delay_den,
 293             dispose_op,
 294             blend_op);
 295
 296     if (width != s->streams[0]->codecpar->width ||
 297         height != s->streams[0]->codecpar->height ||
 298         x_offset != 0 ||
 299         y_offset != 0) {
 300         if (sequence_number == 0 ||
 301             x_offset >= s->streams[0]->codecpar->width ||
 302             width > s->streams[0]->codecpar->width - x_offset ||
 303             y_offset >= s->streams[0]->codecpar->height ||
 304             height > s->streams[0]->codecpar->height - y_offset)
 305             return AVERROR_INVALIDDATA;
 306         ctx->is_key_frame = 0;
 307     } else {
 308         if (sequence_number == 0 && dispose_op == APNG_DISPOSE_OP_PREVIOUS)
 309             dispose_op = APNG_DISPOSE_OP_BACKGROUND;
 310         ctx->is_key_frame = dispose_op == APNG_DISPOSE_OP_BACKGROUND ||
 311                             blend_op   == APNG_BLEND_OP_SOURCE;
 312     }
 313
 314     return 0;
 315 }
 316
 317 static int apng_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 318 {
 319     APNGDemuxContext *ctx = s->priv_data;
 320     int64_t ret;
 321     int64_t size;
 322     AVIOContext *pb = s->pb;
 323     uint32_t len, tag;
 324
 325     /*
 326      * fcTL chunk length, in bytes:
 327      *  4 (length)
 328      *  4 (tag)
 329      * 26 (actual chunk)
 330      *  4 (crc) bytes
 331      * and needed next:
 332      *  4 (length)
 333      *  4 (tag (must be fdAT or IDAT))
 334      */
 335     /* if num_play is not 1, then the seekback is already guaranteed */
 336     if (ctx->num_play == 1 && (ret = ffio_ensure_seekback(pb, 46)) < 0)
 337         return ret;
 338
 339     len = avio_rb32(pb);
 340     tag = avio_rl32(pb);
 341
 342     if (avio_feof(pb))
 343         return AVERROR_EOF;
 344
 345     switch (tag) {
 346     case MKTAG('f', 'c', 'T', 'L'):
 347         if (len != 26)
 348             return AVERROR_INVALIDDATA;
 349
 350         if ((ret = decode_fctl_chunk(s, ctx, pkt)) < 0)
 351             return ret;
 352
 353         /* fcTL must precede fdAT or IDAT */
 354         len = avio_rb32(pb);
 355         tag = avio_rl32(pb);
 356         if (len > 0x7fffffff ||
 357             tag != MKTAG('f', 'd', 'A', 'T') &&
 358             tag != MKTAG('I', 'D', 'A', 'T'))
 359             return AVERROR_INVALIDDATA;
 360
 361         size = 38 /* fcTL */ + 8 /* len, tag */ + len + 4 /* crc */;
 362         if (size > INT_MAX)
 363             return AVERROR(EINVAL);
 364
 365         if ((ret = avio_seek(pb, -46, SEEK_CUR)) < 0 ||
 366             (ret = av_append_packet(pb, pkt, size)) < 0)
 367             return ret;
 368
 369         if (ctx->num_play == 1 && (ret = ffio_ensure_seekback(pb, 8)) < 0)
 370             return ret;
 371
 372         len = avio_rb32(pb);
 373         tag = avio_rl32(pb);
 374         while (tag &&
 375                tag != MKTAG('f', 'c', 'T', 'L') &&
 376                tag != MKTAG('I', 'E', 'N', 'D')) {
 377             if (len > 0x7fffffff)
 378                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 379             if ((ret = avio_seek(pb, -8, SEEK_CUR)) < 0 ||
 380                 (ret = av_append_packet(pb, pkt, len + 12)) < 0)
 381                 return ret;
 382             if (ctx->num_play == 1 && (ret = ffio_ensure_seekback(pb, 8)) < 0)
 383                 return ret;
 384             len = avio_rb32(pb);
 385             tag = avio_rl32(pb);
 386         }
 387         if ((ret = avio_seek(pb, -8, SEEK_CUR)) < 0)
 388             return ret;
 389
 390         if (ctx->is_key_frame)
 391             pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 392         pkt->pts = pkt->dts = AV_NOPTS_VALUE;
 393         pkt->duration = ctx->pkt_duration;
 394         return ret;
 395     case MKTAG('I', 'E', 'N', 'D'):
 396         ctx->cur_loop++;
 397         if (ctx->ignore_loop || ctx->num_play >= 1 && ctx->cur_loop == ctx->num_play) {
 398             avio_seek(pb, -8, SEEK_CUR);
 399             return AVERROR_EOF;
 400         }
 401         if ((ret = avio_seek(pb, s->streams[0]->codecpar->extradata_size + 8, SEEK_SET)) < 0)
 402             return ret;
 403         return 0;
 404     default:
 405         avpriv_request_sample(s, "In-stream tag=%s (0x%08"PRIX32") len=%"PRIu32,
 406                               av_fourcc2str(tag), tag, len);
 407         avio_skip(pb, len + 4);
 408     }
 409
 410     /* Handle the unsupported yet cases */
 411     return AVERROR_PATCHWELCOME;
 412 }
 413
 414 static const AVOption options[] = {
 415     { "ignore_loop", "ignore loop setting"                         , offsetof(APNGDemuxContext, ignore_loop),
 416       AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 1 }              , 0, 1      , AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
 417     { "max_fps"    , "maximum framerate (0 is no limit)"           , offsetof(APNGDemuxContext, max_fps),
 418       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
 419     { "default_fps", "default framerate (0 is as fast as possible)", offsetof(APNGDemuxContext, default_fps),
 420       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = DEFAULT_APNG_FPS }, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
 421     { NULL },
 422 };
 423
 424 static const AVClass demuxer_class = {
 425     .class_name = "APNG demuxer",
 426     .item_name  = av_default_item_name,
 427     .option     = options,
 428     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 429     .category   = AV_CLASS_CATEGORY_DEMUXER,
 430 };
 431
 432 AVInputFormat ff_apng_demuxer = {
 433     .name           = "apng",
 434     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Animated Portable Network Graphics"),
 435     .priv_data_size = sizeof(APNGDemuxContext),
 436     .read_probe     = apng_probe,
 437     .read_header    = apng_read_header,
 438     .read_packet    = apng_read_packet,
 439     .flags          = AVFMT_GENERIC_INDEX,
 440     .priv_class     = &demuxer_class,
 441 };