git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/j2kdec.c

   1 /*
   2  * JPEG2000 image decoder
   3  * Copyright (c) 2007 Kamil Nowosad
   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  * JPEG2000 image decoder
  24  * @file
  25  * @author Kamil Nowosad
  26  */
  27
  28 // #define DEBUG
  29
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "bytestream.h"
  32 #include "internal.h"
  33 #include "j2k.h"
  34 #include "libavutil/common.h"
  35
  36 #define JP2_SIG_TYPE    0x6A502020
  37 #define JP2_SIG_VALUE   0x0D0A870A
  38 #define JP2_CODESTREAM  0x6A703263
  39
  40 #define HAD_COC 0x01
  41 #define HAD_QCC 0x02
  42
  43 typedef struct {
  44    J2kComponent *comp;
  45    uint8_t properties[4];
  46    J2kCodingStyle codsty[4];
  47    J2kQuantStyle  qntsty[4];
  48 } J2kTile;
  49
  50 typedef struct {
  51     AVCodecContext *avctx;
  52     AVFrame *picture;
  53     GetByteContext g;
  54
  55     int width, height; ///< image width and height
  56     int image_offset_x, image_offset_y;
  57     int tile_offset_x, tile_offset_y;
  58     uint8_t cbps[4]; ///< bits per sample in particular components
  59     uint8_t sgnd[4]; ///< if a component is signed
  60     uint8_t properties[4];
  61     int cdx[4], cdy[4];
  62     int precision;
  63     int ncomponents;
  64     int tile_width, tile_height; ///< tile size
  65     int numXtiles, numYtiles;
  66     int maxtilelen;
  67
  68     J2kCodingStyle codsty[4];
  69     J2kQuantStyle  qntsty[4];
  70
  71     int bit_index;
  72
  73     int curtileno;
  74
  75     J2kTile *tile;
  76 } J2kDecoderContext;
  77
  78 static int get_bits(J2kDecoderContext *s, int n)
  79 {
  80     int res = 0;
  81
  82     while (--n >= 0){
  83         res <<= 1;
  84         if (s->bit_index == 0) {
  85             s->bit_index = 7 + (bytestream2_get_byte(&s->g) != 0xFFu);
  86         }
  87         s->bit_index--;
  88         res |= (bytestream2_peek_byte(&s->g) >> s->bit_index) & 1;
  89     }
  90     return res;
  91 }
  92
  93 static void j2k_flush(J2kDecoderContext *s)
  94 {
  95     if (bytestream2_get_byte(&s->g) == 0xff)
  96         bytestream2_skip(&s->g, 1);
  97     s->bit_index = 8;
  98 }
  99 #if 0
 100 void printcomp(J2kComponent *comp)
 101 {
 102     int i;
 103     for (i = 0; i < comp->y1 - comp->y0; i++)
 104         ff_j2k_printv(comp->data + i * (comp->x1 - comp->x0), comp->x1 - comp->x0);
 105 }
 106
 107 static void nspaces(FILE *fd, int n)
 108 {
 109     while(n--) putc(' ', fd);
 110 }
 111
 112 static void dump(J2kDecoderContext *s, FILE *fd)
 113 {
 114     int tileno, compno, reslevelno, bandno, precno;
 115     fprintf(fd, "XSiz = %d, YSiz = %d, tile_width = %d, tile_height = %d\n"
 116                 "numXtiles = %d, numYtiles = %d, ncomponents = %d\n"
 117                 "tiles:\n",
 118             s->width, s->height, s->tile_width, s->tile_height,
 119             s->numXtiles, s->numYtiles, s->ncomponents);
 120     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++){
 121         J2kTile *tile = s->tile + tileno;
 122         nspaces(fd, 2);
 123         fprintf(fd, "tile %d:\n", tileno);
 124         for(compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 125             J2kComponent *comp = tile->comp + compno;
 126             nspaces(fd, 4);
 127             fprintf(fd, "component %d:\n", compno);
 128             nspaces(fd, 4);
 129             fprintf(fd, "x0 = %d, x1 = %d, y0 = %d, y1 = %d\n",
 130                         comp->x0, comp->x1, comp->y0, comp->y1);
 131             for(reslevelno = 0; reslevelno < codsty->nreslevels; reslevelno++){
 132                 J2kResLevel *reslevel = comp->reslevel + reslevelno;
 133                 nspaces(fd, 6);
 134                 fprintf(fd, "reslevel %d:\n", reslevelno);
 135                 nspaces(fd, 6);
 136                 fprintf(fd, "x0 = %d, x1 = %d, y0 = %d, y1 = %d, nbands = %d\n",
 137                         reslevel->x0, reslevel->x1, reslevel->y0,
 138                         reslevel->y1, reslevel->nbands);
 139                 for(bandno = 0; bandno < reslevel->nbands; bandno++){
 140                     J2kBand *band = reslevel->band + bandno;
 141                     nspaces(fd, 8);
 142                     fprintf(fd, "band %d:\n", bandno);
 143                     nspaces(fd, 8);
 144                     fprintf(fd, "x0 = %d, x1 = %d, y0 = %d, y1 = %d,"
 145                                 "codeblock_width = %d, codeblock_height = %d cblknx = %d cblkny = %d\n",
 146                                 band->x0, band->x1,
 147                                 band->y0, band->y1,
 148                                 band->codeblock_width, band->codeblock_height,
 149                                 band->cblknx, band->cblkny);
 150                     for (precno = 0; precno < reslevel->num_precincts_x * reslevel->num_precincts_y; precno++){
 151                         J2kPrec *prec = band->prec + precno;
 152                         nspaces(fd, 10);
 153                         fprintf(fd, "prec %d:\n", precno);
 154                         nspaces(fd, 10);
 155                         fprintf(fd, "xi0 = %d, xi1 = %d, yi0 = %d, yi1 = %d\n",
 156                                      prec->xi0, prec->xi1, prec->yi0, prec->yi1);
 157                     }
 158                 }
 159             }
 160         }
 161     }
 162 }
 163 #endif
 164
 165 /** decode the value stored in node */
 166 static int tag_tree_decode(J2kDecoderContext *s, J2kTgtNode *node, int threshold)
 167 {
 168     J2kTgtNode *stack[30];
 169     int sp = -1, curval = 0;
 170
 171     if(!node)
 172         return AVERROR(EINVAL);
 173
 174     while(node && !node->vis){
 175         stack[++sp] = node;
 176         node = node->parent;
 177     }
 178
 179     if (node)
 180         curval = node->val;
 181     else
 182         curval = stack[sp]->val;
 183
 184     while(curval < threshold && sp >= 0){
 185         if (curval < stack[sp]->val)
 186             curval = stack[sp]->val;
 187         while (curval < threshold){
 188             int ret;
 189             if ((ret = get_bits(s, 1)) > 0){
 190                 stack[sp]->vis++;
 191                 break;
 192             } else if (!ret)
 193                 curval++;
 194             else
 195                 return ret;
 196         }
 197         stack[sp]->val = curval;
 198         sp--;
 199     }
 200     return curval;
 201 }
 202
 203 /* marker segments */
 204 /** get sizes and offsets of image, tiles; number of components */
 205 static int get_siz(J2kDecoderContext *s)
 206 {
 207     int i, ret;
 208
 209     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 36)
 210         return AVERROR(EINVAL);
 211
 212                         bytestream2_get_be16u(&s->g); // Rsiz (skipped)
 213              s->width = bytestream2_get_be32u(&s->g); // width
 214             s->height = bytestream2_get_be32u(&s->g); // height
 215     s->image_offset_x = bytestream2_get_be32u(&s->g); // X0Siz
 216     s->image_offset_y = bytestream2_get_be32u(&s->g); // Y0Siz
 217
 218         s->tile_width = bytestream2_get_be32u(&s->g); // XTSiz
 219        s->tile_height = bytestream2_get_be32u(&s->g); // YTSiz
 220      s->tile_offset_x = bytestream2_get_be32u(&s->g); // XT0Siz
 221      s->tile_offset_y = bytestream2_get_be32u(&s->g); // YT0Siz
 222        s->ncomponents = bytestream2_get_be16u(&s->g); // CSiz
 223
 224     if(s->ncomponents <= 0 || s->ncomponents > 4) {
 225         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported/invalid ncomponents: %d\n", s->ncomponents);
 226         return AVERROR(EINVAL);
 227     }
 228     if(s->tile_width<=0 || s->tile_height<=0)
 229         return AVERROR(EINVAL);
 230
 231     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 3 * s->ncomponents)
 232         return AVERROR(EINVAL);
 233
 234     for (i = 0; i < s->ncomponents; i++){ // Ssiz_i XRsiz_i, YRsiz_i
 235         uint8_t x = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 236         s->cbps[i] = (x & 0x7f) + 1;
 237         s->precision = FFMAX(s->cbps[i], s->precision);
 238         s->sgnd[i] = !!(x & 0x80);
 239         s->cdx[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 240         s->cdy[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 241     }
 242
 243     s->numXtiles = ff_j2k_ceildiv(s->width - s->tile_offset_x, s->tile_width);
 244     s->numYtiles = ff_j2k_ceildiv(s->height - s->tile_offset_y, s->tile_height);
 245
 246     if(s->numXtiles * (uint64_t)s->numYtiles > INT_MAX/sizeof(J2kTile))
 247         return AVERROR(EINVAL);
 248
 249     s->tile = av_mallocz(s->numXtiles * s->numYtiles * sizeof(J2kTile));
 250     if (!s->tile)
 251         return AVERROR(ENOMEM);
 252
 253     for (i = 0; i < s->numXtiles * s->numYtiles; i++){
 254         J2kTile *tile = s->tile + i;
 255
 256         tile->comp = av_mallocz(s->ncomponents * sizeof(J2kComponent));
 257         if (!tile->comp)
 258             return AVERROR(ENOMEM);
 259     }
 260
 261     s->avctx->width  = s->width  - s->image_offset_x;
 262     s->avctx->height = s->height - s->image_offset_y;
 263
 264     switch(s->ncomponents){
 265     case 1:
 266         if (s->precision > 8) {
 267             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GRAY16;
 268         } else {
 269             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GRAY8;
 270         }
 271         break;
 272     case 3:
 273         if (s->precision > 8) {
 274             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB48;
 275         } else {
 276             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB24;
 277         }
 278         break;
 279     case 4:
 280         s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGBA;
 281         break;
 282     }
 283
 284
 285     if ((ret = ff_get_buffer(s->avctx, s->picture, 0)) < 0)
 286         return ret;
 287
 288     s->picture->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 289     s->picture->key_frame = 1;
 290
 291     return 0;
 292 }
 293
 294 /** get common part for COD and COC segments */
 295 static int get_cox(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *c)
 296 {
 297     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 5)
 298         return AVERROR(EINVAL);
 299           c->nreslevels = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 1; // num of resolution levels - 1
 300      c->log2_cblk_width = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 2; // cblk width
 301     c->log2_cblk_height = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 2; // cblk height
 302
 303     c->cblk_style = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 304     if (c->cblk_style != 0){ // cblk style
 305         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "extra cblk styles %X\n", c->cblk_style);
 306     }
 307     c->transform = bytestream2_get_byteu(&s->g); // transformation
 308     if (c->csty & J2K_CSTY_PREC) {
 309         int i;
 310
 311         for (i = 0; i < c->nreslevels; i++)
 312             bytestream2_get_byte(&s->g);
 313     }
 314     return 0;
 315 }
 316
 317 /** get coding parameters for a particular tile or whole image*/
 318 static int get_cod(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *c, uint8_t *properties)
 319 {
 320     J2kCodingStyle tmp;
 321     int compno;
 322
 323     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 5)
 324         return AVERROR(EINVAL);
 325
 326     tmp.log2_prec_width  =
 327     tmp.log2_prec_height = 15;
 328
 329     tmp.csty = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 330
 331     if (bytestream2_get_byteu(&s->g)){ // progression level
 332         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "only LRCP progression supported\n");
 333         return -1;
 334     }
 335
 336     tmp.nlayers = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 337         tmp.mct = bytestream2_get_byteu(&s->g); // multiple component transformation
 338
 339     get_cox(s, &tmp);
 340     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 341         if (!(properties[compno] & HAD_COC))
 342             memcpy(c + compno, &tmp, sizeof(J2kCodingStyle));
 343     }
 344     return 0;
 345 }
 346
 347 /** get coding parameters for a component in the whole image on a particular tile */
 348 static int get_coc(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *c, uint8_t *properties)
 349 {
 350     int compno;
 351
 352     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 353         return AVERROR(EINVAL);
 354
 355     compno = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 356
 357     c += compno;
 358     c->csty = bytestream2_get_byte(&s->g);
 359     get_cox(s, c);
 360
 361     properties[compno] |= HAD_COC;
 362     return 0;
 363 }
 364
 365 /** get common part for QCD and QCC segments */
 366 static int get_qcx(J2kDecoderContext *s, int n, J2kQuantStyle *q)
 367 {
 368     int i, x;
 369
 370     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 371         return AVERROR(EINVAL);
 372
 373     x = bytestream2_get_byteu(&s->g); // Sqcd
 374
 375     q->nguardbits = x >> 5;
 376       q->quantsty = x & 0x1f;
 377
 378     if (q->quantsty == J2K_QSTY_NONE){
 379         n -= 3;
 380         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < n || 32*3 < n)
 381             return AVERROR(EINVAL);
 382         for (i = 0; i < n; i++)
 383             q->expn[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g) >> 3;
 384     } else if (q->quantsty == J2K_QSTY_SI){
 385         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 386             return AVERROR(EINVAL);
 387         x = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 388         q->expn[0] = x >> 11;
 389         q->mant[0] = x & 0x7ff;
 390         for (i = 1; i < 32 * 3; i++){
 391             int curexpn = FFMAX(0, q->expn[0] - (i-1)/3);
 392             q->expn[i] = curexpn;
 393             q->mant[i] = q->mant[0];
 394         }
 395     } else{
 396         n = (n - 3) >> 1;
 397         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2 * n || 32*3 < n)
 398             return AVERROR(EINVAL);
 399         for (i = 0; i < n; i++){
 400             x = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 401             q->expn[i] = x >> 11;
 402             q->mant[i] = x & 0x7ff;
 403         }
 404     }
 405     return 0;
 406 }
 407
 408 /** get quantization parameters for a particular tile or a whole image */
 409 static int get_qcd(J2kDecoderContext *s, int n, J2kQuantStyle *q, uint8_t *properties)
 410 {
 411     J2kQuantStyle tmp;
 412     int compno;
 413
 414     if (get_qcx(s, n, &tmp))
 415         return -1;
 416     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++)
 417         if (!(properties[compno] & HAD_QCC))
 418             memcpy(q + compno, &tmp, sizeof(J2kQuantStyle));
 419     return 0;
 420 }
 421
 422 /** get quantization parameters for a component in the whole image on in a particular tile */
 423 static int get_qcc(J2kDecoderContext *s, int n, J2kQuantStyle *q, uint8_t *properties)
 424 {
 425     int compno;
 426
 427     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 428         return AVERROR(EINVAL);
 429
 430     compno = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 431     properties[compno] |= HAD_QCC;
 432     return get_qcx(s, n-1, q+compno);
 433 }
 434
 435 /** get start of tile segment */
 436 static uint8_t get_sot(J2kDecoderContext *s)
 437 {
 438     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 8)
 439         return AVERROR(EINVAL);
 440
 441     s->curtileno = bytestream2_get_be16u(&s->g); ///< Isot
 442     if((unsigned)s->curtileno >= s->numXtiles * s->numYtiles){
 443         s->curtileno=0;
 444         return AVERROR(EINVAL);
 445     }
 446
 447     bytestream2_skipu(&s->g, 4); ///< Psot (ignored)
 448
 449     if (!bytestream2_get_byteu(&s->g)){ ///< TPsot
 450         J2kTile *tile = s->tile + s->curtileno;
 451
 452         /* copy defaults */
 453         memcpy(tile->codsty, s->codsty, s->ncomponents * sizeof(J2kCodingStyle));
 454         memcpy(tile->qntsty, s->qntsty, s->ncomponents * sizeof(J2kQuantStyle));
 455     }
 456     bytestream2_get_byteu(&s->g); ///< TNsot
 457
 458     return 0;
 459 }
 460
 461 static int init_tile(J2kDecoderContext *s, int tileno)
 462 {
 463     int compno,
 464         tilex = tileno % s->numXtiles,
 465         tiley = tileno / s->numXtiles;
 466     J2kTile *tile = s->tile + tileno;
 467
 468     if (!tile->comp)
 469         return AVERROR(ENOMEM);
 470     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 471         J2kComponent *comp = tile->comp + compno;
 472         J2kCodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 473         J2kQuantStyle  *qntsty = tile->qntsty + compno;
 474         int ret; // global bandno
 475
 476         comp->coord[0][0] = FFMAX(tilex * s->tile_width + s->tile_offset_x, s->image_offset_x);
 477         comp->coord[0][1] = FFMIN((tilex+1)*s->tile_width + s->tile_offset_x, s->width);
 478         comp->coord[1][0] = FFMAX(tiley * s->tile_height + s->tile_offset_y, s->image_offset_y);
 479         comp->coord[1][1] = FFMIN((tiley+1)*s->tile_height + s->tile_offset_y, s->height);
 480
 481         if (ret = ff_j2k_init_component(comp, codsty, qntsty, s->cbps[compno], s->cdx[compno], s->cdy[compno]))
 482             return ret;
 483     }
 484     return 0;
 485 }
 486
 487 /** read the number of coding passes */
 488 static int getnpasses(J2kDecoderContext *s)
 489 {
 490     int num;
 491     if (!get_bits(s, 1))
 492         return 1;
 493     if (!get_bits(s, 1))
 494         return 2;
 495     if ((num = get_bits(s, 2)) != 3)
 496         return num < 0 ? num : 3 + num;
 497     if ((num = get_bits(s, 5)) != 31)
 498         return num < 0 ? num : 6 + num;
 499     num = get_bits(s, 7);
 500     return num < 0 ? num : 37 + num;
 501 }
 502
 503 static int getlblockinc(J2kDecoderContext *s)
 504 {
 505     int res = 0, ret;
 506     while (ret = get_bits(s, 1)){
 507         if (ret < 0)
 508             return ret;
 509         res++;
 510     }
 511     return res;
 512 }
 513
 514 static int decode_packet(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *codsty, J2kResLevel *rlevel, int precno,
 515                          int layno, uint8_t *expn, int numgbits)
 516 {
 517     int bandno, cblkny, cblknx, cblkno, ret;
 518
 519     if (!(ret = get_bits(s, 1))){
 520         j2k_flush(s);
 521         return 0;
 522     } else if (ret < 0)
 523         return ret;
 524
 525     for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++){
 526         J2kBand *band = rlevel->band + bandno;
 527         J2kPrec *prec = band->prec + precno;
 528         int pos = 0;
 529
 530         if (band->coord[0][0] == band->coord[0][1]
 531         ||  band->coord[1][0] == band->coord[1][1])
 532             continue;
 533
 534         for (cblkny = prec->yi0; cblkny < prec->yi1; cblkny++)
 535             for(cblknx = prec->xi0, cblkno = cblkny * band->cblknx + cblknx; cblknx < prec->xi1; cblknx++, cblkno++, pos++){
 536                 J2kCblk *cblk = band->cblk + cblkno;
 537                 int incl, newpasses, llen;
 538
 539                 if (cblk->npasses)
 540                     incl = get_bits(s, 1);
 541                 else
 542                     incl = tag_tree_decode(s, prec->cblkincl + pos, layno+1) == layno;
 543                 if (!incl)
 544                     continue;
 545                 else if (incl < 0)
 546                     return incl;
 547
 548                 if (!cblk->npasses)
 549                     cblk->nonzerobits = expn[bandno] + numgbits - 1 - tag_tree_decode(s, prec->zerobits + pos, 100);
 550                 if ((newpasses = getnpasses(s)) < 0)
 551                     return newpasses;
 552                 if ((llen = getlblockinc(s)) < 0)
 553                     return llen;
 554                 cblk->lblock += llen;
 555                 if ((ret = get_bits(s, av_log2(newpasses) + cblk->lblock)) < 0)
 556                     return ret;
 557                 cblk->lengthinc = ret;
 558                 cblk->npasses += newpasses;
 559             }
 560     }
 561     j2k_flush(s);
 562
 563     if (codsty->csty & J2K_CSTY_EPH) {
 564         if (bytestream2_peek_be16(&s->g) == J2K_EPH) {
 565             bytestream2_skip(&s->g, 2);
 566         } else {
 567             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "EPH marker not found.\n");
 568         }
 569     }
 570
 571     for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++){
 572         J2kBand *band = rlevel->band + bandno;
 573         int yi, cblknw = band->prec[precno].xi1 - band->prec[precno].xi0;
 574         for (yi = band->prec[precno].yi0; yi < band->prec[precno].yi1; yi++){
 575             int xi;
 576             for (xi = band->prec[precno].xi0; xi < band->prec[precno].xi1; xi++){
 577                 J2kCblk *cblk = band->cblk + yi * cblknw + xi;
 578                 if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < cblk->lengthinc)
 579                     return AVERROR(EINVAL);
 580                 bytestream2_get_bufferu(&s->g, cblk->data, cblk->lengthinc);
 581                 cblk->length += cblk->lengthinc;
 582                 cblk->lengthinc = 0;
 583             }
 584         }
 585     }
 586     return 0;
 587 }
 588
 589 static int decode_packets(J2kDecoderContext *s, J2kTile *tile)
 590 {
 591     int layno, reslevelno, compno, precno, ok_reslevel;
 592     s->bit_index = 8;
 593     for (layno = 0; layno < tile->codsty[0].nlayers; layno++){
 594         ok_reslevel = 1;
 595         for (reslevelno = 0; ok_reslevel; reslevelno++){
 596             ok_reslevel = 0;
 597             for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 598                 J2kCodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 599                 J2kQuantStyle  *qntsty = tile->qntsty + compno;
 600                 if (reslevelno < codsty->nreslevels){
 601                     J2kResLevel *rlevel = tile->comp[compno].reslevel + reslevelno;
 602                     ok_reslevel = 1;
 603                     for (precno = 0; precno < rlevel->num_precincts_x * rlevel->num_precincts_y; precno++){
 604                         if (decode_packet(s, codsty, rlevel, precno, layno, qntsty->expn +
 605                                           (reslevelno ? 3*(reslevelno-1)+1 : 0), qntsty->nguardbits))
 606                             return -1;
 607                     }
 608                 }
 609             }
 610         }
 611     }
 612     return 0;
 613 }
 614
 615 /* TIER-1 routines */
 616 static void decode_sigpass(J2kT1Context *t1, int width, int height, int bpno, int bandno, int bpass_csty_symbol,
 617                            int vert_causal_ctx_csty_symbol)
 618 {
 619     int mask = 3 << (bpno - 1), y0, x, y;
 620
 621     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4)
 622         for (x = 0; x < width; x++)
 623             for (y = y0; y < height && y < y0+4; y++){
 624                 if ((t1->flags[y+1][x+1] & J2K_T1_SIG_NB)
 625                 && !(t1->flags[y+1][x+1] & (J2K_T1_SIG | J2K_T1_VIS))){
 626                     int vert_causal_ctx_csty_loc_symbol = vert_causal_ctx_csty_symbol && (x == 3 && y == 3);
 627                     if (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ff_j2k_getnbctxno(t1->flags[y+1][x+1], bandno,
 628                                       vert_causal_ctx_csty_loc_symbol))){
 629                         int xorbit, ctxno = ff_j2k_getsgnctxno(t1->flags[y+1][x+1], &xorbit);
 630                         if (bpass_csty_symbol)
 631                              t1->data[y][x] = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ? -mask : mask;
 632                         else
 633                              t1->data[y][x] = (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ^ xorbit) ?
 634                                                -mask : mask;
 635
 636                         ff_j2k_set_significant(t1, x, y, t1->data[y][x] < 0);
 637                     }
 638                     t1->flags[y+1][x+1] |= J2K_T1_VIS;
 639                 }
 640             }
 641 }
 642
 643 static void decode_refpass(J2kT1Context *t1, int width, int height, int bpno)
 644 {
 645     int phalf, nhalf;
 646     int y0, x, y;
 647
 648     phalf = 1 << (bpno - 1);
 649     nhalf = -phalf;
 650
 651     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4)
 652         for (x = 0; x < width; x++)
 653             for (y = y0; y < height && y < y0+4; y++){
 654                 if ((t1->flags[y+1][x+1] & (J2K_T1_SIG | J2K_T1_VIS)) == J2K_T1_SIG){
 655                     int ctxno = ff_j2k_getrefctxno(t1->flags[y+1][x+1]);
 656                     int r = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ? phalf : nhalf;
 657                     t1->data[y][x] += t1->data[y][x] < 0 ? -r : r;
 658                     t1->flags[y+1][x+1] |= J2K_T1_REF;
 659                 }
 660             }
 661 }
 662
 663 static void decode_clnpass(J2kDecoderContext *s, J2kT1Context *t1, int width, int height,
 664                            int bpno, int bandno, int seg_symbols)
 665 {
 666     int mask = 3 << (bpno - 1), y0, x, y, runlen, dec;
 667
 668     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4) {
 669         for (x = 0; x < width; x++){
 670             if (y0 + 3 < height && !(
 671             (t1->flags[y0+1][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)) ||
 672             (t1->flags[y0+2][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)) ||
 673             (t1->flags[y0+3][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)) ||
 674             (t1->flags[y0+4][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)))){
 675                 if (!ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_RL))
 676                     continue;
 677                 runlen = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 678                 runlen = (runlen << 1) | ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 679                 dec = 1;
 680             } else{
 681                 runlen = 0;
 682                 dec = 0;
 683             }
 684
 685             for (y = y0 + runlen; y < y0 + 4 && y < height; y++){
 686                 if (!dec){
 687                     if (!(t1->flags[y+1][x+1] & (J2K_T1_SIG | J2K_T1_VIS)))
 688                         dec = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ff_j2k_getnbctxno(t1->flags[y+1][x+1],
 689                                                                                              bandno, 0));
 690                 }
 691                 if (dec){
 692                     int xorbit, ctxno = ff_j2k_getsgnctxno(t1->flags[y+1][x+1], &xorbit);
 693                     t1->data[y][x] = (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ^ xorbit) ? -mask : mask;
 694                     ff_j2k_set_significant(t1, x, y, t1->data[y][x] < 0);
 695                 }
 696                 dec = 0;
 697                 t1->flags[y+1][x+1] &= ~J2K_T1_VIS;
 698             }
 699         }
 700     }
 701     if (seg_symbols) {
 702         int val;
 703         val = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 704         val = (val << 1) + ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 705         val = (val << 1) + ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 706         val = (val << 1) + ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 707         if (val != 0xa) {
 708             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,"Segmentation symbol value incorrect\n");
 709         }
 710     }
 711 }
 712
 713 static int decode_cblk(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *codsty, J2kT1Context *t1, J2kCblk *cblk,
 714                        int width, int height, int bandpos)
 715 {
 716     int passno = cblk->npasses, pass_t = 2, bpno = cblk->nonzerobits - 1, y, clnpass_cnt = 0;
 717     int bpass_csty_symbol = J2K_CBLK_BYPASS & codsty->cblk_style;
 718     int vert_causal_ctx_csty_symbol = J2K_CBLK_VSC & codsty->cblk_style;
 719
 720     for (y = 0; y < height+2; y++)
 721         memset(t1->flags[y], 0, (width+2)*sizeof(int));
 722
 723     for (y = 0; y < height; y++)
 724         memset(t1->data[y], 0, width*sizeof(int));
 725
 726     cblk->data[cblk->length] = 0xff;
 727     cblk->data[cblk->length+1] = 0xff;
 728     ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 729
 730     while(passno--){
 731         switch(pass_t){
 732             case 0: decode_sigpass(t1, width, height, bpno+1, bandpos,
 733                                   bpass_csty_symbol && (clnpass_cnt >= 4), vert_causal_ctx_csty_symbol);
 734                     break;
 735             case 1: decode_refpass(t1, width, height, bpno+1);
 736                     if (bpass_csty_symbol && clnpass_cnt >= 4)
 737                         ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 738                     break;
 739             case 2: decode_clnpass(s, t1, width, height, bpno+1, bandpos,
 740                                    codsty->cblk_style & J2K_CBLK_SEGSYM);
 741                     clnpass_cnt = clnpass_cnt + 1;
 742                     if (bpass_csty_symbol && clnpass_cnt >= 4)
 743                        ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 744                     break;
 745         }
 746
 747         pass_t++;
 748         if (pass_t == 3){
 749             bpno--;
 750             pass_t = 0;
 751         }
 752     }
 753     return 0;
 754 }
 755
 756 static void mct_decode(J2kDecoderContext *s, J2kTile *tile)
 757 {
 758     int i, *src[3], i0, i1, i2, csize = 1;
 759
 760     for (i = 0; i < 3; i++)
 761         src[i] = tile->comp[i].data;
 762
 763     for (i = 0; i < 2; i++)
 764         csize *= tile->comp[0].coord[i][1] - tile->comp[0].coord[i][0];
 765
 766     if (tile->codsty[0].transform == FF_DWT97){
 767         for (i = 0; i < csize; i++){
 768             i0 = *src[0] + (*src[2] * 46802 >> 16);
 769             i1 = *src[0] - (*src[1] * 22553 + *src[2] * 46802 >> 16);
 770             i2 = *src[0] + (116130 * *src[1] >> 16);
 771             *src[0]++ = i0;
 772             *src[1]++ = i1;
 773             *src[2]++ = i2;
 774         }
 775     } else{
 776         for (i = 0; i < csize; i++){
 777             i1 = *src[0] - (*src[2] + *src[1] >> 2);
 778             i0 = i1 + *src[2];
 779             i2 = i1 + *src[1];
 780             *src[0]++ = i0;
 781             *src[1]++ = i1;
 782             *src[2]++ = i2;
 783         }
 784     }
 785 }
 786
 787 static int decode_tile(J2kDecoderContext *s, J2kTile *tile)
 788 {
 789     int compno, reslevelno, bandno;
 790     int x, y, *src[4];
 791     uint8_t *line;
 792     J2kT1Context t1;
 793
 794     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 795         J2kComponent *comp = tile->comp + compno;
 796         J2kCodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 797
 798         for (reslevelno = 0; reslevelno < codsty->nreslevels; reslevelno++){
 799             J2kResLevel *rlevel = comp->reslevel + reslevelno;
 800             for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++){
 801                 J2kBand *band = rlevel->band + bandno;
 802                 int cblkx, cblky, cblkno=0, xx0, x0, xx1, y0, yy0, yy1, bandpos;
 803
 804                 bandpos = bandno + (reslevelno > 0);
 805
 806                 yy0 = bandno == 0 ? 0 : comp->reslevel[reslevelno-1].coord[1][1] - comp->reslevel[reslevelno-1].coord[1][0];
 807                 y0 = yy0;
 808                 yy1 = FFMIN(ff_j2k_ceildiv(band->coord[1][0] + 1, band->codeblock_height) * band->codeblock_height,
 809                             band->coord[1][1]) - band->coord[1][0] + yy0;
 810
 811                 if (band->coord[0][0] == band->coord[0][1] || band->coord[1][0] == band->coord[1][1])
 812                     continue;
 813
 814                 for (cblky = 0; cblky < band->cblkny; cblky++){
 815                     if (reslevelno == 0 || bandno == 1)
 816                         xx0 = 0;
 817                     else
 818                         xx0 = comp->reslevel[reslevelno-1].coord[0][1] - comp->reslevel[reslevelno-1].coord[0][0];
 819                     x0 = xx0;
 820                     xx1 = FFMIN(ff_j2k_ceildiv(band->coord[0][0] + 1, band->codeblock_width) * band->codeblock_width,
 821                                 band->coord[0][1]) - band->coord[0][0] + xx0;
 822
 823                     for (cblkx = 0; cblkx < band->cblknx; cblkx++, cblkno++){
 824                         int y, x;
 825                         decode_cblk(s, codsty, &t1, band->cblk + cblkno, xx1 - xx0, yy1 - yy0, bandpos);
 826                         if (codsty->transform == FF_DWT53){
 827                             for (y = yy0; y < yy1; y+=s->cdy[compno]){
 828                                 int *ptr = t1.data[y-yy0];
 829                                 for (x = xx0; x < xx1; x+=s->cdx[compno]){
 830                                     comp->data[(comp->coord[0][1] - comp->coord[0][0]) * y + x] = *ptr++ >> 1;
 831                                 }
 832                             }
 833                         } else{
 834                             for (y = yy0; y < yy1; y+=s->cdy[compno]){
 835                                 int *ptr = t1.data[y-yy0];
 836                                 for (x = xx0; x < xx1; x+=s->cdx[compno]){
 837                                     int tmp = ((int64_t)*ptr++) * ((int64_t)band->stepsize) >> 13, tmp2;
 838                                     tmp2 = FFABS(tmp>>1) + (tmp&1);
 839                                     comp->data[(comp->coord[0][1] - comp->coord[0][0]) * y + x] = tmp < 0 ? -tmp2 : tmp2;
 840                                 }
 841                             }
 842                         }
 843                         xx0 = xx1;
 844                         xx1 = FFMIN(xx1 + band->codeblock_width, band->coord[0][1] - band->coord[0][0] + x0);
 845                     }
 846                     yy0 = yy1;
 847                     yy1 = FFMIN(yy1 + band->codeblock_height, band->coord[1][1] - band->coord[1][0] + y0);
 848                 }
 849             }
 850         }
 851         ff_j2k_dwt_decode(&comp->dwt, comp->data);
 852         src[compno] = comp->data;
 853     }
 854     if (tile->codsty[0].mct)
 855         mct_decode(s, tile);
 856
 857     if (s->precision <= 8) {
 858         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 859             y = tile->comp[compno].coord[1][0] - s->image_offset_y;
 860             line = s->picture->data[0] + y * s->picture->linesize[0];
 861             for (; y < tile->comp[compno].coord[1][1] - s->image_offset_y; y += s->cdy[compno]){
 862                 uint8_t *dst;
 863
 864                 x = tile->comp[compno].coord[0][0] - s->image_offset_x;
 865                 dst = line + x * s->ncomponents + compno;
 866
 867                 for (; x < tile->comp[compno].coord[0][1] - s->image_offset_x; x += s->cdx[compno]) {
 868                     *src[compno] += 1 << (s->cbps[compno]-1);
 869                     if (*src[compno] < 0)
 870                         *src[compno] = 0;
 871                     else if (*src[compno] >= (1 << s->cbps[compno]))
 872                         *src[compno] = (1 << s->cbps[compno]) - 1;
 873                     *dst = *src[compno]++;
 874                     dst += s->ncomponents;
 875                 }
 876                 line += s->picture->linesize[0];
 877             }
 878         }
 879     } else {
 880         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++) {
 881             y = tile->comp[compno].coord[1][0] - s->image_offset_y;
 882             line = s->picture->data[0] + y * s->picture->linesize[0];
 883             for (; y < tile->comp[compno].coord[1][1] - s->image_offset_y; y += s->cdy[compno]) {
 884                 uint16_t *dst;
 885
 886                 x = tile->comp[compno].coord[0][0] - s->image_offset_x;
 887                 dst = (uint16_t *)(line + (x * s->ncomponents + compno) * 2);
 888                 for (; x < tile->comp[compno].coord[0][1] - s->image_offset_x; x += s-> cdx[compno]) {
 889                     int32_t val;
 890
 891                     val = *src[compno]++ << (16 - s->cbps[compno]);
 892                     val += 1 << 15;
 893                     val = av_clip(val, 0, (1 << 16) - 1);
 894                     *dst = val;
 895                     dst += s->ncomponents;
 896                 }
 897                 line += s->picture->linesize[0];
 898             }
 899         }
 900     }
 901     return 0;
 902 }
 903
 904 static void cleanup(J2kDecoderContext *s)
 905 {
 906     int tileno, compno;
 907     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++){
 908         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 909             J2kComponent *comp = s->tile[tileno].comp + compno;
 910             J2kCodingStyle *codsty = s->tile[tileno].codsty + compno;
 911
 912             ff_j2k_cleanup(comp, codsty);
 913         }
 914         av_freep(&s->tile[tileno].comp);
 915     }
 916     av_freep(&s->tile);
 917 }
 918
 919 static int decode_codestream(J2kDecoderContext *s)
 920 {
 921     J2kCodingStyle *codsty = s->codsty;
 922     J2kQuantStyle  *qntsty = s->qntsty;
 923     uint8_t *properties = s->properties;
 924
 925     for (;;){
 926         int oldpos, marker, len, ret = 0;
 927
 928         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2){
 929             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing EOC\n");
 930             break;
 931         }
 932
 933         marker = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 934         av_dlog(s->avctx, "marker 0x%.4X at pos 0x%x\n", marker, bytestream2_tell(&s->g) - 4);
 935         oldpos = bytestream2_tell(&s->g);
 936
 937         if (marker == J2K_SOD){
 938             J2kTile *tile = s->tile + s->curtileno;
 939             if (ret = init_tile(s, s->curtileno)) {
 940                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "tile initialization failed\n");
 941                 return ret;
 942             }
 943             if (ret = decode_packets(s, tile)) {
 944                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "packets decoding failed\n");
 945                 return ret;
 946             }
 947             continue;
 948         }
 949         if (marker == J2K_EOC)
 950             break;
 951
 952         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 953             return AVERROR(EINVAL);
 954         len = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 955         switch (marker){
 956         case J2K_SIZ:
 957             ret = get_siz(s);
 958             break;
 959         case J2K_COC:
 960             ret = get_coc(s, codsty, properties);
 961             break;
 962         case J2K_COD:
 963             ret = get_cod(s, codsty, properties);
 964             break;
 965         case J2K_QCC:
 966             ret = get_qcc(s, len, qntsty, properties);
 967             break;
 968         case J2K_QCD:
 969             ret = get_qcd(s, len, qntsty, properties);
 970             break;
 971         case J2K_SOT:
 972             if (!(ret = get_sot(s))){
 973                 codsty = s->tile[s->curtileno].codsty;
 974                 qntsty = s->tile[s->curtileno].qntsty;
 975                 properties = s->tile[s->curtileno].properties;
 976             }
 977             break;
 978         case J2K_COM:
 979             // the comment is ignored
 980             bytestream2_skip(&s->g, len - 2);
 981             break;
 982         default:
 983             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported marker 0x%.4X at pos 0x%x\n", marker, bytestream2_tell(&s->g) - 4);
 984             bytestream2_skip(&s->g, len - 2);
 985             break;
 986         }
 987         if (bytestream2_tell(&s->g) - oldpos != len || ret){
 988             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error during processing marker segment %.4x\n", marker);
 989             return ret ? ret : -1;
 990         }
 991     }
 992     return 0;
 993 }
 994
 995 static int jp2_find_codestream(J2kDecoderContext *s)
 996 {
 997     uint32_t atom_size, atom;
 998     int found_codestream = 0, search_range = 10;
 999
1000     while(!found_codestream && search_range && bytestream2_get_bytes_left(&s->g) >= 8) {
1001         atom_size = bytestream2_get_be32u(&s->g);
1002         atom      = bytestream2_get_be32u(&s->g);
1003         if (atom == JP2_CODESTREAM) {
1004             found_codestream = 1;
1005         } else {
1006             if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < atom_size - 8)
1007                 return 0;
1008             bytestream2_skipu(&s->g, atom_size - 8);
1009             search_range--;
1010         }
1011     }
1012
1013     if (found_codestream)
1014         return 1;
1015     return 0;
1016 }
1017
1018 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
1019                         void *data, int *got_frame,
1020                         AVPacket *avpkt)
1021 {
1022     J2kDecoderContext *s = avctx->priv_data;
1023     AVFrame *picture = data;
1024     int tileno, ret;
1025
1026     s->picture = picture;
1027
1028     bytestream2_init(&s->g, avpkt->data, avpkt->size);
1029     s->curtileno = -1;
1030
1031     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2) {
1032         ret = AVERROR(EINVAL);
1033         goto err_out;
1034     }
1035
1036     // check if the image is in jp2 format
1037     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) >= 12 &&
1038        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == 12) &&
1039        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == JP2_SIG_TYPE) &&
1040        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == JP2_SIG_VALUE)) {
1041         if(!jp2_find_codestream(s)) {
1042             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "couldn't find jpeg2k codestream atom\n");
1043             ret = -1;
1044             goto err_out;
1045         }
1046     } else {
1047         bytestream2_seek(&s->g, 0, SEEK_SET);
1048     }
1049
1050     if (bytestream2_get_be16u(&s->g) != J2K_SOC){
1051         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "SOC marker not present\n");
1052         ret = -1;
1053         goto err_out;
1054     }
1055     if (ret = decode_codestream(s))
1056         goto err_out;
1057
1058     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++)
1059         if (ret = decode_tile(s, s->tile + tileno))
1060             goto err_out;
1061
1062     cleanup(s);
1063
1064     *got_frame = 1;
1065
1066     return bytestream2_tell(&s->g);
1067
1068 err_out:
1069     cleanup(s);
1070     return ret;
1071 }
1072
1073 static av_cold int j2kdec_init(AVCodecContext *avctx)
1074 {
1075     J2kDecoderContext *s = avctx->priv_data;
1076
1077     s->avctx = avctx;
1078
1079     ff_j2k_init_tier1_luts();
1080
1081     return 0;
1082 }
1083
1084 AVCodec ff_j2k_decoder = {
1085     .name           = "j2k",
1086     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1087     .id             = AV_CODEC_ID_JPEG2000,
1088     .priv_data_size = sizeof(J2kDecoderContext),
1089     .init           = j2kdec_init,
1090     .decode         = decode_frame,
1091     .capabilities   = CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
1092     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("JPEG 2000"),
1093 };