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 "j2k.h"
  33 #include "libavutil/common.h"
  34
  35 #define JP2_SIG_TYPE    0x6A502020
  36 #define JP2_SIG_VALUE   0x0D0A870A
  37 #define JP2_CODESTREAM  0x6A703263
  38
  39 #define HAD_COC 0x01
  40 #define HAD_QCC 0x02
  41
  42 typedef struct {
  43    J2kComponent *comp;
  44    uint8_t properties[4];
  45    J2kCodingStyle codsty[4];
  46    J2kQuantStyle  qntsty[4];
  47 } J2kTile;
  48
  49 typedef struct {
  50     AVCodecContext *avctx;
  51     AVFrame picture;
  52     GetByteContext g;
  53
  54     int width, height; ///< image width and height
  55     int image_offset_x, image_offset_y;
  56     int tile_offset_x, tile_offset_y;
  57     uint8_t cbps[4]; ///< bits per sample in particular components
  58     uint8_t sgnd[4]; ///< if a component is signed
  59     uint8_t properties[4];
  60     int cdx[4], cdy[4];
  61     int precision;
  62     int ncomponents;
  63     int tile_width, tile_height; ///< tile size
  64     int numXtiles, numYtiles;
  65     int maxtilelen;
  66
  67     J2kCodingStyle codsty[4];
  68     J2kQuantStyle  qntsty[4];
  69
  70     int bit_index;
  71
  72     int16_t curtileno;
  73
  74     J2kTile *tile;
  75 } J2kDecoderContext;
  76
  77 static int get_bits(J2kDecoderContext *s, int n)
  78 {
  79     int res = 0;
  80
  81     while (--n >= 0){
  82         res <<= 1;
  83         if (s->bit_index == 0) {
  84             s->bit_index = 7 + (bytestream2_get_byte(&s->g) != 0xFFu);
  85         }
  86         s->bit_index--;
  87         res |= (bytestream2_peek_byte(&s->g) >> s->bit_index) & 1;
  88     }
  89     return res;
  90 }
  91
  92 static void j2k_flush(J2kDecoderContext *s)
  93 {
  94     if (bytestream2_get_byte(&s->g) == 0xff)
  95         bytestream2_skip(&s->g, 1);
  96     s->bit_index = 8;
  97 }
  98 #if 0
  99 void printcomp(J2kComponent *comp)
 100 {
 101     int i;
 102     for (i = 0; i < comp->y1 - comp->y0; i++)
 103         ff_j2k_printv(comp->data + i * (comp->x1 - comp->x0), comp->x1 - comp->x0);
 104 }
 105
 106 static void nspaces(FILE *fd, int n)
 107 {
 108     while(n--) putc(' ', fd);
 109 }
 110
 111 static void dump(J2kDecoderContext *s, FILE *fd)
 112 {
 113     int tileno, compno, reslevelno, bandno, precno;
 114     fprintf(fd, "XSiz = %d, YSiz = %d, tile_width = %d, tile_height = %d\n"
 115                 "numXtiles = %d, numYtiles = %d, ncomponents = %d\n"
 116                 "tiles:\n",
 117             s->width, s->height, s->tile_width, s->tile_height,
 118             s->numXtiles, s->numYtiles, s->ncomponents);
 119     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++){
 120         J2kTile *tile = s->tile + tileno;
 121         nspaces(fd, 2);
 122         fprintf(fd, "tile %d:\n", tileno);
 123         for(compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 124             J2kComponent *comp = tile->comp + compno;
 125             nspaces(fd, 4);
 126             fprintf(fd, "component %d:\n", compno);
 127             nspaces(fd, 4);
 128             fprintf(fd, "x0 = %d, x1 = %d, y0 = %d, y1 = %d\n",
 129                         comp->x0, comp->x1, comp->y0, comp->y1);
 130             for(reslevelno = 0; reslevelno < codsty->nreslevels; reslevelno++){
 131                 J2kResLevel *reslevel = comp->reslevel + reslevelno;
 132                 nspaces(fd, 6);
 133                 fprintf(fd, "reslevel %d:\n", reslevelno);
 134                 nspaces(fd, 6);
 135                 fprintf(fd, "x0 = %d, x1 = %d, y0 = %d, y1 = %d, nbands = %d\n",
 136                         reslevel->x0, reslevel->x1, reslevel->y0,
 137                         reslevel->y1, reslevel->nbands);
 138                 for(bandno = 0; bandno < reslevel->nbands; bandno++){
 139                     J2kBand *band = reslevel->band + bandno;
 140                     nspaces(fd, 8);
 141                     fprintf(fd, "band %d:\n", bandno);
 142                     nspaces(fd, 8);
 143                     fprintf(fd, "x0 = %d, x1 = %d, y0 = %d, y1 = %d,"
 144                                 "codeblock_width = %d, codeblock_height = %d cblknx = %d cblkny = %d\n",
 145                                 band->x0, band->x1,
 146                                 band->y0, band->y1,
 147                                 band->codeblock_width, band->codeblock_height,
 148                                 band->cblknx, band->cblkny);
 149                     for (precno = 0; precno < reslevel->num_precincts_x * reslevel->num_precincts_y; precno++){
 150                         J2kPrec *prec = band->prec + precno;
 151                         nspaces(fd, 10);
 152                         fprintf(fd, "prec %d:\n", precno);
 153                         nspaces(fd, 10);
 154                         fprintf(fd, "xi0 = %d, xi1 = %d, yi0 = %d, yi1 = %d\n",
 155                                      prec->xi0, prec->xi1, prec->yi0, prec->yi1);
 156                     }
 157                 }
 158             }
 159         }
 160     }
 161 }
 162 #endif
 163
 164 /** decode the value stored in node */
 165 static int tag_tree_decode(J2kDecoderContext *s, J2kTgtNode *node, int threshold)
 166 {
 167     J2kTgtNode *stack[30];
 168     int sp = -1, curval = 0;
 169
 170     while(node && !node->vis){
 171         stack[++sp] = node;
 172         node = node->parent;
 173     }
 174
 175     if (node)
 176         curval = node->val;
 177     else
 178         curval = stack[sp]->val;
 179
 180     while(curval < threshold && sp >= 0){
 181         if (curval < stack[sp]->val)
 182             curval = stack[sp]->val;
 183         while (curval < threshold){
 184             int ret;
 185             if ((ret = get_bits(s, 1)) > 0){
 186                 stack[sp]->vis++;
 187                 break;
 188             } else if (!ret)
 189                 curval++;
 190             else
 191                 return ret;
 192         }
 193         stack[sp]->val = curval;
 194         sp--;
 195     }
 196     return curval;
 197 }
 198
 199 /* marker segments */
 200 /** get sizes and offsets of image, tiles; number of components */
 201 static int get_siz(J2kDecoderContext *s)
 202 {
 203     int i, ret;
 204
 205     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 36)
 206         return AVERROR(EINVAL);
 207
 208                         bytestream2_get_be16u(&s->g); // Rsiz (skipped)
 209              s->width = bytestream2_get_be32u(&s->g); // width
 210             s->height = bytestream2_get_be32u(&s->g); // height
 211     s->image_offset_x = bytestream2_get_be32u(&s->g); // X0Siz
 212     s->image_offset_y = bytestream2_get_be32u(&s->g); // Y0Siz
 213
 214         s->tile_width = bytestream2_get_be32u(&s->g); // XTSiz
 215        s->tile_height = bytestream2_get_be32u(&s->g); // YTSiz
 216      s->tile_offset_x = bytestream2_get_be32u(&s->g); // XT0Siz
 217      s->tile_offset_y = bytestream2_get_be32u(&s->g); // YT0Siz
 218        s->ncomponents = bytestream2_get_be16u(&s->g); // CSiz
 219
 220     if(s->tile_width<=0 || s->tile_height<=0)
 221         return AVERROR(EINVAL);
 222
 223     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 3 * s->ncomponents)
 224         return AVERROR(EINVAL);
 225
 226     for (i = 0; i < s->ncomponents; i++){ // Ssiz_i XRsiz_i, YRsiz_i
 227         uint8_t x = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 228         s->cbps[i] = (x & 0x7f) + 1;
 229         s->precision = FFMAX(s->cbps[i], s->precision);
 230         s->sgnd[i] = !!(x & 0x80);
 231         s->cdx[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 232         s->cdy[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 233     }
 234
 235     s->numXtiles = ff_j2k_ceildiv(s->width - s->tile_offset_x, s->tile_width);
 236     s->numYtiles = ff_j2k_ceildiv(s->height - s->tile_offset_y, s->tile_height);
 237
 238     if(s->numXtiles * (uint64_t)s->numYtiles > INT_MAX/sizeof(J2kTile))
 239         return AVERROR(EINVAL);
 240
 241     s->tile = av_mallocz(s->numXtiles * s->numYtiles * sizeof(J2kTile));
 242     if (!s->tile)
 243         return AVERROR(ENOMEM);
 244
 245     for (i = 0; i < s->numXtiles * s->numYtiles; i++){
 246         J2kTile *tile = s->tile + i;
 247
 248         tile->comp = av_mallocz(s->ncomponents * sizeof(J2kComponent));
 249         if (!tile->comp)
 250             return AVERROR(ENOMEM);
 251     }
 252
 253     s->avctx->width  = s->width  - s->image_offset_x;
 254     s->avctx->height = s->height - s->image_offset_y;
 255
 256     switch(s->ncomponents){
 257     case 1:
 258         if (s->precision > 8) {
 259             s->avctx->pix_fmt = PIX_FMT_GRAY16;
 260         } else {
 261             s->avctx->pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8;
 262         }
 263         break;
 264     case 3:
 265         if (s->precision > 8) {
 266             s->avctx->pix_fmt = PIX_FMT_RGB48;
 267         } else {
 268             s->avctx->pix_fmt = PIX_FMT_RGB24;
 269         }
 270         break;
 271     case 4:
 272         s->avctx->pix_fmt = PIX_FMT_RGBA;
 273         break;
 274     }
 275
 276     if (s->picture.data[0])
 277         s->avctx->release_buffer(s->avctx, &s->picture);
 278
 279     if ((ret = s->avctx->get_buffer(s->avctx, &s->picture)) < 0)
 280         return ret;
 281
 282     s->picture.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 283     s->picture.key_frame = 1;
 284
 285     return 0;
 286 }
 287
 288 /** get common part for COD and COC segments */
 289 static int get_cox(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *c)
 290 {
 291     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 5)
 292         return AVERROR(EINVAL);
 293           c->nreslevels = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 1; // num of resolution levels - 1
 294      c->log2_cblk_width = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 2; // cblk width
 295     c->log2_cblk_height = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 2; // cblk height
 296
 297     c->cblk_style = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 298     if (c->cblk_style != 0){ // cblk style
 299         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "extra cblk styles %X\n", c->cblk_style);
 300     }
 301     c->transform = bytestream2_get_byteu(&s->g); // transformation
 302     if (c->csty & J2K_CSTY_PREC) {
 303         int i;
 304
 305         for (i = 0; i < c->nreslevels; i++)
 306             bytestream2_get_byte(&s->g);
 307     }
 308     return 0;
 309 }
 310
 311 /** get coding parameters for a particular tile or whole image*/
 312 static int get_cod(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *c, uint8_t *properties)
 313 {
 314     J2kCodingStyle tmp;
 315     int compno;
 316
 317     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 5)
 318         return AVERROR(EINVAL);
 319
 320     tmp.log2_prec_width  =
 321     tmp.log2_prec_height = 15;
 322
 323     tmp.csty = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 324
 325     if (bytestream2_get_byteu(&s->g)){ // progression level
 326         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "only LRCP progression supported\n");
 327         return -1;
 328     }
 329
 330     tmp.nlayers = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 331         tmp.mct = bytestream2_get_byteu(&s->g); // multiple component transformation
 332
 333     get_cox(s, &tmp);
 334     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 335         if (!(properties[compno] & HAD_COC))
 336             memcpy(c + compno, &tmp, sizeof(J2kCodingStyle));
 337     }
 338     return 0;
 339 }
 340
 341 /** get coding parameters for a component in the whole image on a particular tile */
 342 static int get_coc(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *c, uint8_t *properties)
 343 {
 344     int compno;
 345
 346     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 347         return AVERROR(EINVAL);
 348
 349     compno = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 350
 351     c += compno;
 352     c->csty = bytestream2_get_byte(&s->g);
 353     get_cox(s, c);
 354
 355     properties[compno] |= HAD_COC;
 356     return 0;
 357 }
 358
 359 /** get common part for QCD and QCC segments */
 360 static int get_qcx(J2kDecoderContext *s, int n, J2kQuantStyle *q)
 361 {
 362     int i, x;
 363
 364     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 365         return AVERROR(EINVAL);
 366
 367     x = bytestream2_get_byteu(&s->g); // Sqcd
 368
 369     q->nguardbits = x >> 5;
 370       q->quantsty = x & 0x1f;
 371
 372     if (q->quantsty == J2K_QSTY_NONE){
 373         n -= 3;
 374         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < n || 32*3 < n)
 375             return AVERROR(EINVAL);
 376         for (i = 0; i < n; i++)
 377             q->expn[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g) >> 3;
 378     } else if (q->quantsty == J2K_QSTY_SI){
 379         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 380             return AVERROR(EINVAL);
 381         x = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 382         q->expn[0] = x >> 11;
 383         q->mant[0] = x & 0x7ff;
 384         for (i = 1; i < 32 * 3; i++){
 385             int curexpn = FFMAX(0, q->expn[0] - (i-1)/3);
 386             q->expn[i] = curexpn;
 387             q->mant[i] = q->mant[0];
 388         }
 389     } else{
 390         n = (n - 3) >> 1;
 391         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2 * n || 32*3 < n)
 392             return AVERROR(EINVAL);
 393         for (i = 0; i < n; i++){
 394             x = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 395             q->expn[i] = x >> 11;
 396             q->mant[i] = x & 0x7ff;
 397         }
 398     }
 399     return 0;
 400 }
 401
 402 /** get quantization parameters for a particular tile or a whole image */
 403 static int get_qcd(J2kDecoderContext *s, int n, J2kQuantStyle *q, uint8_t *properties)
 404 {
 405     J2kQuantStyle tmp;
 406     int compno;
 407
 408     if (get_qcx(s, n, &tmp))
 409         return -1;
 410     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++)
 411         if (!(properties[compno] & HAD_QCC))
 412             memcpy(q + compno, &tmp, sizeof(J2kQuantStyle));
 413     return 0;
 414 }
 415
 416 /** get quantization parameters for a component in the whole image on in a particular tile */
 417 static int get_qcc(J2kDecoderContext *s, int n, J2kQuantStyle *q, uint8_t *properties)
 418 {
 419     int compno;
 420
 421     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 422         return AVERROR(EINVAL);
 423
 424     compno = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 425     properties[compno] |= HAD_QCC;
 426     return get_qcx(s, n-1, q+compno);
 427 }
 428
 429 /** get start of tile segment */
 430 static uint8_t get_sot(J2kDecoderContext *s)
 431 {
 432     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 8)
 433         return AVERROR(EINVAL);
 434
 435     s->curtileno = bytestream2_get_be16u(&s->g); ///< Isot
 436     if((unsigned)s->curtileno >= s->numXtiles * s->numYtiles){
 437         s->curtileno=0;
 438         return AVERROR(EINVAL);
 439     }
 440
 441     bytestream2_skipu(&s->g, 4); ///< Psot (ignored)
 442
 443     if (!bytestream2_get_byteu(&s->g)){ ///< TPsot
 444         J2kTile *tile = s->tile + s->curtileno;
 445
 446         /* copy defaults */
 447         memcpy(tile->codsty, s->codsty, s->ncomponents * sizeof(J2kCodingStyle));
 448         memcpy(tile->qntsty, s->qntsty, s->ncomponents * sizeof(J2kQuantStyle));
 449     }
 450     bytestream2_get_byteu(&s->g); ///< TNsot
 451
 452     return 0;
 453 }
 454
 455 static int init_tile(J2kDecoderContext *s, int tileno)
 456 {
 457     int compno,
 458         tilex = tileno % s->numXtiles,
 459         tiley = tileno / s->numXtiles;
 460     J2kTile *tile = s->tile + tileno;
 461
 462     if (!tile->comp)
 463         return AVERROR(ENOMEM);
 464     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 465         J2kComponent *comp = tile->comp + compno;
 466         J2kCodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 467         J2kQuantStyle  *qntsty = tile->qntsty + compno;
 468         int ret; // global bandno
 469
 470         comp->coord[0][0] = FFMAX(tilex * s->tile_width + s->tile_offset_x, s->image_offset_x);
 471         comp->coord[0][1] = FFMIN((tilex+1)*s->tile_width + s->tile_offset_x, s->width);
 472         comp->coord[1][0] = FFMAX(tiley * s->tile_height + s->tile_offset_y, s->image_offset_y);
 473         comp->coord[1][1] = FFMIN((tiley+1)*s->tile_height + s->tile_offset_y, s->height);
 474
 475         if (ret = ff_j2k_init_component(comp, codsty, qntsty, s->cbps[compno], s->cdx[compno], s->cdy[compno]))
 476             return ret;
 477     }
 478     return 0;
 479 }
 480
 481 /** read the number of coding passes */
 482 static int getnpasses(J2kDecoderContext *s)
 483 {
 484     int num;
 485     if (!get_bits(s, 1))
 486         return 1;
 487     if (!get_bits(s, 1))
 488         return 2;
 489     if ((num = get_bits(s, 2)) != 3)
 490         return num < 0 ? num : 3 + num;
 491     if ((num = get_bits(s, 5)) != 31)
 492         return num < 0 ? num : 6 + num;
 493     num = get_bits(s, 7);
 494     return num < 0 ? num : 37 + num;
 495 }
 496
 497 static int getlblockinc(J2kDecoderContext *s)
 498 {
 499     int res = 0, ret;
 500     while (ret = get_bits(s, 1)){
 501         if (ret < 0)
 502             return ret;
 503         res++;
 504     }
 505     return res;
 506 }
 507
 508 static int decode_packet(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *codsty, J2kResLevel *rlevel, int precno,
 509                          int layno, uint8_t *expn, int numgbits)
 510 {
 511     int bandno, cblkny, cblknx, cblkno, ret;
 512
 513     if (!(ret = get_bits(s, 1))){
 514         j2k_flush(s);
 515         return 0;
 516     } else if (ret < 0)
 517         return ret;
 518
 519     for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++){
 520         J2kBand *band = rlevel->band + bandno;
 521         J2kPrec *prec = band->prec + precno;
 522         int pos = 0;
 523
 524         if (band->coord[0][0] == band->coord[0][1]
 525         ||  band->coord[1][0] == band->coord[1][1])
 526             continue;
 527
 528         for (cblkny = prec->yi0; cblkny < prec->yi1; cblkny++)
 529             for(cblknx = prec->xi0, cblkno = cblkny * band->cblknx + cblknx; cblknx < prec->xi1; cblknx++, cblkno++, pos++){
 530                 J2kCblk *cblk = band->cblk + cblkno;
 531                 int incl, newpasses, llen;
 532
 533                 if (cblk->npasses)
 534                     incl = get_bits(s, 1);
 535                 else
 536                     incl = tag_tree_decode(s, prec->cblkincl + pos, layno+1) == layno;
 537                 if (!incl)
 538                     continue;
 539                 else if (incl < 0)
 540                     return incl;
 541
 542                 if (!cblk->npasses)
 543                     cblk->nonzerobits = expn[bandno] + numgbits - 1 - tag_tree_decode(s, prec->zerobits + pos, 100);
 544                 if ((newpasses = getnpasses(s)) < 0)
 545                     return newpasses;
 546                 if ((llen = getlblockinc(s)) < 0)
 547                     return llen;
 548                 cblk->lblock += llen;
 549                 if ((ret = get_bits(s, av_log2(newpasses) + cblk->lblock)) < 0)
 550                     return ret;
 551                 cblk->lengthinc = ret;
 552                 cblk->npasses += newpasses;
 553             }
 554     }
 555     j2k_flush(s);
 556
 557     if (codsty->csty & J2K_CSTY_EPH) {
 558         if (bytestream2_peek_be16(&s->g) == J2K_EPH) {
 559             bytestream2_skip(&s->g, 2);
 560         } else {
 561             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "EPH marker not found.\n");
 562         }
 563     }
 564
 565     for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++){
 566         J2kBand *band = rlevel->band + bandno;
 567         int yi, cblknw = band->prec[precno].xi1 - band->prec[precno].xi0;
 568         for (yi = band->prec[precno].yi0; yi < band->prec[precno].yi1; yi++){
 569             int xi;
 570             for (xi = band->prec[precno].xi0; xi < band->prec[precno].xi1; xi++){
 571                 J2kCblk *cblk = band->cblk + yi * cblknw + xi;
 572                 if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < cblk->lengthinc)
 573                     return AVERROR(EINVAL);
 574                 bytestream2_get_bufferu(&s->g, cblk->data, cblk->lengthinc);
 575                 cblk->length += cblk->lengthinc;
 576                 cblk->lengthinc = 0;
 577             }
 578         }
 579     }
 580     return 0;
 581 }
 582
 583 static int decode_packets(J2kDecoderContext *s, J2kTile *tile)
 584 {
 585     int layno, reslevelno, compno, precno, ok_reslevel;
 586     s->bit_index = 8;
 587     for (layno = 0; layno < tile->codsty[0].nlayers; layno++){
 588         ok_reslevel = 1;
 589         for (reslevelno = 0; ok_reslevel; reslevelno++){
 590             ok_reslevel = 0;
 591             for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 592                 J2kCodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 593                 J2kQuantStyle  *qntsty = tile->qntsty + compno;
 594                 if (reslevelno < codsty->nreslevels){
 595                     J2kResLevel *rlevel = tile->comp[compno].reslevel + reslevelno;
 596                     ok_reslevel = 1;
 597                     for (precno = 0; precno < rlevel->num_precincts_x * rlevel->num_precincts_y; precno++){
 598                         if (decode_packet(s, codsty, rlevel, precno, layno, qntsty->expn +
 599                                           (reslevelno ? 3*(reslevelno-1)+1 : 0), qntsty->nguardbits))
 600                             return -1;
 601                     }
 602                 }
 603             }
 604         }
 605     }
 606     return 0;
 607 }
 608
 609 /* TIER-1 routines */
 610 static void decode_sigpass(J2kT1Context *t1, int width, int height, int bpno, int bandno, int bpass_csty_symbol,
 611                            int vert_causal_ctx_csty_symbol)
 612 {
 613     int mask = 3 << (bpno - 1), y0, x, y;
 614
 615     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4)
 616         for (x = 0; x < width; x++)
 617             for (y = y0; y < height && y < y0+4; y++){
 618                 if ((t1->flags[y+1][x+1] & J2K_T1_SIG_NB)
 619                 && !(t1->flags[y+1][x+1] & (J2K_T1_SIG | J2K_T1_VIS))){
 620                     int vert_causal_ctx_csty_loc_symbol = vert_causal_ctx_csty_symbol && (x == 3 && y == 3);
 621                     if (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ff_j2k_getnbctxno(t1->flags[y+1][x+1], bandno,
 622                                       vert_causal_ctx_csty_loc_symbol))){
 623                         int xorbit, ctxno = ff_j2k_getsgnctxno(t1->flags[y+1][x+1], &xorbit);
 624                         if (bpass_csty_symbol)
 625                              t1->data[y][x] = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ? -mask : mask;
 626                         else
 627                              t1->data[y][x] = (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ^ xorbit) ?
 628                                                -mask : mask;
 629
 630                         ff_j2k_set_significant(t1, x, y, t1->data[y][x] < 0);
 631                     }
 632                     t1->flags[y+1][x+1] |= J2K_T1_VIS;
 633                 }
 634             }
 635 }
 636
 637 static void decode_refpass(J2kT1Context *t1, int width, int height, int bpno)
 638 {
 639     int phalf, nhalf;
 640     int y0, x, y;
 641
 642     phalf = 1 << (bpno - 1);
 643     nhalf = -phalf;
 644
 645     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4)
 646         for (x = 0; x < width; x++)
 647             for (y = y0; y < height && y < y0+4; y++){
 648                 if ((t1->flags[y+1][x+1] & (J2K_T1_SIG | J2K_T1_VIS)) == J2K_T1_SIG){
 649                     int ctxno = ff_j2k_getrefctxno(t1->flags[y+1][x+1]);
 650                     int r = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ? phalf : nhalf;
 651                     t1->data[y][x] += t1->data[y][x] < 0 ? -r : r;
 652                     t1->flags[y+1][x+1] |= J2K_T1_REF;
 653                 }
 654             }
 655 }
 656
 657 static void decode_clnpass(J2kDecoderContext *s, J2kT1Context *t1, int width, int height,
 658                            int bpno, int bandno, int seg_symbols)
 659 {
 660     int mask = 3 << (bpno - 1), y0, x, y, runlen, dec;
 661
 662     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4) {
 663         for (x = 0; x < width; x++){
 664             if (y0 + 3 < height && !(
 665             (t1->flags[y0+1][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)) ||
 666             (t1->flags[y0+2][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)) ||
 667             (t1->flags[y0+3][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)) ||
 668             (t1->flags[y0+4][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)))){
 669                 if (!ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_RL))
 670                     continue;
 671                 runlen = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 672                 runlen = (runlen << 1) | ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 673                 dec = 1;
 674             } else{
 675                 runlen = 0;
 676                 dec = 0;
 677             }
 678
 679             for (y = y0 + runlen; y < y0 + 4 && y < height; y++){
 680                 if (!dec){
 681                     if (!(t1->flags[y+1][x+1] & (J2K_T1_SIG | J2K_T1_VIS)))
 682                         dec = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ff_j2k_getnbctxno(t1->flags[y+1][x+1],
 683                                                                                              bandno, 0));
 684                 }
 685                 if (dec){
 686                     int xorbit, ctxno = ff_j2k_getsgnctxno(t1->flags[y+1][x+1], &xorbit);
 687                     t1->data[y][x] = (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ^ xorbit) ? -mask : mask;
 688                     ff_j2k_set_significant(t1, x, y, t1->data[y][x] < 0);
 689                 }
 690                 dec = 0;
 691                 t1->flags[y+1][x+1] &= ~J2K_T1_VIS;
 692             }
 693         }
 694     }
 695     if (seg_symbols) {
 696         int val;
 697         val = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 698         val = (val << 1) + ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 699         val = (val << 1) + ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 700         val = (val << 1) + ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 701         if (val != 0xa) {
 702             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,"Segmentation symbol value incorrect\n");
 703         }
 704     }
 705 }
 706
 707 static int decode_cblk(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *codsty, J2kT1Context *t1, J2kCblk *cblk,
 708                        int width, int height, int bandpos)
 709 {
 710     int passno = cblk->npasses, pass_t = 2, bpno = cblk->nonzerobits - 1, y, clnpass_cnt = 0;
 711     int bpass_csty_symbol = J2K_CBLK_BYPASS & codsty->cblk_style;
 712     int vert_causal_ctx_csty_symbol = J2K_CBLK_VSC & codsty->cblk_style;
 713
 714     for (y = 0; y < height+2; y++)
 715         memset(t1->flags[y], 0, (width+2)*sizeof(int));
 716
 717     for (y = 0; y < height; y++)
 718         memset(t1->data[y], 0, width*sizeof(int));
 719
 720     cblk->data[cblk->length] = 0xff;
 721     cblk->data[cblk->length+1] = 0xff;
 722     ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 723
 724     while(passno--){
 725         switch(pass_t){
 726             case 0: decode_sigpass(t1, width, height, bpno+1, bandpos,
 727                                   bpass_csty_symbol && (clnpass_cnt >= 4), vert_causal_ctx_csty_symbol);
 728                     break;
 729             case 1: decode_refpass(t1, width, height, bpno+1);
 730                     if (bpass_csty_symbol && clnpass_cnt >= 4)
 731                         ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 732                     break;
 733             case 2: decode_clnpass(s, t1, width, height, bpno+1, bandpos,
 734                                    codsty->cblk_style & J2K_CBLK_SEGSYM);
 735                     clnpass_cnt = clnpass_cnt + 1;
 736                     if (bpass_csty_symbol && clnpass_cnt >= 4)
 737                        ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 738                     break;
 739         }
 740
 741         pass_t++;
 742         if (pass_t == 3){
 743             bpno--;
 744             pass_t = 0;
 745         }
 746     }
 747     return 0;
 748 }
 749
 750 static void mct_decode(J2kDecoderContext *s, J2kTile *tile)
 751 {
 752     int i, *src[3], i0, i1, i2, csize = 1;
 753
 754     for (i = 0; i < 3; i++)
 755         src[i] = tile->comp[i].data;
 756
 757     for (i = 0; i < 2; i++)
 758         csize *= tile->comp[0].coord[i][1] - tile->comp[0].coord[i][0];
 759
 760     if (tile->codsty[0].transform == FF_DWT97){
 761         for (i = 0; i < csize; i++){
 762             i0 = *src[0] + (*src[2] * 46802 >> 16);
 763             i1 = *src[0] - (*src[1] * 22553 + *src[2] * 46802 >> 16);
 764             i2 = *src[0] + (116130 * *src[1] >> 16);
 765             *src[0]++ = i0;
 766             *src[1]++ = i1;
 767             *src[2]++ = i2;
 768         }
 769     } else{
 770         for (i = 0; i < csize; i++){
 771             i1 = *src[0] - (*src[2] + *src[1] >> 2);
 772             i0 = i1 + *src[2];
 773             i2 = i1 + *src[1];
 774             *src[0]++ = i0;
 775             *src[1]++ = i1;
 776             *src[2]++ = i2;
 777         }
 778     }
 779 }
 780
 781 static int decode_tile(J2kDecoderContext *s, J2kTile *tile)
 782 {
 783     int compno, reslevelno, bandno;
 784     int x, y, *src[4];
 785     uint8_t *line;
 786     J2kT1Context t1;
 787
 788     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 789         J2kComponent *comp = tile->comp + compno;
 790         J2kCodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 791
 792         for (reslevelno = 0; reslevelno < codsty->nreslevels; reslevelno++){
 793             J2kResLevel *rlevel = comp->reslevel + reslevelno;
 794             for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++){
 795                 J2kBand *band = rlevel->band + bandno;
 796                 int cblkx, cblky, cblkno=0, xx0, x0, xx1, y0, yy0, yy1, bandpos;
 797
 798                 bandpos = bandno + (reslevelno > 0);
 799
 800                 yy0 = bandno == 0 ? 0 : comp->reslevel[reslevelno-1].coord[1][1] - comp->reslevel[reslevelno-1].coord[1][0];
 801                 y0 = yy0;
 802                 yy1 = FFMIN(ff_j2k_ceildiv(band->coord[1][0] + 1, band->codeblock_height) * band->codeblock_height,
 803                             band->coord[1][1]) - band->coord[1][0] + yy0;
 804
 805                 if (band->coord[0][0] == band->coord[0][1] || band->coord[1][0] == band->coord[1][1])
 806                     continue;
 807
 808                 for (cblky = 0; cblky < band->cblkny; cblky++){
 809                     if (reslevelno == 0 || bandno == 1)
 810                         xx0 = 0;
 811                     else
 812                         xx0 = comp->reslevel[reslevelno-1].coord[0][1] - comp->reslevel[reslevelno-1].coord[0][0];
 813                     x0 = xx0;
 814                     xx1 = FFMIN(ff_j2k_ceildiv(band->coord[0][0] + 1, band->codeblock_width) * band->codeblock_width,
 815                                 band->coord[0][1]) - band->coord[0][0] + xx0;
 816
 817                     for (cblkx = 0; cblkx < band->cblknx; cblkx++, cblkno++){
 818                         int y, x;
 819                         decode_cblk(s, codsty, &t1, band->cblk + cblkno, xx1 - xx0, yy1 - yy0, bandpos);
 820                         if (codsty->transform == FF_DWT53){
 821                             for (y = yy0; y < yy1; y+=s->cdy[compno]){
 822                                 int *ptr = t1.data[y-yy0];
 823                                 for (x = xx0; x < xx1; x+=s->cdx[compno]){
 824                                     comp->data[(comp->coord[0][1] - comp->coord[0][0]) * y + x] = *ptr++ >> 1;
 825                                 }
 826                             }
 827                         } else{
 828                             for (y = yy0; y < yy1; y+=s->cdy[compno]){
 829                                 int *ptr = t1.data[y-yy0];
 830                                 for (x = xx0; x < xx1; x+=s->cdx[compno]){
 831                                     int tmp = ((int64_t)*ptr++) * ((int64_t)band->stepsize) >> 13, tmp2;
 832                                     tmp2 = FFABS(tmp>>1) + FFABS(tmp&1);
 833                                     comp->data[(comp->coord[0][1] - comp->coord[0][0]) * y + x] = tmp < 0 ? -tmp2 : tmp2;
 834                                 }
 835                             }
 836                         }
 837                         xx0 = xx1;
 838                         xx1 = FFMIN(xx1 + band->codeblock_width, band->coord[0][1] - band->coord[0][0] + x0);
 839                     }
 840                     yy0 = yy1;
 841                     yy1 = FFMIN(yy1 + band->codeblock_height, band->coord[1][1] - band->coord[1][0] + y0);
 842                 }
 843             }
 844         }
 845         ff_j2k_dwt_decode(&comp->dwt, comp->data);
 846         src[compno] = comp->data;
 847     }
 848     if (tile->codsty[0].mct)
 849         mct_decode(s, tile);
 850
 851     if (s->precision <= 8) {
 852         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 853             y = tile->comp[compno].coord[1][0] - s->image_offset_y;
 854             line = s->picture.data[0] + y * s->picture.linesize[0];
 855             for (; y < tile->comp[compno].coord[1][1] - s->image_offset_y; y += s->cdy[compno]){
 856                 uint8_t *dst;
 857
 858                 x = tile->comp[compno].coord[0][0] - s->image_offset_x;
 859                 dst = line + x * s->ncomponents + compno;
 860
 861                 for (; x < tile->comp[compno].coord[0][1] - s->image_offset_x; x += s->cdx[compno]) {
 862                     *src[compno] += 1 << (s->cbps[compno]-1);
 863                     if (*src[compno] < 0)
 864                         *src[compno] = 0;
 865                     else if (*src[compno] >= (1 << s->cbps[compno]))
 866                         *src[compno] = (1 << s->cbps[compno]) - 1;
 867                     *dst = *src[compno]++;
 868                     dst += s->ncomponents;
 869                 }
 870                 line += s->picture.linesize[0];
 871             }
 872         }
 873     } else {
 874         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++) {
 875             y = tile->comp[compno].coord[1][0] - s->image_offset_y;
 876             line = s->picture.data[0] + y * s->picture.linesize[0];
 877             for (; y < tile->comp[compno].coord[1][1] - s->image_offset_y; y += s->cdy[compno]) {
 878                 uint16_t *dst;
 879
 880                 x = tile->comp[compno].coord[0][0] - s->image_offset_x;
 881                 dst = (uint16_t *)(line + (x * s->ncomponents + compno) * 2);
 882                 for (; x < tile->comp[compno].coord[0][1] - s->image_offset_x; x += s-> cdx[compno]) {
 883                     int32_t val;
 884
 885                     val = *src[compno]++ << (16 - s->cbps[compno]);
 886                     val += 1 << 15;
 887                     val = av_clip(val, 0, (1 << 16) - 1);
 888                     *dst = val;
 889                     dst += s->ncomponents;
 890                 }
 891                 line += s->picture.linesize[0];
 892             }
 893         }
 894     }
 895     return 0;
 896 }
 897
 898 static void cleanup(J2kDecoderContext *s)
 899 {
 900     int tileno, compno;
 901     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++){
 902         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 903             J2kComponent *comp = s->tile[tileno].comp + compno;
 904             J2kCodingStyle *codsty = s->tile[tileno].codsty + compno;
 905
 906             ff_j2k_cleanup(comp, codsty);
 907         }
 908         av_freep(&s->tile[tileno].comp);
 909     }
 910     av_freep(&s->tile);
 911 }
 912
 913 static int decode_codestream(J2kDecoderContext *s)
 914 {
 915     J2kCodingStyle *codsty = s->codsty;
 916     J2kQuantStyle  *qntsty = s->qntsty;
 917     uint8_t *properties = s->properties;
 918
 919     for (;;){
 920         int oldpos, marker, len, ret = 0;
 921
 922         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2){
 923             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing EOC\n");
 924             break;
 925         }
 926
 927         marker = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 928         av_dlog(s->avctx, "marker 0x%.4X at pos 0x%x\n", marker, bytestream2_tell(&s->g) - 4);
 929         oldpos = bytestream2_tell(&s->g);
 930
 931         if (marker == J2K_SOD){
 932             J2kTile *tile = s->tile + s->curtileno;
 933             if (ret = init_tile(s, s->curtileno)) {
 934                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "tile initialization failed\n");
 935                 return ret;
 936             }
 937             if (ret = decode_packets(s, tile)) {
 938                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "packets decoding failed\n");
 939                 return ret;
 940             }
 941             continue;
 942         }
 943         if (marker == J2K_EOC)
 944             break;
 945
 946         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 947             return AVERROR(EINVAL);
 948         len = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 949         switch (marker){
 950         case J2K_SIZ:
 951             ret = get_siz(s);
 952             break;
 953         case J2K_COC:
 954             ret = get_coc(s, codsty, properties);
 955             break;
 956         case J2K_COD:
 957             ret = get_cod(s, codsty, properties);
 958             break;
 959         case J2K_QCC:
 960             ret = get_qcc(s, len, qntsty, properties);
 961             break;
 962         case J2K_QCD:
 963             ret = get_qcd(s, len, qntsty, properties);
 964             break;
 965         case J2K_SOT:
 966             if (!(ret = get_sot(s))){
 967                 codsty = s->tile[s->curtileno].codsty;
 968                 qntsty = s->tile[s->curtileno].qntsty;
 969                 properties = s->tile[s->curtileno].properties;
 970             }
 971             break;
 972         case J2K_COM:
 973             // the comment is ignored
 974             bytestream2_skip(&s->g, len - 2);
 975             break;
 976         default:
 977             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported marker 0x%.4X at pos 0x%x\n", marker, bytestream2_tell(&s->g) - 4);
 978             bytestream2_skip(&s->g, len - 2);
 979             break;
 980         }
 981         if (bytestream2_tell(&s->g) - oldpos != len || ret){
 982             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error during processing marker segment %.4x\n", marker);
 983             return ret ? ret : -1;
 984         }
 985     }
 986     return 0;
 987 }
 988
 989 static int jp2_find_codestream(J2kDecoderContext *s)
 990 {
 991     uint32_t atom_size, atom;
 992     int found_codestream = 0, search_range = 10;
 993
 994     while(!found_codestream && search_range && bytestream2_get_bytes_left(&s->g) >= 8) {
 995         atom_size = bytestream2_get_be32u(&s->g);
 996         atom      = bytestream2_get_be32u(&s->g);
 997         if (atom == JP2_CODESTREAM) {
 998             found_codestream = 1;
 999         } else {
1000             if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < atom_size - 8)
1001                 return 0;
1002             bytestream2_skipu(&s->g, atom_size - 8);
1003             search_range--;
1004         }
1005     }
1006
1007     if (found_codestream)
1008         return 1;
1009     return 0;
1010 }
1011
1012 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
1013                         void *data, int *data_size,
1014                         AVPacket *avpkt)
1015 {
1016     J2kDecoderContext *s = avctx->priv_data;
1017     AVFrame *picture = data;
1018     int tileno, ret;
1019
1020     s->avctx = avctx;
1021     bytestream2_init(&s->g, avpkt->data, avpkt->size);
1022     s->curtileno = -1;
1023
1024     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2) {
1025         ret = AVERROR(EINVAL);
1026         goto err_out;
1027     }
1028
1029     // check if the image is in jp2 format
1030     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) >= 12 &&
1031        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == 12) &&
1032        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == JP2_SIG_TYPE) &&
1033        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == JP2_SIG_VALUE)) {
1034         if(!jp2_find_codestream(s)) {
1035             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "couldn't find jpeg2k codestream atom\n");
1036             ret = -1;
1037             goto err_out;
1038         }
1039     } else {
1040         bytestream2_seek(&s->g, 0, SEEK_SET);
1041     }
1042
1043     if (bytestream2_get_be16u(&s->g) != J2K_SOC){
1044         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "SOC marker not present\n");
1045         ret = -1;
1046         goto err_out;
1047     }
1048     if (ret = decode_codestream(s))
1049         goto err_out;
1050
1051     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++)
1052         if (ret = decode_tile(s, s->tile + tileno))
1053             goto err_out;
1054
1055     cleanup(s);
1056
1057     *data_size = sizeof(AVPicture);
1058     *picture = s->picture;
1059
1060     return bytestream2_tell(&s->g);
1061
1062 err_out:
1063     cleanup(s);
1064     return ret;
1065 }
1066
1067 static av_cold int j2kdec_init(AVCodecContext *avctx)
1068 {
1069     J2kDecoderContext *s = avctx->priv_data;
1070
1071     avcodec_get_frame_defaults((AVFrame*)&s->picture);
1072     avctx->coded_frame = (AVFrame*)&s->picture;
1073
1074     ff_j2k_init_tier1_luts();
1075
1076     return 0;
1077 }
1078
1079 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
1080 {
1081     J2kDecoderContext *s = avctx->priv_data;
1082
1083     if (s->picture.data[0])
1084         avctx->release_buffer(avctx, &s->picture);
1085
1086     return 0;
1087 }
1088
1089 AVCodec ff_jpeg2000_decoder = {
1090     .name           = "j2k",
1091     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1092     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
1093     .priv_data_size = sizeof(J2kDecoderContext),
1094     .init           = j2kdec_init,
1095     .close          = decode_end,
1096     .decode         = decode_frame,
1097     .capabilities   = CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
1098     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("JPEG 2000"),
1099 };