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 "thread.h"
  34 #include "j2k.h"
  35 #include "libavutil/common.h"
  36
  37 #define JP2_SIG_TYPE    0x6A502020
  38 #define JP2_SIG_VALUE   0x0D0A870A
  39 #define JP2_CODESTREAM  0x6A703263
  40
  41 #define HAD_COC 0x01
  42 #define HAD_QCC 0x02
  43
  44 typedef struct {
  45    J2kComponent *comp;
  46    uint8_t properties[4];
  47    J2kCodingStyle codsty[4];
  48    J2kQuantStyle  qntsty[4];
  49 } J2kTile;
  50
  51 typedef struct {
  52     AVCodecContext *avctx;
  53     AVFrame *picture;
  54     GetByteContext g;
  55
  56     int width, height; ///< image width and height
  57     int image_offset_x, image_offset_y;
  58     int tile_offset_x, tile_offset_y;
  59     uint8_t cbps[4]; ///< bits per sample in particular components
  60     uint8_t sgnd[4]; ///< if a component is signed
  61     uint8_t properties[4];
  62     int cdx[4], cdy[4];
  63     int precision;
  64     int ncomponents;
  65     int tile_width, tile_height; ///< tile size
  66     int numXtiles, numYtiles;
  67     int maxtilelen;
  68
  69     J2kCodingStyle codsty[4];
  70     J2kQuantStyle  qntsty[4];
  71
  72     int bit_index;
  73
  74     int curtileno;
  75
  76     J2kTile *tile;
  77 } J2kDecoderContext;
  78
  79 static int get_bits(J2kDecoderContext *s, int n)
  80 {
  81     int res = 0;
  82
  83     while (--n >= 0){
  84         res <<= 1;
  85         if (s->bit_index == 0) {
  86             s->bit_index = 7 + (bytestream2_get_byte(&s->g) != 0xFFu);
  87         }
  88         s->bit_index--;
  89         res |= (bytestream2_peek_byte(&s->g) >> s->bit_index) & 1;
  90     }
  91     return res;
  92 }
  93
  94 static void j2k_flush(J2kDecoderContext *s)
  95 {
  96     if (bytestream2_get_byte(&s->g) == 0xff)
  97         bytestream2_skip(&s->g, 1);
  98     s->bit_index = 8;
  99 }
 100 #if 0
 101 void printcomp(J2kComponent *comp)
 102 {
 103     int i;
 104     for (i = 0; i < comp->y1 - comp->y0; i++)
 105         ff_j2k_printv(comp->data + i * (comp->x1 - comp->x0), comp->x1 - comp->x0);
 106 }
 107
 108 static void nspaces(FILE *fd, int n)
 109 {
 110     while(n--) putc(' ', fd);
 111 }
 112
 113 static void dump(J2kDecoderContext *s, FILE *fd)
 114 {
 115     int tileno, compno, reslevelno, bandno, precno;
 116     fprintf(fd, "XSiz = %d, YSiz = %d, tile_width = %d, tile_height = %d\n"
 117                 "numXtiles = %d, numYtiles = %d, ncomponents = %d\n"
 118                 "tiles:\n",
 119             s->width, s->height, s->tile_width, s->tile_height,
 120             s->numXtiles, s->numYtiles, s->ncomponents);
 121     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++){
 122         J2kTile *tile = s->tile + tileno;
 123         nspaces(fd, 2);
 124         fprintf(fd, "tile %d:\n", tileno);
 125         for(compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 126             J2kComponent *comp = tile->comp + compno;
 127             nspaces(fd, 4);
 128             fprintf(fd, "component %d:\n", compno);
 129             nspaces(fd, 4);
 130             fprintf(fd, "x0 = %d, x1 = %d, y0 = %d, y1 = %d\n",
 131                         comp->x0, comp->x1, comp->y0, comp->y1);
 132             for(reslevelno = 0; reslevelno < codsty->nreslevels; reslevelno++){
 133                 J2kResLevel *reslevel = comp->reslevel + reslevelno;
 134                 nspaces(fd, 6);
 135                 fprintf(fd, "reslevel %d:\n", reslevelno);
 136                 nspaces(fd, 6);
 137                 fprintf(fd, "x0 = %d, x1 = %d, y0 = %d, y1 = %d, nbands = %d\n",
 138                         reslevel->x0, reslevel->x1, reslevel->y0,
 139                         reslevel->y1, reslevel->nbands);
 140                 for(bandno = 0; bandno < reslevel->nbands; bandno++){
 141                     J2kBand *band = reslevel->band + bandno;
 142                     nspaces(fd, 8);
 143                     fprintf(fd, "band %d:\n", bandno);
 144                     nspaces(fd, 8);
 145                     fprintf(fd, "x0 = %d, x1 = %d, y0 = %d, y1 = %d,"
 146                                 "codeblock_width = %d, codeblock_height = %d cblknx = %d cblkny = %d\n",
 147                                 band->x0, band->x1,
 148                                 band->y0, band->y1,
 149                                 band->codeblock_width, band->codeblock_height,
 150                                 band->cblknx, band->cblkny);
 151                     for (precno = 0; precno < reslevel->num_precincts_x * reslevel->num_precincts_y; precno++){
 152                         J2kPrec *prec = band->prec + precno;
 153                         nspaces(fd, 10);
 154                         fprintf(fd, "prec %d:\n", precno);
 155                         nspaces(fd, 10);
 156                         fprintf(fd, "xi0 = %d, xi1 = %d, yi0 = %d, yi1 = %d\n",
 157                                      prec->xi0, prec->xi1, prec->yi0, prec->yi1);
 158                     }
 159                 }
 160             }
 161         }
 162     }
 163 }
 164 #endif
 165
 166 /** decode the value stored in node */
 167 static int tag_tree_decode(J2kDecoderContext *s, J2kTgtNode *node, int threshold)
 168 {
 169     J2kTgtNode *stack[30];
 170     int sp = -1, curval = 0;
 171
 172     if(!node)
 173         return AVERROR(EINVAL);
 174
 175     while(node && !node->vis){
 176         stack[++sp] = node;
 177         node = node->parent;
 178     }
 179
 180     if (node)
 181         curval = node->val;
 182     else
 183         curval = stack[sp]->val;
 184
 185     while(curval < threshold && sp >= 0){
 186         if (curval < stack[sp]->val)
 187             curval = stack[sp]->val;
 188         while (curval < threshold){
 189             int ret;
 190             if ((ret = get_bits(s, 1)) > 0){
 191                 stack[sp]->vis++;
 192                 break;
 193             } else if (!ret)
 194                 curval++;
 195             else
 196                 return ret;
 197         }
 198         stack[sp]->val = curval;
 199         sp--;
 200     }
 201     return curval;
 202 }
 203
 204 /* marker segments */
 205 /** get sizes and offsets of image, tiles; number of components */
 206 static int get_siz(J2kDecoderContext *s)
 207 {
 208     int i, ret;
 209     ThreadFrame frame = { .f = s->picture };
 210
 211     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 36)
 212         return AVERROR(EINVAL);
 213
 214                         bytestream2_get_be16u(&s->g); // Rsiz (skipped)
 215              s->width = bytestream2_get_be32u(&s->g); // width
 216             s->height = bytestream2_get_be32u(&s->g); // height
 217     s->image_offset_x = bytestream2_get_be32u(&s->g); // X0Siz
 218     s->image_offset_y = bytestream2_get_be32u(&s->g); // Y0Siz
 219
 220         s->tile_width = bytestream2_get_be32u(&s->g); // XTSiz
 221        s->tile_height = bytestream2_get_be32u(&s->g); // YTSiz
 222      s->tile_offset_x = bytestream2_get_be32u(&s->g); // XT0Siz
 223      s->tile_offset_y = bytestream2_get_be32u(&s->g); // YT0Siz
 224        s->ncomponents = bytestream2_get_be16u(&s->g); // CSiz
 225
 226     if(s->ncomponents <= 0 || s->ncomponents > 4) {
 227         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported/invalid ncomponents: %d\n", s->ncomponents);
 228         return AVERROR(EINVAL);
 229     }
 230     if(s->tile_width<=0 || s->tile_height<=0)
 231         return AVERROR(EINVAL);
 232
 233     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 3 * s->ncomponents)
 234         return AVERROR(EINVAL);
 235
 236     for (i = 0; i < s->ncomponents; i++){ // Ssiz_i XRsiz_i, YRsiz_i
 237         uint8_t x = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 238         s->cbps[i] = (x & 0x7f) + 1;
 239         s->precision = FFMAX(s->cbps[i], s->precision);
 240         s->sgnd[i] = !!(x & 0x80);
 241         s->cdx[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 242         s->cdy[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 243     }
 244
 245     s->numXtiles = ff_j2k_ceildiv(s->width - s->tile_offset_x, s->tile_width);
 246     s->numYtiles = ff_j2k_ceildiv(s->height - s->tile_offset_y, s->tile_height);
 247
 248     if(s->numXtiles * (uint64_t)s->numYtiles > INT_MAX/sizeof(J2kTile))
 249         return AVERROR(EINVAL);
 250
 251     s->tile = av_mallocz(s->numXtiles * s->numYtiles * sizeof(J2kTile));
 252     if (!s->tile)
 253         return AVERROR(ENOMEM);
 254
 255     for (i = 0; i < s->numXtiles * s->numYtiles; i++){
 256         J2kTile *tile = s->tile + i;
 257
 258         tile->comp = av_mallocz(s->ncomponents * sizeof(J2kComponent));
 259         if (!tile->comp)
 260             return AVERROR(ENOMEM);
 261     }
 262
 263     s->avctx->width  = s->width  - s->image_offset_x;
 264     s->avctx->height = s->height - s->image_offset_y;
 265
 266     switch(s->ncomponents){
 267     case 1:
 268         if (s->precision > 8) {
 269             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GRAY16;
 270         } else {
 271             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GRAY8;
 272         }
 273         break;
 274     case 3:
 275         if (s->precision > 8) {
 276             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB48;
 277         } else {
 278             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB24;
 279         }
 280         break;
 281     case 4:
 282         s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGBA;
 283         break;
 284     }
 285
 286
 287     if ((ret = ff_thread_get_buffer(s->avctx, &frame, 0)) < 0)
 288         return ret;
 289
 290     s->picture->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 291     s->picture->key_frame = 1;
 292
 293     return 0;
 294 }
 295
 296 /** get common part for COD and COC segments */
 297 static int get_cox(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *c)
 298 {
 299     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 5)
 300         return AVERROR(EINVAL);
 301           c->nreslevels = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 1; // num of resolution levels - 1
 302      c->log2_cblk_width = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 2; // cblk width
 303     c->log2_cblk_height = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 2; // cblk height
 304
 305     c->cblk_style = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 306     if (c->cblk_style != 0){ // cblk style
 307         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "extra cblk styles %X\n", c->cblk_style);
 308     }
 309     c->transform = bytestream2_get_byteu(&s->g); // transformation
 310     if (c->csty & J2K_CSTY_PREC) {
 311         int i;
 312
 313         for (i = 0; i < c->nreslevels; i++)
 314             bytestream2_get_byte(&s->g);
 315     }
 316     return 0;
 317 }
 318
 319 /** get coding parameters for a particular tile or whole image*/
 320 static int get_cod(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *c, uint8_t *properties)
 321 {
 322     J2kCodingStyle tmp;
 323     int compno;
 324
 325     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 5)
 326         return AVERROR(EINVAL);
 327
 328     tmp.log2_prec_width  =
 329     tmp.log2_prec_height = 15;
 330
 331     tmp.csty = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 332
 333     if (bytestream2_get_byteu(&s->g)){ // progression level
 334         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "only LRCP progression supported\n");
 335         return -1;
 336     }
 337
 338     tmp.nlayers = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 339         tmp.mct = bytestream2_get_byteu(&s->g); // multiple component transformation
 340
 341     get_cox(s, &tmp);
 342     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 343         if (!(properties[compno] & HAD_COC))
 344             memcpy(c + compno, &tmp, sizeof(J2kCodingStyle));
 345     }
 346     return 0;
 347 }
 348
 349 /** get coding parameters for a component in the whole image on a particular tile */
 350 static int get_coc(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *c, uint8_t *properties)
 351 {
 352     int compno;
 353
 354     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 355         return AVERROR(EINVAL);
 356
 357     compno = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 358
 359     c += compno;
 360     c->csty = bytestream2_get_byte(&s->g);
 361     get_cox(s, c);
 362
 363     properties[compno] |= HAD_COC;
 364     return 0;
 365 }
 366
 367 /** get common part for QCD and QCC segments */
 368 static int get_qcx(J2kDecoderContext *s, int n, J2kQuantStyle *q)
 369 {
 370     int i, x;
 371
 372     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 373         return AVERROR(EINVAL);
 374
 375     x = bytestream2_get_byteu(&s->g); // Sqcd
 376
 377     q->nguardbits = x >> 5;
 378       q->quantsty = x & 0x1f;
 379
 380     if (q->quantsty == J2K_QSTY_NONE){
 381         n -= 3;
 382         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < n || 32*3 < n)
 383             return AVERROR(EINVAL);
 384         for (i = 0; i < n; i++)
 385             q->expn[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g) >> 3;
 386     } else if (q->quantsty == J2K_QSTY_SI){
 387         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 388             return AVERROR(EINVAL);
 389         x = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 390         q->expn[0] = x >> 11;
 391         q->mant[0] = x & 0x7ff;
 392         for (i = 1; i < 32 * 3; i++){
 393             int curexpn = FFMAX(0, q->expn[0] - (i-1)/3);
 394             q->expn[i] = curexpn;
 395             q->mant[i] = q->mant[0];
 396         }
 397     } else{
 398         n = (n - 3) >> 1;
 399         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2 * n || 32*3 < n)
 400             return AVERROR(EINVAL);
 401         for (i = 0; i < n; i++){
 402             x = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 403             q->expn[i] = x >> 11;
 404             q->mant[i] = x & 0x7ff;
 405         }
 406     }
 407     return 0;
 408 }
 409
 410 /** get quantization parameters for a particular tile or a whole image */
 411 static int get_qcd(J2kDecoderContext *s, int n, J2kQuantStyle *q, uint8_t *properties)
 412 {
 413     J2kQuantStyle tmp;
 414     int compno;
 415
 416     if (get_qcx(s, n, &tmp))
 417         return -1;
 418     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++)
 419         if (!(properties[compno] & HAD_QCC))
 420             memcpy(q + compno, &tmp, sizeof(J2kQuantStyle));
 421     return 0;
 422 }
 423
 424 /** get quantization parameters for a component in the whole image on in a particular tile */
 425 static int get_qcc(J2kDecoderContext *s, int n, J2kQuantStyle *q, uint8_t *properties)
 426 {
 427     int compno;
 428
 429     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 430         return AVERROR(EINVAL);
 431
 432     compno = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 433     properties[compno] |= HAD_QCC;
 434     return get_qcx(s, n-1, q+compno);
 435 }
 436
 437 /** get start of tile segment */
 438 static uint8_t get_sot(J2kDecoderContext *s)
 439 {
 440     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 8)
 441         return AVERROR(EINVAL);
 442
 443     s->curtileno = bytestream2_get_be16u(&s->g); ///< Isot
 444     if((unsigned)s->curtileno >= s->numXtiles * s->numYtiles){
 445         s->curtileno=0;
 446         return AVERROR(EINVAL);
 447     }
 448
 449     bytestream2_skipu(&s->g, 4); ///< Psot (ignored)
 450
 451     if (!bytestream2_get_byteu(&s->g)){ ///< TPsot
 452         J2kTile *tile = s->tile + s->curtileno;
 453
 454         /* copy defaults */
 455         memcpy(tile->codsty, s->codsty, s->ncomponents * sizeof(J2kCodingStyle));
 456         memcpy(tile->qntsty, s->qntsty, s->ncomponents * sizeof(J2kQuantStyle));
 457     }
 458     bytestream2_get_byteu(&s->g); ///< TNsot
 459
 460     return 0;
 461 }
 462
 463 static int init_tile(J2kDecoderContext *s, int tileno)
 464 {
 465     int compno,
 466         tilex = tileno % s->numXtiles,
 467         tiley = tileno / s->numXtiles;
 468     J2kTile *tile = s->tile + tileno;
 469
 470     if (!tile->comp)
 471         return AVERROR(ENOMEM);
 472     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 473         J2kComponent *comp = tile->comp + compno;
 474         J2kCodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 475         J2kQuantStyle  *qntsty = tile->qntsty + compno;
 476         int ret; // global bandno
 477
 478         comp->coord[0][0] = FFMAX(tilex * s->tile_width + s->tile_offset_x, s->image_offset_x);
 479         comp->coord[0][1] = FFMIN((tilex+1)*s->tile_width + s->tile_offset_x, s->width);
 480         comp->coord[1][0] = FFMAX(tiley * s->tile_height + s->tile_offset_y, s->image_offset_y);
 481         comp->coord[1][1] = FFMIN((tiley+1)*s->tile_height + s->tile_offset_y, s->height);
 482
 483         if (ret = ff_j2k_init_component(comp, codsty, qntsty, s->cbps[compno], s->cdx[compno], s->cdy[compno]))
 484             return ret;
 485     }
 486     return 0;
 487 }
 488
 489 /** read the number of coding passes */
 490 static int getnpasses(J2kDecoderContext *s)
 491 {
 492     int num;
 493     if (!get_bits(s, 1))
 494         return 1;
 495     if (!get_bits(s, 1))
 496         return 2;
 497     if ((num = get_bits(s, 2)) != 3)
 498         return num < 0 ? num : 3 + num;
 499     if ((num = get_bits(s, 5)) != 31)
 500         return num < 0 ? num : 6 + num;
 501     num = get_bits(s, 7);
 502     return num < 0 ? num : 37 + num;
 503 }
 504
 505 static int getlblockinc(J2kDecoderContext *s)
 506 {
 507     int res = 0, ret;
 508     while (ret = get_bits(s, 1)){
 509         if (ret < 0)
 510             return ret;
 511         res++;
 512     }
 513     return res;
 514 }
 515
 516 static int decode_packet(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *codsty, J2kResLevel *rlevel, int precno,
 517                          int layno, uint8_t *expn, int numgbits)
 518 {
 519     int bandno, cblkny, cblknx, cblkno, ret;
 520
 521     if (!(ret = get_bits(s, 1))){
 522         j2k_flush(s);
 523         return 0;
 524     } else if (ret < 0)
 525         return ret;
 526
 527     for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++){
 528         J2kBand *band = rlevel->band + bandno;
 529         J2kPrec *prec = band->prec + precno;
 530         int pos = 0;
 531
 532         if (band->coord[0][0] == band->coord[0][1]
 533         ||  band->coord[1][0] == band->coord[1][1])
 534             continue;
 535
 536         for (cblkny = prec->yi0; cblkny < prec->yi1; cblkny++)
 537             for(cblknx = prec->xi0, cblkno = cblkny * band->cblknx + cblknx; cblknx < prec->xi1; cblknx++, cblkno++, pos++){
 538                 J2kCblk *cblk = band->cblk + cblkno;
 539                 int incl, newpasses, llen;
 540
 541                 if (cblk->npasses)
 542                     incl = get_bits(s, 1);
 543                 else
 544                     incl = tag_tree_decode(s, prec->cblkincl + pos, layno+1) == layno;
 545                 if (!incl)
 546                     continue;
 547                 else if (incl < 0)
 548                     return incl;
 549
 550                 if (!cblk->npasses)
 551                     cblk->nonzerobits = expn[bandno] + numgbits - 1 - tag_tree_decode(s, prec->zerobits + pos, 100);
 552                 if ((newpasses = getnpasses(s)) < 0)
 553                     return newpasses;
 554                 if ((llen = getlblockinc(s)) < 0)
 555                     return llen;
 556                 cblk->lblock += llen;
 557                 if ((ret = get_bits(s, av_log2(newpasses) + cblk->lblock)) < 0)
 558                     return ret;
 559                 cblk->lengthinc = ret;
 560                 cblk->npasses += newpasses;
 561             }
 562     }
 563     j2k_flush(s);
 564
 565     if (codsty->csty & J2K_CSTY_EPH) {
 566         if (bytestream2_peek_be16(&s->g) == J2K_EPH) {
 567             bytestream2_skip(&s->g, 2);
 568         } else {
 569             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "EPH marker not found.\n");
 570         }
 571     }
 572
 573     for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++){
 574         J2kBand *band = rlevel->band + bandno;
 575         int yi, cblknw = band->prec[precno].xi1 - band->prec[precno].xi0;
 576         for (yi = band->prec[precno].yi0; yi < band->prec[precno].yi1; yi++){
 577             int xi;
 578             for (xi = band->prec[precno].xi0; xi < band->prec[precno].xi1; xi++){
 579                 J2kCblk *cblk = band->cblk + yi * cblknw + xi;
 580                 if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < cblk->lengthinc)
 581                     return AVERROR(EINVAL);
 582                 bytestream2_get_bufferu(&s->g, cblk->data, cblk->lengthinc);
 583                 cblk->length += cblk->lengthinc;
 584                 cblk->lengthinc = 0;
 585             }
 586         }
 587     }
 588     return 0;
 589 }
 590
 591 static int decode_packets(J2kDecoderContext *s, J2kTile *tile)
 592 {
 593     int layno, reslevelno, compno, precno, ok_reslevel;
 594     s->bit_index = 8;
 595     for (layno = 0; layno < tile->codsty[0].nlayers; layno++){
 596         ok_reslevel = 1;
 597         for (reslevelno = 0; ok_reslevel; reslevelno++){
 598             ok_reslevel = 0;
 599             for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 600                 J2kCodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 601                 J2kQuantStyle  *qntsty = tile->qntsty + compno;
 602                 if (reslevelno < codsty->nreslevels){
 603                     J2kResLevel *rlevel = tile->comp[compno].reslevel + reslevelno;
 604                     ok_reslevel = 1;
 605                     for (precno = 0; precno < rlevel->num_precincts_x * rlevel->num_precincts_y; precno++){
 606                         if (decode_packet(s, codsty, rlevel, precno, layno, qntsty->expn +
 607                                           (reslevelno ? 3*(reslevelno-1)+1 : 0), qntsty->nguardbits))
 608                             return -1;
 609                     }
 610                 }
 611             }
 612         }
 613     }
 614     return 0;
 615 }
 616
 617 /* TIER-1 routines */
 618 static void decode_sigpass(J2kT1Context *t1, int width, int height, int bpno, int bandno, int bpass_csty_symbol,
 619                            int vert_causal_ctx_csty_symbol)
 620 {
 621     int mask = 3 << (bpno - 1), y0, x, y;
 622
 623     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4)
 624         for (x = 0; x < width; x++)
 625             for (y = y0; y < height && y < y0+4; y++){
 626                 if ((t1->flags[y+1][x+1] & J2K_T1_SIG_NB)
 627                 && !(t1->flags[y+1][x+1] & (J2K_T1_SIG | J2K_T1_VIS))){
 628                     int vert_causal_ctx_csty_loc_symbol = vert_causal_ctx_csty_symbol && (x == 3 && y == 3);
 629                     if (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ff_j2k_getnbctxno(t1->flags[y+1][x+1], bandno,
 630                                       vert_causal_ctx_csty_loc_symbol))){
 631                         int xorbit, ctxno = ff_j2k_getsgnctxno(t1->flags[y+1][x+1], &xorbit);
 632                         if (bpass_csty_symbol)
 633                              t1->data[y][x] = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ? -mask : mask;
 634                         else
 635                              t1->data[y][x] = (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ^ xorbit) ?
 636                                                -mask : mask;
 637
 638                         ff_j2k_set_significant(t1, x, y, t1->data[y][x] < 0);
 639                     }
 640                     t1->flags[y+1][x+1] |= J2K_T1_VIS;
 641                 }
 642             }
 643 }
 644
 645 static void decode_refpass(J2kT1Context *t1, int width, int height, int bpno)
 646 {
 647     int phalf, nhalf;
 648     int y0, x, y;
 649
 650     phalf = 1 << (bpno - 1);
 651     nhalf = -phalf;
 652
 653     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4)
 654         for (x = 0; x < width; x++)
 655             for (y = y0; y < height && y < y0+4; y++){
 656                 if ((t1->flags[y+1][x+1] & (J2K_T1_SIG | J2K_T1_VIS)) == J2K_T1_SIG){
 657                     int ctxno = ff_j2k_getrefctxno(t1->flags[y+1][x+1]);
 658                     int r = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ? phalf : nhalf;
 659                     t1->data[y][x] += t1->data[y][x] < 0 ? -r : r;
 660                     t1->flags[y+1][x+1] |= J2K_T1_REF;
 661                 }
 662             }
 663 }
 664
 665 static void decode_clnpass(J2kDecoderContext *s, J2kT1Context *t1, int width, int height,
 666                            int bpno, int bandno, int seg_symbols)
 667 {
 668     int mask = 3 << (bpno - 1), y0, x, y, runlen, dec;
 669
 670     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4) {
 671         for (x = 0; x < width; x++){
 672             if (y0 + 3 < height && !(
 673             (t1->flags[y0+1][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)) ||
 674             (t1->flags[y0+2][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)) ||
 675             (t1->flags[y0+3][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)) ||
 676             (t1->flags[y0+4][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)))){
 677                 if (!ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_RL))
 678                     continue;
 679                 runlen = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 680                 runlen = (runlen << 1) | ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 681                 dec = 1;
 682             } else{
 683                 runlen = 0;
 684                 dec = 0;
 685             }
 686
 687             for (y = y0 + runlen; y < y0 + 4 && y < height; y++){
 688                 if (!dec){
 689                     if (!(t1->flags[y+1][x+1] & (J2K_T1_SIG | J2K_T1_VIS)))
 690                         dec = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ff_j2k_getnbctxno(t1->flags[y+1][x+1],
 691                                                                                              bandno, 0));
 692                 }
 693                 if (dec){
 694                     int xorbit, ctxno = ff_j2k_getsgnctxno(t1->flags[y+1][x+1], &xorbit);
 695                     t1->data[y][x] = (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ^ xorbit) ? -mask : mask;
 696                     ff_j2k_set_significant(t1, x, y, t1->data[y][x] < 0);
 697                 }
 698                 dec = 0;
 699                 t1->flags[y+1][x+1] &= ~J2K_T1_VIS;
 700             }
 701         }
 702     }
 703     if (seg_symbols) {
 704         int val;
 705         val = 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         val = (val << 1) + ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 708         val = (val << 1) + ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 709         if (val != 0xa) {
 710             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,"Segmentation symbol value incorrect\n");
 711         }
 712     }
 713 }
 714
 715 static int decode_cblk(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *codsty, J2kT1Context *t1, J2kCblk *cblk,
 716                        int width, int height, int bandpos)
 717 {
 718     int passno = cblk->npasses, pass_t = 2, bpno = cblk->nonzerobits - 1, y, clnpass_cnt = 0;
 719     int bpass_csty_symbol = J2K_CBLK_BYPASS & codsty->cblk_style;
 720     int vert_causal_ctx_csty_symbol = J2K_CBLK_VSC & codsty->cblk_style;
 721
 722     for (y = 0; y < height+2; y++)
 723         memset(t1->flags[y], 0, (width+2)*sizeof(int));
 724
 725     for (y = 0; y < height; y++)
 726         memset(t1->data[y], 0, width*sizeof(int));
 727
 728     cblk->data[cblk->length] = 0xff;
 729     cblk->data[cblk->length+1] = 0xff;
 730     ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 731
 732     while(passno--){
 733         switch(pass_t){
 734             case 0: decode_sigpass(t1, width, height, bpno+1, bandpos,
 735                                   bpass_csty_symbol && (clnpass_cnt >= 4), vert_causal_ctx_csty_symbol);
 736                     break;
 737             case 1: decode_refpass(t1, width, height, bpno+1);
 738                     if (bpass_csty_symbol && clnpass_cnt >= 4)
 739                         ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 740                     break;
 741             case 2: decode_clnpass(s, t1, width, height, bpno+1, bandpos,
 742                                    codsty->cblk_style & J2K_CBLK_SEGSYM);
 743                     clnpass_cnt = clnpass_cnt + 1;
 744                     if (bpass_csty_symbol && clnpass_cnt >= 4)
 745                        ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 746                     break;
 747         }
 748
 749         pass_t++;
 750         if (pass_t == 3){
 751             bpno--;
 752             pass_t = 0;
 753         }
 754     }
 755     return 0;
 756 }
 757
 758 static void mct_decode(J2kDecoderContext *s, J2kTile *tile)
 759 {
 760     int i, *src[3], i0, i1, i2, csize = 1;
 761
 762     for (i = 0; i < 3; i++)
 763         src[i] = tile->comp[i].data;
 764
 765     for (i = 0; i < 2; i++)
 766         csize *= tile->comp[0].coord[i][1] - tile->comp[0].coord[i][0];
 767
 768     if (tile->codsty[0].transform == FF_DWT97){
 769         for (i = 0; i < csize; i++){
 770             i0 = *src[0] + (*src[2] * 46802 >> 16);
 771             i1 = *src[0] - (*src[1] * 22553 + *src[2] * 46802 >> 16);
 772             i2 = *src[0] + (116130 * *src[1] >> 16);
 773             *src[0]++ = i0;
 774             *src[1]++ = i1;
 775             *src[2]++ = i2;
 776         }
 777     } else{
 778         for (i = 0; i < csize; i++){
 779             i1 = *src[0] - (*src[2] + *src[1] >> 2);
 780             i0 = i1 + *src[2];
 781             i2 = i1 + *src[1];
 782             *src[0]++ = i0;
 783             *src[1]++ = i1;
 784             *src[2]++ = i2;
 785         }
 786     }
 787 }
 788
 789 static int decode_tile(J2kDecoderContext *s, J2kTile *tile)
 790 {
 791     int compno, reslevelno, bandno;
 792     int x, y, *src[4];
 793     uint8_t *line;
 794     J2kT1Context t1;
 795
 796     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 797         J2kComponent *comp = tile->comp + compno;
 798         J2kCodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 799
 800         for (reslevelno = 0; reslevelno < codsty->nreslevels; reslevelno++){
 801             J2kResLevel *rlevel = comp->reslevel + reslevelno;
 802             for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++){
 803                 J2kBand *band = rlevel->band + bandno;
 804                 int cblkx, cblky, cblkno=0, xx0, x0, xx1, y0, yy0, yy1, bandpos;
 805
 806                 bandpos = bandno + (reslevelno > 0);
 807
 808                 yy0 = bandno == 0 ? 0 : comp->reslevel[reslevelno-1].coord[1][1] - comp->reslevel[reslevelno-1].coord[1][0];
 809                 y0 = yy0;
 810                 yy1 = FFMIN(ff_j2k_ceildiv(band->coord[1][0] + 1, band->codeblock_height) * band->codeblock_height,
 811                             band->coord[1][1]) - band->coord[1][0] + yy0;
 812
 813                 if (band->coord[0][0] == band->coord[0][1] || band->coord[1][0] == band->coord[1][1])
 814                     continue;
 815
 816                 for (cblky = 0; cblky < band->cblkny; cblky++){
 817                     if (reslevelno == 0 || bandno == 1)
 818                         xx0 = 0;
 819                     else
 820                         xx0 = comp->reslevel[reslevelno-1].coord[0][1] - comp->reslevel[reslevelno-1].coord[0][0];
 821                     x0 = xx0;
 822                     xx1 = FFMIN(ff_j2k_ceildiv(band->coord[0][0] + 1, band->codeblock_width) * band->codeblock_width,
 823                                 band->coord[0][1]) - band->coord[0][0] + xx0;
 824
 825                     for (cblkx = 0; cblkx < band->cblknx; cblkx++, cblkno++){
 826                         int y, x;
 827                         decode_cblk(s, codsty, &t1, band->cblk + cblkno, xx1 - xx0, yy1 - yy0, bandpos);
 828                         if (codsty->transform == FF_DWT53){
 829                             for (y = yy0; y < yy1; y+=s->cdy[compno]){
 830                                 int *ptr = t1.data[y-yy0];
 831                                 for (x = xx0; x < xx1; x+=s->cdx[compno]){
 832                                     comp->data[(comp->coord[0][1] - comp->coord[0][0]) * y + x] = *ptr++ >> 1;
 833                                 }
 834                             }
 835                         } else{
 836                             for (y = yy0; y < yy1; y+=s->cdy[compno]){
 837                                 int *ptr = t1.data[y-yy0];
 838                                 for (x = xx0; x < xx1; x+=s->cdx[compno]){
 839                                     int tmp = ((int64_t)*ptr++) * ((int64_t)band->stepsize) >> 13, tmp2;
 840                                     tmp2 = FFABS(tmp>>1) + (tmp&1);
 841                                     comp->data[(comp->coord[0][1] - comp->coord[0][0]) * y + x] = tmp < 0 ? -tmp2 : tmp2;
 842                                 }
 843                             }
 844                         }
 845                         xx0 = xx1;
 846                         xx1 = FFMIN(xx1 + band->codeblock_width, band->coord[0][1] - band->coord[0][0] + x0);
 847                     }
 848                     yy0 = yy1;
 849                     yy1 = FFMIN(yy1 + band->codeblock_height, band->coord[1][1] - band->coord[1][0] + y0);
 850                 }
 851             }
 852         }
 853         ff_j2k_dwt_decode(&comp->dwt, comp->data);
 854         src[compno] = comp->data;
 855     }
 856     if (tile->codsty[0].mct)
 857         mct_decode(s, tile);
 858
 859     if (s->precision <= 8) {
 860         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 861             y = tile->comp[compno].coord[1][0] - s->image_offset_y;
 862             line = s->picture->data[0] + y * s->picture->linesize[0];
 863             for (; y < tile->comp[compno].coord[1][1] - s->image_offset_y; y += s->cdy[compno]){
 864                 uint8_t *dst;
 865
 866                 x = tile->comp[compno].coord[0][0] - s->image_offset_x;
 867                 dst = line + x * s->ncomponents + compno;
 868
 869                 for (; x < tile->comp[compno].coord[0][1] - s->image_offset_x; x += s->cdx[compno]) {
 870                     *src[compno] += 1 << (s->cbps[compno]-1);
 871                     if (*src[compno] < 0)
 872                         *src[compno] = 0;
 873                     else if (*src[compno] >= (1 << s->cbps[compno]))
 874                         *src[compno] = (1 << s->cbps[compno]) - 1;
 875                     *dst = *src[compno]++;
 876                     dst += s->ncomponents;
 877                 }
 878                 line += s->picture->linesize[0];
 879             }
 880         }
 881     } else {
 882         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++) {
 883             y = tile->comp[compno].coord[1][0] - s->image_offset_y;
 884             line = s->picture->data[0] + y * s->picture->linesize[0];
 885             for (; y < tile->comp[compno].coord[1][1] - s->image_offset_y; y += s->cdy[compno]) {
 886                 uint16_t *dst;
 887
 888                 x = tile->comp[compno].coord[0][0] - s->image_offset_x;
 889                 dst = (uint16_t *)(line + (x * s->ncomponents + compno) * 2);
 890                 for (; x < tile->comp[compno].coord[0][1] - s->image_offset_x; x += s-> cdx[compno]) {
 891                     int32_t val;
 892
 893                     val = *src[compno]++ << (16 - s->cbps[compno]);
 894                     val += 1 << 15;
 895                     val = av_clip(val, 0, (1 << 16) - 1);
 896                     *dst = val;
 897                     dst += s->ncomponents;
 898                 }
 899                 line += s->picture->linesize[0];
 900             }
 901         }
 902     }
 903     return 0;
 904 }
 905
 906 static void cleanup(J2kDecoderContext *s)
 907 {
 908     int tileno, compno;
 909     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++){
 910         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 911             J2kComponent *comp = s->tile[tileno].comp + compno;
 912             J2kCodingStyle *codsty = s->tile[tileno].codsty + compno;
 913
 914             ff_j2k_cleanup(comp, codsty);
 915         }
 916         av_freep(&s->tile[tileno].comp);
 917     }
 918     av_freep(&s->tile);
 919 }
 920
 921 static int decode_codestream(J2kDecoderContext *s)
 922 {
 923     J2kCodingStyle *codsty = s->codsty;
 924     J2kQuantStyle  *qntsty = s->qntsty;
 925     uint8_t *properties = s->properties;
 926
 927     for (;;){
 928         int oldpos, marker, len, ret = 0;
 929
 930         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2){
 931             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing EOC\n");
 932             break;
 933         }
 934
 935         marker = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 936         av_dlog(s->avctx, "marker 0x%.4X at pos 0x%x\n", marker, bytestream2_tell(&s->g) - 4);
 937         oldpos = bytestream2_tell(&s->g);
 938
 939         if (marker == J2K_SOD){
 940             J2kTile *tile = s->tile + s->curtileno;
 941             if (ret = init_tile(s, s->curtileno)) {
 942                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "tile initialization failed\n");
 943                 return ret;
 944             }
 945             if (ret = decode_packets(s, tile)) {
 946                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "packets decoding failed\n");
 947                 return ret;
 948             }
 949             continue;
 950         }
 951         if (marker == J2K_EOC)
 952             break;
 953
 954         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 955             return AVERROR(EINVAL);
 956         len = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 957         switch (marker){
 958         case J2K_SIZ:
 959             ret = get_siz(s);
 960             break;
 961         case J2K_COC:
 962             ret = get_coc(s, codsty, properties);
 963             break;
 964         case J2K_COD:
 965             ret = get_cod(s, codsty, properties);
 966             break;
 967         case J2K_QCC:
 968             ret = get_qcc(s, len, qntsty, properties);
 969             break;
 970         case J2K_QCD:
 971             ret = get_qcd(s, len, qntsty, properties);
 972             break;
 973         case J2K_SOT:
 974             if (!(ret = get_sot(s))){
 975                 codsty = s->tile[s->curtileno].codsty;
 976                 qntsty = s->tile[s->curtileno].qntsty;
 977                 properties = s->tile[s->curtileno].properties;
 978             }
 979             break;
 980         case J2K_COM:
 981             // the comment is ignored
 982             bytestream2_skip(&s->g, len - 2);
 983             break;
 984         default:
 985             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported marker 0x%.4X at pos 0x%x\n", marker, bytestream2_tell(&s->g) - 4);
 986             bytestream2_skip(&s->g, len - 2);
 987             break;
 988         }
 989         if (bytestream2_tell(&s->g) - oldpos != len || ret){
 990             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error during processing marker segment %.4x\n", marker);
 991             return ret ? ret : -1;
 992         }
 993     }
 994     return 0;
 995 }
 996
 997 static int jp2_find_codestream(J2kDecoderContext *s)
 998 {
 999     uint32_t atom_size, atom;
1000     int found_codestream = 0, search_range = 10;
1001
1002     while(!found_codestream && search_range && bytestream2_get_bytes_left(&s->g) >= 8) {
1003         atom_size = bytestream2_get_be32u(&s->g);
1004         atom      = bytestream2_get_be32u(&s->g);
1005         if (atom == JP2_CODESTREAM) {
1006             found_codestream = 1;
1007         } else {
1008             if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < atom_size - 8)
1009                 return 0;
1010             bytestream2_skipu(&s->g, atom_size - 8);
1011             search_range--;
1012         }
1013     }
1014
1015     if (found_codestream)
1016         return 1;
1017     return 0;
1018 }
1019
1020 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
1021                         void *data, int *got_frame,
1022                         AVPacket *avpkt)
1023 {
1024     J2kDecoderContext *s = avctx->priv_data;
1025     AVFrame *picture = data;
1026     int tileno, ret;
1027
1028     s->picture = picture;
1029
1030     bytestream2_init(&s->g, avpkt->data, avpkt->size);
1031     s->curtileno = -1;
1032
1033     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2) {
1034         ret = AVERROR(EINVAL);
1035         goto err_out;
1036     }
1037
1038     // check if the image is in jp2 format
1039     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) >= 12 &&
1040        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == 12) &&
1041        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == JP2_SIG_TYPE) &&
1042        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == JP2_SIG_VALUE)) {
1043         if(!jp2_find_codestream(s)) {
1044             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "couldn't find jpeg2k codestream atom\n");
1045             ret = -1;
1046             goto err_out;
1047         }
1048     } else {
1049         bytestream2_seek(&s->g, 0, SEEK_SET);
1050     }
1051
1052     if (bytestream2_get_be16u(&s->g) != J2K_SOC){
1053         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "SOC marker not present\n");
1054         ret = -1;
1055         goto err_out;
1056     }
1057     if (ret = decode_codestream(s))
1058         goto err_out;
1059
1060     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++)
1061         if (ret = decode_tile(s, s->tile + tileno))
1062             goto err_out;
1063
1064     cleanup(s);
1065
1066     *got_frame = 1;
1067
1068     return bytestream2_tell(&s->g);
1069
1070 err_out:
1071     cleanup(s);
1072     return ret;
1073 }
1074
1075 static av_cold int j2kdec_init(AVCodecContext *avctx)
1076 {
1077     J2kDecoderContext *s = avctx->priv_data;
1078
1079     s->avctx = avctx;
1080
1081     ff_j2k_init_tier1_luts();
1082
1083     return 0;
1084 }
1085
1086 AVCodec ff_j2k_decoder = {
1087     .name           = "j2k",
1088     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1089     .id             = AV_CODEC_ID_JPEG2000,
1090     .priv_data_size = sizeof(J2kDecoderContext),
1091     .init           = j2kdec_init,
1092     .decode         = decode_frame,
1093     .capabilities   = CODEC_CAP_EXPERIMENTAL | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
1094     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("JPEG 2000"),
1095 };