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     int 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     if(!node)
 171         return AVERROR(EINVAL);
 172
 173     while(node && !node->vis){
 174         stack[++sp] = node;
 175         node = node->parent;
 176     }
 177
 178     if (node)
 179         curval = node->val;
 180     else
 181         curval = stack[sp]->val;
 182
 183     while(curval < threshold && sp >= 0){
 184         if (curval < stack[sp]->val)
 185             curval = stack[sp]->val;
 186         while (curval < threshold){
 187             int ret;
 188             if ((ret = get_bits(s, 1)) > 0){
 189                 stack[sp]->vis++;
 190                 break;
 191             } else if (!ret)
 192                 curval++;
 193             else
 194                 return ret;
 195         }
 196         stack[sp]->val = curval;
 197         sp--;
 198     }
 199     return curval;
 200 }
 201
 202 /* marker segments */
 203 /** get sizes and offsets of image, tiles; number of components */
 204 static int get_siz(J2kDecoderContext *s)
 205 {
 206     int i, ret;
 207
 208     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 36)
 209         return AVERROR(EINVAL);
 210
 211                         bytestream2_get_be16u(&s->g); // Rsiz (skipped)
 212              s->width = bytestream2_get_be32u(&s->g); // width
 213             s->height = bytestream2_get_be32u(&s->g); // height
 214     s->image_offset_x = bytestream2_get_be32u(&s->g); // X0Siz
 215     s->image_offset_y = bytestream2_get_be32u(&s->g); // Y0Siz
 216
 217         s->tile_width = bytestream2_get_be32u(&s->g); // XTSiz
 218        s->tile_height = bytestream2_get_be32u(&s->g); // YTSiz
 219      s->tile_offset_x = bytestream2_get_be32u(&s->g); // XT0Siz
 220      s->tile_offset_y = bytestream2_get_be32u(&s->g); // YT0Siz
 221        s->ncomponents = bytestream2_get_be16u(&s->g); // CSiz
 222
 223     if(s->ncomponents <= 0 || s->ncomponents > 4) {
 224         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported/invalid ncomponents: %d\n", s->ncomponents);
 225         return AVERROR(EINVAL);
 226     }
 227     if(s->tile_width<=0 || s->tile_height<=0)
 228         return AVERROR(EINVAL);
 229
 230     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 3 * s->ncomponents)
 231         return AVERROR(EINVAL);
 232
 233     for (i = 0; i < s->ncomponents; i++){ // Ssiz_i XRsiz_i, YRsiz_i
 234         uint8_t x = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 235         s->cbps[i] = (x & 0x7f) + 1;
 236         s->precision = FFMAX(s->cbps[i], s->precision);
 237         s->sgnd[i] = !!(x & 0x80);
 238         s->cdx[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 239         s->cdy[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 240     }
 241
 242     s->numXtiles = ff_j2k_ceildiv(s->width - s->tile_offset_x, s->tile_width);
 243     s->numYtiles = ff_j2k_ceildiv(s->height - s->tile_offset_y, s->tile_height);
 244
 245     if(s->numXtiles * (uint64_t)s->numYtiles > INT_MAX/sizeof(J2kTile))
 246         return AVERROR(EINVAL);
 247
 248     s->tile = av_mallocz(s->numXtiles * s->numYtiles * sizeof(J2kTile));
 249     if (!s->tile)
 250         return AVERROR(ENOMEM);
 251
 252     for (i = 0; i < s->numXtiles * s->numYtiles; i++){
 253         J2kTile *tile = s->tile + i;
 254
 255         tile->comp = av_mallocz(s->ncomponents * sizeof(J2kComponent));
 256         if (!tile->comp)
 257             return AVERROR(ENOMEM);
 258     }
 259
 260     s->avctx->width  = s->width  - s->image_offset_x;
 261     s->avctx->height = s->height - s->image_offset_y;
 262
 263     switch(s->ncomponents){
 264     case 1:
 265         if (s->precision > 8) {
 266             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GRAY16;
 267         } else {
 268             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GRAY8;
 269         }
 270         break;
 271     case 3:
 272         if (s->precision > 8) {
 273             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB48;
 274         } else {
 275             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB24;
 276         }
 277         break;
 278     case 4:
 279         s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGBA;
 280         break;
 281     }
 282
 283     if (s->picture.data[0])
 284         s->avctx->release_buffer(s->avctx, &s->picture);
 285
 286     if ((ret = s->avctx->get_buffer(s->avctx, &s->picture)) < 0)
 287         return ret;
 288
 289     s->picture.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 290     s->picture.key_frame = 1;
 291
 292     return 0;
 293 }
 294
 295 /** get common part for COD and COC segments */
 296 static int get_cox(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *c)
 297 {
 298     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 5)
 299         return AVERROR(EINVAL);
 300           c->nreslevels = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 1; // num of resolution levels - 1
 301      c->log2_cblk_width = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 2; // cblk width
 302     c->log2_cblk_height = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 2; // cblk height
 303
 304     c->cblk_style = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 305     if (c->cblk_style != 0){ // cblk style
 306         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "extra cblk styles %X\n", c->cblk_style);
 307     }
 308     c->transform = bytestream2_get_byteu(&s->g); // transformation
 309     if (c->csty & J2K_CSTY_PREC) {
 310         int i;
 311
 312         for (i = 0; i < c->nreslevels; i++)
 313             bytestream2_get_byte(&s->g);
 314     }
 315     return 0;
 316 }
 317
 318 /** get coding parameters for a particular tile or whole image*/
 319 static int get_cod(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *c, uint8_t *properties)
 320 {
 321     J2kCodingStyle tmp;
 322     int compno;
 323
 324     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 5)
 325         return AVERROR(EINVAL);
 326
 327     tmp.log2_prec_width  =
 328     tmp.log2_prec_height = 15;
 329
 330     tmp.csty = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 331
 332     if (bytestream2_get_byteu(&s->g)){ // progression level
 333         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "only LRCP progression supported\n");
 334         return -1;
 335     }
 336
 337     tmp.nlayers = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 338         tmp.mct = bytestream2_get_byteu(&s->g); // multiple component transformation
 339
 340     get_cox(s, &tmp);
 341     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 342         if (!(properties[compno] & HAD_COC))
 343             memcpy(c + compno, &tmp, sizeof(J2kCodingStyle));
 344     }
 345     return 0;
 346 }
 347
 348 /** get coding parameters for a component in the whole image on a particular tile */
 349 static int get_coc(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *c, uint8_t *properties)
 350 {
 351     int compno;
 352
 353     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 354         return AVERROR(EINVAL);
 355
 356     compno = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 357
 358     c += compno;
 359     c->csty = bytestream2_get_byte(&s->g);
 360     get_cox(s, c);
 361
 362     properties[compno] |= HAD_COC;
 363     return 0;
 364 }
 365
 366 /** get common part for QCD and QCC segments */
 367 static int get_qcx(J2kDecoderContext *s, int n, J2kQuantStyle *q)
 368 {
 369     int i, x;
 370
 371     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 372         return AVERROR(EINVAL);
 373
 374     x = bytestream2_get_byteu(&s->g); // Sqcd
 375
 376     q->nguardbits = x >> 5;
 377       q->quantsty = x & 0x1f;
 378
 379     if (q->quantsty == J2K_QSTY_NONE){
 380         n -= 3;
 381         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < n || 32*3 < n)
 382             return AVERROR(EINVAL);
 383         for (i = 0; i < n; i++)
 384             q->expn[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g) >> 3;
 385     } else if (q->quantsty == J2K_QSTY_SI){
 386         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 387             return AVERROR(EINVAL);
 388         x = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 389         q->expn[0] = x >> 11;
 390         q->mant[0] = x & 0x7ff;
 391         for (i = 1; i < 32 * 3; i++){
 392             int curexpn = FFMAX(0, q->expn[0] - (i-1)/3);
 393             q->expn[i] = curexpn;
 394             q->mant[i] = q->mant[0];
 395         }
 396     } else{
 397         n = (n - 3) >> 1;
 398         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2 * n || 32*3 < n)
 399             return AVERROR(EINVAL);
 400         for (i = 0; i < n; i++){
 401             x = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 402             q->expn[i] = x >> 11;
 403             q->mant[i] = x & 0x7ff;
 404         }
 405     }
 406     return 0;
 407 }
 408
 409 /** get quantization parameters for a particular tile or a whole image */
 410 static int get_qcd(J2kDecoderContext *s, int n, J2kQuantStyle *q, uint8_t *properties)
 411 {
 412     J2kQuantStyle tmp;
 413     int compno;
 414
 415     if (get_qcx(s, n, &tmp))
 416         return -1;
 417     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++)
 418         if (!(properties[compno] & HAD_QCC))
 419             memcpy(q + compno, &tmp, sizeof(J2kQuantStyle));
 420     return 0;
 421 }
 422
 423 /** get quantization parameters for a component in the whole image on in a particular tile */
 424 static int get_qcc(J2kDecoderContext *s, int n, J2kQuantStyle *q, uint8_t *properties)
 425 {
 426     int compno;
 427
 428     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 429         return AVERROR(EINVAL);
 430
 431     compno = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 432     properties[compno] |= HAD_QCC;
 433     return get_qcx(s, n-1, q+compno);
 434 }
 435
 436 /** get start of tile segment */
 437 static uint8_t get_sot(J2kDecoderContext *s)
 438 {
 439     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 8)
 440         return AVERROR(EINVAL);
 441
 442     s->curtileno = bytestream2_get_be16u(&s->g); ///< Isot
 443     if((unsigned)s->curtileno >= s->numXtiles * s->numYtiles){
 444         s->curtileno=0;
 445         return AVERROR(EINVAL);
 446     }
 447
 448     bytestream2_skipu(&s->g, 4); ///< Psot (ignored)
 449
 450     if (!bytestream2_get_byteu(&s->g)){ ///< TPsot
 451         J2kTile *tile = s->tile + s->curtileno;
 452
 453         /* copy defaults */
 454         memcpy(tile->codsty, s->codsty, s->ncomponents * sizeof(J2kCodingStyle));
 455         memcpy(tile->qntsty, s->qntsty, s->ncomponents * sizeof(J2kQuantStyle));
 456     }
 457     bytestream2_get_byteu(&s->g); ///< TNsot
 458
 459     return 0;
 460 }
 461
 462 static int init_tile(J2kDecoderContext *s, int tileno)
 463 {
 464     int compno,
 465         tilex = tileno % s->numXtiles,
 466         tiley = tileno / s->numXtiles;
 467     J2kTile *tile = s->tile + tileno;
 468
 469     if (!tile->comp)
 470         return AVERROR(ENOMEM);
 471     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 472         J2kComponent *comp = tile->comp + compno;
 473         J2kCodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 474         J2kQuantStyle  *qntsty = tile->qntsty + compno;
 475         int ret; // global bandno
 476
 477         comp->coord[0][0] = FFMAX(tilex * s->tile_width + s->tile_offset_x, s->image_offset_x);
 478         comp->coord[0][1] = FFMIN((tilex+1)*s->tile_width + s->tile_offset_x, s->width);
 479         comp->coord[1][0] = FFMAX(tiley * s->tile_height + s->tile_offset_y, s->image_offset_y);
 480         comp->coord[1][1] = FFMIN((tiley+1)*s->tile_height + s->tile_offset_y, s->height);
 481
 482         if (ret = ff_j2k_init_component(comp, codsty, qntsty, s->cbps[compno], s->cdx[compno], s->cdy[compno]))
 483             return ret;
 484     }
 485     return 0;
 486 }
 487
 488 /** read the number of coding passes */
 489 static int getnpasses(J2kDecoderContext *s)
 490 {
 491     int num;
 492     if (!get_bits(s, 1))
 493         return 1;
 494     if (!get_bits(s, 1))
 495         return 2;
 496     if ((num = get_bits(s, 2)) != 3)
 497         return num < 0 ? num : 3 + num;
 498     if ((num = get_bits(s, 5)) != 31)
 499         return num < 0 ? num : 6 + num;
 500     num = get_bits(s, 7);
 501     return num < 0 ? num : 37 + num;
 502 }
 503
 504 static int getlblockinc(J2kDecoderContext *s)
 505 {
 506     int res = 0, ret;
 507     while (ret = get_bits(s, 1)){
 508         if (ret < 0)
 509             return ret;
 510         res++;
 511     }
 512     return res;
 513 }
 514
 515 static int decode_packet(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *codsty, J2kResLevel *rlevel, int precno,
 516                          int layno, uint8_t *expn, int numgbits)
 517 {
 518     int bandno, cblkny, cblknx, cblkno, ret;
 519
 520     if (!(ret = get_bits(s, 1))){
 521         j2k_flush(s);
 522         return 0;
 523     } else if (ret < 0)
 524         return ret;
 525
 526     for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++){
 527         J2kBand *band = rlevel->band + bandno;
 528         J2kPrec *prec = band->prec + precno;
 529         int pos = 0;
 530
 531         if (band->coord[0][0] == band->coord[0][1]
 532         ||  band->coord[1][0] == band->coord[1][1])
 533             continue;
 534
 535         for (cblkny = prec->yi0; cblkny < prec->yi1; cblkny++)
 536             for(cblknx = prec->xi0, cblkno = cblkny * band->cblknx + cblknx; cblknx < prec->xi1; cblknx++, cblkno++, pos++){
 537                 J2kCblk *cblk = band->cblk + cblkno;
 538                 int incl, newpasses, llen;
 539
 540                 if (cblk->npasses)
 541                     incl = get_bits(s, 1);
 542                 else
 543                     incl = tag_tree_decode(s, prec->cblkincl + pos, layno+1) == layno;
 544                 if (!incl)
 545                     continue;
 546                 else if (incl < 0)
 547                     return incl;
 548
 549                 if (!cblk->npasses)
 550                     cblk->nonzerobits = expn[bandno] + numgbits - 1 - tag_tree_decode(s, prec->zerobits + pos, 100);
 551                 if ((newpasses = getnpasses(s)) < 0)
 552                     return newpasses;
 553                 if ((llen = getlblockinc(s)) < 0)
 554                     return llen;
 555                 cblk->lblock += llen;
 556                 if ((ret = get_bits(s, av_log2(newpasses) + cblk->lblock)) < 0)
 557                     return ret;
 558                 cblk->lengthinc = ret;
 559                 cblk->npasses += newpasses;
 560             }
 561     }
 562     j2k_flush(s);
 563
 564     if (codsty->csty & J2K_CSTY_EPH) {
 565         if (bytestream2_peek_be16(&s->g) == J2K_EPH) {
 566             bytestream2_skip(&s->g, 2);
 567         } else {
 568             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "EPH marker not found.\n");
 569         }
 570     }
 571
 572     for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++){
 573         J2kBand *band = rlevel->band + bandno;
 574         int yi, cblknw = band->prec[precno].xi1 - band->prec[precno].xi0;
 575         for (yi = band->prec[precno].yi0; yi < band->prec[precno].yi1; yi++){
 576             int xi;
 577             for (xi = band->prec[precno].xi0; xi < band->prec[precno].xi1; xi++){
 578                 J2kCblk *cblk = band->cblk + yi * cblknw + xi;
 579                 if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < cblk->lengthinc)
 580                     return AVERROR(EINVAL);
 581                 bytestream2_get_bufferu(&s->g, cblk->data, cblk->lengthinc);
 582                 cblk->length += cblk->lengthinc;
 583                 cblk->lengthinc = 0;
 584             }
 585         }
 586     }
 587     return 0;
 588 }
 589
 590 static int decode_packets(J2kDecoderContext *s, J2kTile *tile)
 591 {
 592     int layno, reslevelno, compno, precno, ok_reslevel;
 593     s->bit_index = 8;
 594     for (layno = 0; layno < tile->codsty[0].nlayers; layno++){
 595         ok_reslevel = 1;
 596         for (reslevelno = 0; ok_reslevel; reslevelno++){
 597             ok_reslevel = 0;
 598             for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 599                 J2kCodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 600                 J2kQuantStyle  *qntsty = tile->qntsty + compno;
 601                 if (reslevelno < codsty->nreslevels){
 602                     J2kResLevel *rlevel = tile->comp[compno].reslevel + reslevelno;
 603                     ok_reslevel = 1;
 604                     for (precno = 0; precno < rlevel->num_precincts_x * rlevel->num_precincts_y; precno++){
 605                         if (decode_packet(s, codsty, rlevel, precno, layno, qntsty->expn +
 606                                           (reslevelno ? 3*(reslevelno-1)+1 : 0), qntsty->nguardbits))
 607                             return -1;
 608                     }
 609                 }
 610             }
 611         }
 612     }
 613     return 0;
 614 }
 615
 616 /* TIER-1 routines */
 617 static void decode_sigpass(J2kT1Context *t1, int width, int height, int bpno, int bandno, int bpass_csty_symbol,
 618                            int vert_causal_ctx_csty_symbol)
 619 {
 620     int mask = 3 << (bpno - 1), y0, x, y;
 621
 622     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4)
 623         for (x = 0; x < width; x++)
 624             for (y = y0; y < height && y < y0+4; y++){
 625                 if ((t1->flags[y+1][x+1] & J2K_T1_SIG_NB)
 626                 && !(t1->flags[y+1][x+1] & (J2K_T1_SIG | J2K_T1_VIS))){
 627                     int vert_causal_ctx_csty_loc_symbol = vert_causal_ctx_csty_symbol && (x == 3 && y == 3);
 628                     if (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ff_j2k_getnbctxno(t1->flags[y+1][x+1], bandno,
 629                                       vert_causal_ctx_csty_loc_symbol))){
 630                         int xorbit, ctxno = ff_j2k_getsgnctxno(t1->flags[y+1][x+1], &xorbit);
 631                         if (bpass_csty_symbol)
 632                              t1->data[y][x] = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ? -mask : mask;
 633                         else
 634                              t1->data[y][x] = (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ^ xorbit) ?
 635                                                -mask : mask;
 636
 637                         ff_j2k_set_significant(t1, x, y, t1->data[y][x] < 0);
 638                     }
 639                     t1->flags[y+1][x+1] |= J2K_T1_VIS;
 640                 }
 641             }
 642 }
 643
 644 static void decode_refpass(J2kT1Context *t1, int width, int height, int bpno)
 645 {
 646     int phalf, nhalf;
 647     int y0, x, y;
 648
 649     phalf = 1 << (bpno - 1);
 650     nhalf = -phalf;
 651
 652     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4)
 653         for (x = 0; x < width; x++)
 654             for (y = y0; y < height && y < y0+4; y++){
 655                 if ((t1->flags[y+1][x+1] & (J2K_T1_SIG | J2K_T1_VIS)) == J2K_T1_SIG){
 656                     int ctxno = ff_j2k_getrefctxno(t1->flags[y+1][x+1]);
 657                     int r = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ? phalf : nhalf;
 658                     t1->data[y][x] += t1->data[y][x] < 0 ? -r : r;
 659                     t1->flags[y+1][x+1] |= J2K_T1_REF;
 660                 }
 661             }
 662 }
 663
 664 static void decode_clnpass(J2kDecoderContext *s, J2kT1Context *t1, int width, int height,
 665                            int bpno, int bandno, int seg_symbols)
 666 {
 667     int mask = 3 << (bpno - 1), y0, x, y, runlen, dec;
 668
 669     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4) {
 670         for (x = 0; x < width; x++){
 671             if (y0 + 3 < height && !(
 672             (t1->flags[y0+1][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)) ||
 673             (t1->flags[y0+2][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)) ||
 674             (t1->flags[y0+3][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)) ||
 675             (t1->flags[y0+4][x+1] & (J2K_T1_SIG_NB | J2K_T1_VIS | J2K_T1_SIG)))){
 676                 if (!ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_RL))
 677                     continue;
 678                 runlen = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 679                 runlen = (runlen << 1) | ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 680                 dec = 1;
 681             } else{
 682                 runlen = 0;
 683                 dec = 0;
 684             }
 685
 686             for (y = y0 + runlen; y < y0 + 4 && y < height; y++){
 687                 if (!dec){
 688                     if (!(t1->flags[y+1][x+1] & (J2K_T1_SIG | J2K_T1_VIS)))
 689                         dec = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ff_j2k_getnbctxno(t1->flags[y+1][x+1],
 690                                                                                              bandno, 0));
 691                 }
 692                 if (dec){
 693                     int xorbit, ctxno = ff_j2k_getsgnctxno(t1->flags[y+1][x+1], &xorbit);
 694                     t1->data[y][x] = (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ^ xorbit) ? -mask : mask;
 695                     ff_j2k_set_significant(t1, x, y, t1->data[y][x] < 0);
 696                 }
 697                 dec = 0;
 698                 t1->flags[y+1][x+1] &= ~J2K_T1_VIS;
 699             }
 700         }
 701     }
 702     if (seg_symbols) {
 703         int val;
 704         val = 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         val = (val << 1) + ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 708         if (val != 0xa) {
 709             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,"Segmentation symbol value incorrect\n");
 710         }
 711     }
 712 }
 713
 714 static int decode_cblk(J2kDecoderContext *s, J2kCodingStyle *codsty, J2kT1Context *t1, J2kCblk *cblk,
 715                        int width, int height, int bandpos)
 716 {
 717     int passno = cblk->npasses, pass_t = 2, bpno = cblk->nonzerobits - 1, y, clnpass_cnt = 0;
 718     int bpass_csty_symbol = J2K_CBLK_BYPASS & codsty->cblk_style;
 719     int vert_causal_ctx_csty_symbol = J2K_CBLK_VSC & codsty->cblk_style;
 720
 721     for (y = 0; y < height+2; y++)
 722         memset(t1->flags[y], 0, (width+2)*sizeof(int));
 723
 724     for (y = 0; y < height; y++)
 725         memset(t1->data[y], 0, width*sizeof(int));
 726
 727     cblk->data[cblk->length] = 0xff;
 728     cblk->data[cblk->length+1] = 0xff;
 729     ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 730
 731     while(passno--){
 732         switch(pass_t){
 733             case 0: decode_sigpass(t1, width, height, bpno+1, bandpos,
 734                                   bpass_csty_symbol && (clnpass_cnt >= 4), vert_causal_ctx_csty_symbol);
 735                     break;
 736             case 1: decode_refpass(t1, width, height, bpno+1);
 737                     if (bpass_csty_symbol && clnpass_cnt >= 4)
 738                         ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 739                     break;
 740             case 2: decode_clnpass(s, t1, width, height, bpno+1, bandpos,
 741                                    codsty->cblk_style & J2K_CBLK_SEGSYM);
 742                     clnpass_cnt = clnpass_cnt + 1;
 743                     if (bpass_csty_symbol && clnpass_cnt >= 4)
 744                        ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 745                     break;
 746         }
 747
 748         pass_t++;
 749         if (pass_t == 3){
 750             bpno--;
 751             pass_t = 0;
 752         }
 753     }
 754     return 0;
 755 }
 756
 757 static void mct_decode(J2kDecoderContext *s, J2kTile *tile)
 758 {
 759     int i, *src[3], i0, i1, i2, csize = 1;
 760
 761     for (i = 0; i < 3; i++)
 762         src[i] = tile->comp[i].data;
 763
 764     for (i = 0; i < 2; i++)
 765         csize *= tile->comp[0].coord[i][1] - tile->comp[0].coord[i][0];
 766
 767     if (tile->codsty[0].transform == FF_DWT97){
 768         for (i = 0; i < csize; i++){
 769             i0 = *src[0] + (*src[2] * 46802 >> 16);
 770             i1 = *src[0] - (*src[1] * 22553 + *src[2] * 46802 >> 16);
 771             i2 = *src[0] + (116130 * *src[1] >> 16);
 772             *src[0]++ = i0;
 773             *src[1]++ = i1;
 774             *src[2]++ = i2;
 775         }
 776     } else{
 777         for (i = 0; i < csize; i++){
 778             i1 = *src[0] - (*src[2] + *src[1] >> 2);
 779             i0 = i1 + *src[2];
 780             i2 = i1 + *src[1];
 781             *src[0]++ = i0;
 782             *src[1]++ = i1;
 783             *src[2]++ = i2;
 784         }
 785     }
 786 }
 787
 788 static int decode_tile(J2kDecoderContext *s, J2kTile *tile)
 789 {
 790     int compno, reslevelno, bandno;
 791     int x, y, *src[4];
 792     uint8_t *line;
 793     J2kT1Context t1;
 794
 795     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 796         J2kComponent *comp = tile->comp + compno;
 797         J2kCodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 798
 799         for (reslevelno = 0; reslevelno < codsty->nreslevels; reslevelno++){
 800             J2kResLevel *rlevel = comp->reslevel + reslevelno;
 801             for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++){
 802                 J2kBand *band = rlevel->band + bandno;
 803                 int cblkx, cblky, cblkno=0, xx0, x0, xx1, y0, yy0, yy1, bandpos;
 804
 805                 bandpos = bandno + (reslevelno > 0);
 806
 807                 yy0 = bandno == 0 ? 0 : comp->reslevel[reslevelno-1].coord[1][1] - comp->reslevel[reslevelno-1].coord[1][0];
 808                 y0 = yy0;
 809                 yy1 = FFMIN(ff_j2k_ceildiv(band->coord[1][0] + 1, band->codeblock_height) * band->codeblock_height,
 810                             band->coord[1][1]) - band->coord[1][0] + yy0;
 811
 812                 if (band->coord[0][0] == band->coord[0][1] || band->coord[1][0] == band->coord[1][1])
 813                     continue;
 814
 815                 for (cblky = 0; cblky < band->cblkny; cblky++){
 816                     if (reslevelno == 0 || bandno == 1)
 817                         xx0 = 0;
 818                     else
 819                         xx0 = comp->reslevel[reslevelno-1].coord[0][1] - comp->reslevel[reslevelno-1].coord[0][0];
 820                     x0 = xx0;
 821                     xx1 = FFMIN(ff_j2k_ceildiv(band->coord[0][0] + 1, band->codeblock_width) * band->codeblock_width,
 822                                 band->coord[0][1]) - band->coord[0][0] + xx0;
 823
 824                     for (cblkx = 0; cblkx < band->cblknx; cblkx++, cblkno++){
 825                         int y, x;
 826                         decode_cblk(s, codsty, &t1, band->cblk + cblkno, xx1 - xx0, yy1 - yy0, bandpos);
 827                         if (codsty->transform == FF_DWT53){
 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                                     comp->data[(comp->coord[0][1] - comp->coord[0][0]) * y + x] = *ptr++ >> 1;
 832                                 }
 833                             }
 834                         } else{
 835                             for (y = yy0; y < yy1; y+=s->cdy[compno]){
 836                                 int *ptr = t1.data[y-yy0];
 837                                 for (x = xx0; x < xx1; x+=s->cdx[compno]){
 838                                     int tmp = ((int64_t)*ptr++) * ((int64_t)band->stepsize) >> 13, tmp2;
 839                                     tmp2 = FFABS(tmp>>1) + (tmp&1);
 840                                     comp->data[(comp->coord[0][1] - comp->coord[0][0]) * y + x] = tmp < 0 ? -tmp2 : tmp2;
 841                                 }
 842                             }
 843                         }
 844                         xx0 = xx1;
 845                         xx1 = FFMIN(xx1 + band->codeblock_width, band->coord[0][1] - band->coord[0][0] + x0);
 846                     }
 847                     yy0 = yy1;
 848                     yy1 = FFMIN(yy1 + band->codeblock_height, band->coord[1][1] - band->coord[1][0] + y0);
 849                 }
 850             }
 851         }
 852         ff_j2k_dwt_decode(&comp->dwt, comp->data);
 853         src[compno] = comp->data;
 854     }
 855     if (tile->codsty[0].mct)
 856         mct_decode(s, tile);
 857
 858     if (s->precision <= 8) {
 859         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 860             y = tile->comp[compno].coord[1][0] - s->image_offset_y;
 861             line = s->picture.data[0] + y * s->picture.linesize[0];
 862             for (; y < tile->comp[compno].coord[1][1] - s->image_offset_y; y += s->cdy[compno]){
 863                 uint8_t *dst;
 864
 865                 x = tile->comp[compno].coord[0][0] - s->image_offset_x;
 866                 dst = line + x * s->ncomponents + compno;
 867
 868                 for (; x < tile->comp[compno].coord[0][1] - s->image_offset_x; x += s->cdx[compno]) {
 869                     *src[compno] += 1 << (s->cbps[compno]-1);
 870                     if (*src[compno] < 0)
 871                         *src[compno] = 0;
 872                     else if (*src[compno] >= (1 << s->cbps[compno]))
 873                         *src[compno] = (1 << s->cbps[compno]) - 1;
 874                     *dst = *src[compno]++;
 875                     dst += s->ncomponents;
 876                 }
 877                 line += s->picture.linesize[0];
 878             }
 879         }
 880     } else {
 881         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++) {
 882             y = tile->comp[compno].coord[1][0] - s->image_offset_y;
 883             line = s->picture.data[0] + y * s->picture.linesize[0];
 884             for (; y < tile->comp[compno].coord[1][1] - s->image_offset_y; y += s->cdy[compno]) {
 885                 uint16_t *dst;
 886
 887                 x = tile->comp[compno].coord[0][0] - s->image_offset_x;
 888                 dst = (uint16_t *)(line + (x * s->ncomponents + compno) * 2);
 889                 for (; x < tile->comp[compno].coord[0][1] - s->image_offset_x; x += s-> cdx[compno]) {
 890                     int32_t val;
 891
 892                     val = *src[compno]++ << (16 - s->cbps[compno]);
 893                     val += 1 << 15;
 894                     val = av_clip(val, 0, (1 << 16) - 1);
 895                     *dst = val;
 896                     dst += s->ncomponents;
 897                 }
 898                 line += s->picture.linesize[0];
 899             }
 900         }
 901     }
 902     return 0;
 903 }
 904
 905 static void cleanup(J2kDecoderContext *s)
 906 {
 907     int tileno, compno;
 908     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++){
 909         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++){
 910             J2kComponent *comp = s->tile[tileno].comp + compno;
 911             J2kCodingStyle *codsty = s->tile[tileno].codsty + compno;
 912
 913             ff_j2k_cleanup(comp, codsty);
 914         }
 915         av_freep(&s->tile[tileno].comp);
 916     }
 917     av_freep(&s->tile);
 918 }
 919
 920 static int decode_codestream(J2kDecoderContext *s)
 921 {
 922     J2kCodingStyle *codsty = s->codsty;
 923     J2kQuantStyle  *qntsty = s->qntsty;
 924     uint8_t *properties = s->properties;
 925
 926     for (;;){
 927         int oldpos, marker, len, ret = 0;
 928
 929         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2){
 930             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing EOC\n");
 931             break;
 932         }
 933
 934         marker = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 935         av_dlog(s->avctx, "marker 0x%.4X at pos 0x%x\n", marker, bytestream2_tell(&s->g) - 4);
 936         oldpos = bytestream2_tell(&s->g);
 937
 938         if (marker == J2K_SOD){
 939             J2kTile *tile = s->tile + s->curtileno;
 940             if (ret = init_tile(s, s->curtileno)) {
 941                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "tile initialization failed\n");
 942                 return ret;
 943             }
 944             if (ret = decode_packets(s, tile)) {
 945                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "packets decoding failed\n");
 946                 return ret;
 947             }
 948             continue;
 949         }
 950         if (marker == J2K_EOC)
 951             break;
 952
 953         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 954             return AVERROR(EINVAL);
 955         len = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 956         switch (marker){
 957         case J2K_SIZ:
 958             ret = get_siz(s);
 959             break;
 960         case J2K_COC:
 961             ret = get_coc(s, codsty, properties);
 962             break;
 963         case J2K_COD:
 964             ret = get_cod(s, codsty, properties);
 965             break;
 966         case J2K_QCC:
 967             ret = get_qcc(s, len, qntsty, properties);
 968             break;
 969         case J2K_QCD:
 970             ret = get_qcd(s, len, qntsty, properties);
 971             break;
 972         case J2K_SOT:
 973             if (!(ret = get_sot(s))){
 974                 codsty = s->tile[s->curtileno].codsty;
 975                 qntsty = s->tile[s->curtileno].qntsty;
 976                 properties = s->tile[s->curtileno].properties;
 977             }
 978             break;
 979         case J2K_COM:
 980             // the comment is ignored
 981             bytestream2_skip(&s->g, len - 2);
 982             break;
 983         default:
 984             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported marker 0x%.4X at pos 0x%x\n", marker, bytestream2_tell(&s->g) - 4);
 985             bytestream2_skip(&s->g, len - 2);
 986             break;
 987         }
 988         if (bytestream2_tell(&s->g) - oldpos != len || ret){
 989             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error during processing marker segment %.4x\n", marker);
 990             return ret ? ret : -1;
 991         }
 992     }
 993     return 0;
 994 }
 995
 996 static int jp2_find_codestream(J2kDecoderContext *s)
 997 {
 998     uint32_t atom_size, atom;
 999     int found_codestream = 0, search_range = 10;
1000
1001     while(!found_codestream && search_range && bytestream2_get_bytes_left(&s->g) >= 8) {
1002         atom_size = bytestream2_get_be32u(&s->g);
1003         atom      = bytestream2_get_be32u(&s->g);
1004         if (atom == JP2_CODESTREAM) {
1005             found_codestream = 1;
1006         } else {
1007             if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < atom_size - 8)
1008                 return 0;
1009             bytestream2_skipu(&s->g, atom_size - 8);
1010             search_range--;
1011         }
1012     }
1013
1014     if (found_codestream)
1015         return 1;
1016     return 0;
1017 }
1018
1019 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
1020                         void *data, int *data_size,
1021                         AVPacket *avpkt)
1022 {
1023     J2kDecoderContext *s = avctx->priv_data;
1024     AVFrame *picture = data;
1025     int tileno, ret;
1026
1027     bytestream2_init(&s->g, avpkt->data, avpkt->size);
1028     s->curtileno = -1;
1029
1030     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2) {
1031         ret = AVERROR(EINVAL);
1032         goto err_out;
1033     }
1034
1035     // check if the image is in jp2 format
1036     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) >= 12 &&
1037        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == 12) &&
1038        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == JP2_SIG_TYPE) &&
1039        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == JP2_SIG_VALUE)) {
1040         if(!jp2_find_codestream(s)) {
1041             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "couldn't find jpeg2k codestream atom\n");
1042             ret = -1;
1043             goto err_out;
1044         }
1045     } else {
1046         bytestream2_seek(&s->g, 0, SEEK_SET);
1047     }
1048
1049     if (bytestream2_get_be16u(&s->g) != J2K_SOC){
1050         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "SOC marker not present\n");
1051         ret = -1;
1052         goto err_out;
1053     }
1054     if (ret = decode_codestream(s))
1055         goto err_out;
1056
1057     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++)
1058         if (ret = decode_tile(s, s->tile + tileno))
1059             goto err_out;
1060
1061     cleanup(s);
1062
1063     *data_size = sizeof(AVPicture);
1064     *picture = s->picture;
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     avcodec_get_frame_defaults((AVFrame*)&s->picture);
1079     avctx->coded_frame = (AVFrame*)&s->picture;
1080
1081     ff_j2k_init_tier1_luts();
1082
1083     return 0;
1084 }
1085
1086 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
1087 {
1088     J2kDecoderContext *s = avctx->priv_data;
1089
1090     if (s->picture.data[0])
1091         avctx->release_buffer(avctx, &s->picture);
1092
1093     return 0;
1094 }
1095
1096 AVCodec ff_jpeg2000_decoder = {
1097     .name           = "j2k",
1098     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1099     .id             = AV_CODEC_ID_JPEG2000,
1100     .priv_data_size = sizeof(J2kDecoderContext),
1101     .init           = j2kdec_init,
1102     .close          = decode_end,
1103     .decode         = decode_frame,
1104     .capabilities   = CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
1105     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("JPEG 2000"),
1106 };