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

   1 /*
   2  * JPEG 2000 image decoder
   3  * Copyright (c) 2007 Kamil Nowosad
   4  * Copyright (c) 2013 Nicolas Bertrand <nicoinattendu@gmail.com>
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * JPEG2000 image decoder
  25  * @file
  26  * @author Kamil Nowosad
  27  */
  28
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "bytestream.h"
  31 #include "internal.h"
  32 #include "thread.h"
  33 #include "j2k.h"
  34 #include "libavutil/common.h"
  35
  36 #define JP2_SIG_TYPE    0x6A502020
  37 #define JP2_SIG_VALUE   0x0D0A870A
  38 #define JP2_CODESTREAM  0x6A703263
  39
  40 #define HAD_COC 0x01
  41 #define HAD_QCC 0x02
  42
  43 typedef struct Jpeg2000Tile {
  44    Jpeg2000Component *comp;
  45    uint8_t properties[4];
  46    Jpeg2000CodingStyle codsty[4];
  47    Jpeg2000QuantStyle  qntsty[4];
  48 } Jpeg2000Tile;
  49
  50 typedef struct Jpeg2000DecoderContext {
  51     AVClass         *class;
  52     AVCodecContext  *avctx;
  53     AVFrame         *picture;
  54     GetByteContext  g;
  55
  56     int             width, 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;
  66     int             numXtiles, numYtiles;
  67     int             maxtilelen;
  68
  69     Jpeg2000CodingStyle codsty[4];
  70     Jpeg2000QuantStyle  qntsty[4];
  71
  72     int             bit_index;
  73
  74     int             curtileno;
  75
  76     Jpeg2000Tile    *tile;
  77 } Jpeg2000DecoderContext;
  78
  79 static int get_bits(Jpeg2000DecoderContext *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(Jpeg2000DecoderContext *s)
  95 {
  96     if (bytestream2_get_byte(&s->g) == 0xff)
  97         bytestream2_skip(&s->g, 1);
  98     s->bit_index = 8;
  99 }
 100
 101 /** decode the value stored in node */
 102 static int tag_tree_decode(Jpeg2000DecoderContext *s, Jpeg2000TgtNode *node, int threshold)
 103 {
 104     Jpeg2000TgtNode *stack[30];
 105     int sp = -1, curval = 0;
 106
 107     if (!node)
 108         return AVERROR(EINVAL);
 109
 110     while (node && !node->vis) {
 111         stack[++sp] = node;
 112         node = node->parent;
 113     }
 114
 115     if (node)
 116         curval = node->val;
 117     else
 118         curval = stack[sp]->val;
 119
 120     while (curval < threshold && sp >= 0) {
 121         if (curval < stack[sp]->val)
 122             curval = stack[sp]->val;
 123         while (curval < threshold) {
 124             int ret;
 125             if ((ret = get_bits(s, 1)) > 0) {
 126                 stack[sp]->vis++;
 127                 break;
 128             } else if (!ret)
 129                 curval++;
 130             else
 131                 return ret;
 132         }
 133         stack[sp]->val = curval;
 134         sp--;
 135     }
 136     return curval;
 137 }
 138
 139 /* marker segments */
 140 /* get sizes and offsets of image, tiles; number of components */
 141 static int get_siz(Jpeg2000DecoderContext *s)
 142 {
 143     int i, ret;
 144     ThreadFrame frame = { .f = s->picture };
 145
 146     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 36)
 147         return AVERROR(EINVAL);
 148
 149     s->avctx->profile = bytestream2_get_be16u(&s->g); // Rsiz
 150     s->width          = bytestream2_get_be32u(&s->g); // Width
 151     s->height         = bytestream2_get_be32u(&s->g); // Height
 152     s->image_offset_x = bytestream2_get_be32u(&s->g); // X0Siz
 153     s->image_offset_y = bytestream2_get_be32u(&s->g); // Y0Siz
 154     s->tile_width     = bytestream2_get_be32u(&s->g); // XTSiz
 155     s->tile_height    = bytestream2_get_be32u(&s->g); // YTSiz
 156     s->tile_offset_x  = bytestream2_get_be32u(&s->g); // XT0Siz
 157     s->tile_offset_y  = bytestream2_get_be32u(&s->g); // YT0Siz
 158     s->ncomponents    = bytestream2_get_be16u(&s->g); // CSiz
 159
 160     if (s->ncomponents <= 0 || s->ncomponents > 4) {
 161         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported/invalid ncomponents: %d\n", s->ncomponents);
 162         return AVERROR(EINVAL);
 163     }
 164     if (s->tile_width<=0 || s->tile_height<=0)
 165         return AVERROR(EINVAL);
 166
 167     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 3 * s->ncomponents)
 168         return AVERROR(EINVAL);
 169
 170     for (i = 0; i < s->ncomponents; i++) { // Ssiz_i XRsiz_i, YRsiz_i
 171         uint8_t x = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 172         s->cbps[i] = (x & 0x7f) + 1;
 173         s->precision = FFMAX(s->cbps[i], s->precision);
 174         s->sgnd[i] = !!(x & 0x80);
 175         s->cdx[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 176         s->cdy[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 177     }
 178
 179     s->numXtiles = ff_jpeg2000_ceildiv(s->width - s->tile_offset_x, s->tile_width);
 180     s->numYtiles = ff_jpeg2000_ceildiv(s->height - s->tile_offset_y, s->tile_height);
 181
 182     if (s->numXtiles * (uint64_t)s->numYtiles > INT_MAX/sizeof(Jpeg2000Tile))
 183         return AVERROR(EINVAL);
 184
 185     s->tile = av_mallocz(s->numXtiles * s->numYtiles * sizeof(Jpeg2000Tile));
 186     if (!s->tile)
 187         return AVERROR(ENOMEM);
 188
 189     for (i = 0; i < s->numXtiles * s->numYtiles; i++) {
 190         Jpeg2000Tile *tile = s->tile + i;
 191
 192         tile->comp = av_mallocz(s->ncomponents * sizeof(Jpeg2000Component));
 193         if (!tile->comp)
 194             return AVERROR(ENOMEM);
 195     }
 196
 197     s->avctx->width  = s->width  - s->image_offset_x;
 198     s->avctx->height = s->height - s->image_offset_y;
 199
 200     switch(s->ncomponents) {
 201     case 1:
 202         if (s->precision > 8) {
 203             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GRAY16;
 204         } else {
 205             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GRAY8;
 206         }
 207         break;
 208     case 3:
 209         if (s->precision > 8) {
 210             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB48;
 211         } else {
 212             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB24;
 213         }
 214         break;
 215     case 4:
 216         s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGBA;
 217         break;
 218     }
 219
 220
 221     if ((ret = ff_thread_get_buffer(s->avctx, &frame, 0)) < 0)
 222         return ret;
 223
 224     s->picture->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 225     s->picture->key_frame = 1;
 226
 227     return 0;
 228 }
 229
 230 /** get common part for COD and COC segments */
 231 static int get_cox(Jpeg2000DecoderContext *s, Jpeg2000CodingStyle *c)
 232 {
 233     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 5)
 234         return AVERROR(EINVAL);
 235           c->nreslevels = bytestream2_get_byteu(&s->g) + 1; // num of resolution levels - 1
 236
 237     c->log2_cblk_width  = (bytestream2_get_byteu(&s->g) & 15) + 2; // cblk width
 238     c->log2_cblk_height = (bytestream2_get_byteu(&s->g) & 15) + 2; // cblk height
 239
 240     if (c->log2_cblk_width > 10 || c->log2_cblk_height > 10 ||
 241         c->log2_cblk_width + c->log2_cblk_height > 14) {
 242         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "cblk size invalid\n");
 243         return AVERROR_INVALIDDATA;
 244     }
 245
 246     c->cblk_style = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 247     if (c->cblk_style != 0) { // cblk style
 248         av_log(s->avctx, AV_LOG_WARNING, "extra cblk styles %X\n", c->cblk_style);
 249     }
 250     c->transform = bytestream2_get_byteu(&s->g); // transformation
 251     if (c->csty & JPEG2000_CSTY_PREC) {
 252         int i;
 253
 254         for (i = 0; i < c->nreslevels; i++)
 255             bytestream2_get_byte(&s->g);
 256     }
 257     return 0;
 258 }
 259
 260 /** get coding parameters for a particular tile or whole image*/
 261 static int get_cod(Jpeg2000DecoderContext *s, Jpeg2000CodingStyle *c, uint8_t *properties)
 262 {
 263     Jpeg2000CodingStyle tmp;
 264     int compno;
 265
 266     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 5)
 267         return AVERROR(EINVAL);
 268
 269     tmp.log2_prec_width  =
 270     tmp.log2_prec_height = 15;
 271
 272     tmp.csty = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 273
 274     // get progression order
 275     tmp.prog_order = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 276     if (tmp.prog_order) {
 277         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "only LRCP progression supported\n");
 278     }
 279
 280     tmp.nlayers = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 281         tmp.mct = bytestream2_get_byteu(&s->g); // multiple component transformation
 282
 283     get_cox(s, &tmp);
 284     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++) {
 285         if (!(properties[compno] & HAD_COC))
 286             memcpy(c + compno, &tmp, sizeof(Jpeg2000CodingStyle));
 287     }
 288     return 0;
 289 }
 290
 291 /** get coding parameters for a component in the whole image on a particular tile */
 292 static int get_coc(Jpeg2000DecoderContext *s, Jpeg2000CodingStyle *c, uint8_t *properties)
 293 {
 294     int compno;
 295
 296     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 297         return AVERROR(EINVAL);
 298
 299     compno = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 300
 301     c += compno;
 302     c->csty = bytestream2_get_byte(&s->g);
 303     get_cox(s, c);
 304
 305     properties[compno] |= HAD_COC;
 306     return 0;
 307 }
 308
 309 /** get common part for QCD and QCC segments */
 310 static int get_qcx(Jpeg2000DecoderContext *s, int n, Jpeg2000QuantStyle *q)
 311 {
 312     int i, x;
 313
 314     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 315         return AVERROR(EINVAL);
 316
 317     x = bytestream2_get_byteu(&s->g); // Sqcd
 318
 319     q->nguardbits = x >> 5;
 320       q->quantsty = x & 0x1f;
 321
 322     if (q->quantsty == JPEG2000_QSTY_NONE) {
 323         n -= 3;
 324         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < n || 32*3 < n)
 325             return AVERROR(EINVAL);
 326         for (i = 0; i < n; i++)
 327             q->expn[i] = bytestream2_get_byteu(&s->g) >> 3;
 328     } else if (q->quantsty == JPEG2000_QSTY_SI) {
 329         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 330             return AVERROR(EINVAL);
 331         x = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 332         q->expn[0] = x >> 11;
 333         q->mant[0] = x & 0x7ff;
 334         for (i = 1; i < 32 * 3; i++) {
 335             int curexpn = FFMAX(0, q->expn[0] - (i-1)/3);
 336             q->expn[i] = curexpn;
 337             q->mant[i] = q->mant[0];
 338         }
 339     } else{
 340         n = (n - 3) >> 1;
 341         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2 * n || 32*3 < n)
 342             return AVERROR(EINVAL);
 343         for (i = 0; i < n; i++) {
 344             x = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 345             q->expn[i] = x >> 11;
 346             q->mant[i] = x & 0x7ff;
 347         }
 348     }
 349     return 0;
 350 }
 351
 352 /** get quantization parameters for a particular tile or a whole image */
 353 static int get_qcd(Jpeg2000DecoderContext *s, int n, Jpeg2000QuantStyle *q, uint8_t *properties)
 354 {
 355     Jpeg2000QuantStyle tmp;
 356     int compno;
 357
 358     if (get_qcx(s, n, &tmp))
 359         return -1;
 360     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++)
 361         if (!(properties[compno] & HAD_QCC))
 362             memcpy(q + compno, &tmp, sizeof(Jpeg2000QuantStyle));
 363     return 0;
 364 }
 365
 366 /** get quantization parameters for a component in the whole image on in a particular tile */
 367 static int get_qcc(Jpeg2000DecoderContext *s, int n, Jpeg2000QuantStyle *q, uint8_t *properties)
 368 {
 369     int compno;
 370
 371     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 1)
 372         return AVERROR(EINVAL);
 373
 374     compno = bytestream2_get_byteu(&s->g);
 375     properties[compno] |= HAD_QCC;
 376     return get_qcx(s, n-1, q+compno);
 377 }
 378
 379 /** get start of tile segment */
 380 static int get_sot(Jpeg2000DecoderContext *s)
 381 {
 382     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 8)
 383         return AVERROR(EINVAL);
 384
 385     s->curtileno = bytestream2_get_be16u(&s->g); ///< Isot
 386     if ((unsigned)s->curtileno >= s->numXtiles * s->numYtiles) {
 387         s->curtileno=0;
 388         return AVERROR(EINVAL);
 389     }
 390
 391     bytestream2_skipu(&s->g, 4); ///< Psot (ignored)
 392
 393     if (!bytestream2_get_byteu(&s->g)) { ///< TPsot
 394         Jpeg2000Tile *tile = s->tile + s->curtileno;
 395
 396         /* copy defaults */
 397         memcpy(tile->codsty, s->codsty, s->ncomponents * sizeof(Jpeg2000CodingStyle));
 398         memcpy(tile->qntsty, s->qntsty, s->ncomponents * sizeof(Jpeg2000QuantStyle));
 399     }
 400     bytestream2_get_byteu(&s->g); ///< TNsot
 401
 402     return 0;
 403 }
 404
 405 static int init_tile(Jpeg2000DecoderContext *s, int tileno)
 406 {
 407     int compno,
 408         tilex = tileno % s->numXtiles,
 409         tiley = tileno / s->numXtiles;
 410     Jpeg2000Tile *tile = s->tile + tileno;
 411
 412     if (!tile->comp)
 413         return AVERROR(ENOMEM);
 414     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++) {
 415         Jpeg2000Component *comp = tile->comp + compno;
 416         Jpeg2000CodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 417         Jpeg2000QuantStyle  *qntsty = tile->qntsty + compno;
 418         int ret; // global bandno
 419
 420         comp->coord[0][0] = FFMAX(tilex * s->tile_width + s->tile_offset_x, s->image_offset_x);
 421         comp->coord[0][1] = FFMIN((tilex+1)*s->tile_width + s->tile_offset_x, s->width);
 422         comp->coord[1][0] = FFMAX(tiley * s->tile_height + s->tile_offset_y, s->image_offset_y);
 423         comp->coord[1][1] = FFMIN((tiley+1)*s->tile_height + s->tile_offset_y, s->height);
 424
 425         if (ret = ff_j2k_init_component(comp, codsty, qntsty, s->cbps[compno], s->cdx[compno], s->cdy[compno]))
 426             return ret;
 427     }
 428     return 0;
 429 }
 430
 431 /** read the number of coding passes */
 432 static int getnpasses(Jpeg2000DecoderContext *s)
 433 {
 434     int num;
 435     if (!get_bits(s, 1))
 436         return 1;
 437     if (!get_bits(s, 1))
 438         return 2;
 439     if ((num = get_bits(s, 2)) != 3)
 440         return num < 0 ? num : 3 + num;
 441     if ((num = get_bits(s, 5)) != 31)
 442         return num < 0 ? num : 6 + num;
 443     num = get_bits(s, 7);
 444     return num < 0 ? num : 37 + num;
 445 }
 446
 447 static int getlblockinc(Jpeg2000DecoderContext *s)
 448 {
 449     int res = 0, ret;
 450     while (ret = get_bits(s, 1)) {
 451         if (ret < 0)
 452             return ret;
 453         res++;
 454     }
 455     return res;
 456 }
 457
 458 static int decode_packet(Jpeg2000DecoderContext *s, Jpeg2000CodingStyle *codsty, Jpeg2000ResLevel *rlevel, int precno,
 459                          int layno, uint8_t *expn, int numgbits)
 460 {
 461     int bandno, cblkny, cblknx, cblkno, ret;
 462
 463     if (!(ret = get_bits(s, 1))) {
 464         j2k_flush(s);
 465         return 0;
 466     } else if (ret < 0)
 467         return ret;
 468
 469     for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++) {
 470         Jpeg2000Band *band = rlevel->band + bandno;
 471         Jpeg2000Prec *prec = band->prec + precno;
 472         int pos = 0;
 473
 474         if (band->coord[0][0] == band->coord[0][1]
 475         ||  band->coord[1][0] == band->coord[1][1])
 476             continue;
 477
 478         for (cblkny = prec->yi0; cblkny < prec->yi1; cblkny++)
 479             for (cblknx = prec->xi0, cblkno = cblkny * band->cblknx + cblknx; cblknx < prec->xi1; cblknx++, cblkno++, pos++) {
 480                 Jpeg2000Cblk *cblk = band->cblk + cblkno;
 481                 int incl, newpasses, llen;
 482
 483                 if (cblk->npasses)
 484                     incl = get_bits(s, 1);
 485                 else
 486                     incl = tag_tree_decode(s, prec->cblkincl + pos, layno+1) == layno;
 487                 if (!incl)
 488                     continue;
 489                 else if (incl < 0)
 490                     return incl;
 491
 492                 if (!cblk->npasses)
 493                     cblk->nonzerobits = expn[bandno] + numgbits - 1 - tag_tree_decode(s, prec->zerobits + pos, 100);
 494                 if ((newpasses = getnpasses(s)) < 0)
 495                     return newpasses;
 496                 if ((llen = getlblockinc(s)) < 0)
 497                     return llen;
 498                 cblk->lblock += llen;
 499                 if ((ret = get_bits(s, av_log2(newpasses) + cblk->lblock)) < 0)
 500                     return ret;
 501                 cblk->lengthinc = ret;
 502                 cblk->npasses += newpasses;
 503             }
 504     }
 505     j2k_flush(s);
 506
 507     if (codsty->csty & JPEG2000_CSTY_EPH) {
 508         if (bytestream2_peek_be16(&s->g) == JPEG2000_EPH) {
 509             bytestream2_skip(&s->g, 2);
 510         } else {
 511             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "EPH marker not found.\n");
 512         }
 513     }
 514
 515     for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++) {
 516         Jpeg2000Band *band = rlevel->band + bandno;
 517         int yi, cblknw = band->prec[precno].xi1 - band->prec[precno].xi0;
 518         for (yi = band->prec[precno].yi0; yi < band->prec[precno].yi1; yi++) {
 519             int xi;
 520             for (xi = band->prec[precno].xi0; xi < band->prec[precno].xi1; xi++) {
 521                 Jpeg2000Cblk *cblk = band->cblk + yi * cblknw + xi;
 522                 if (   bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < cblk->lengthinc
 523                     || sizeof(cblk->data) < cblk->lengthinc
 524                 )
 525                     return AVERROR(EINVAL);
 526                 bytestream2_get_bufferu(&s->g, cblk->data, cblk->lengthinc);
 527                 cblk->length += cblk->lengthinc;
 528                 cblk->lengthinc = 0;
 529             }
 530         }
 531     }
 532     return 0;
 533 }
 534
 535 static int jpeg2000_decode_packets(Jpeg2000DecoderContext *s, Jpeg2000Tile *tile)
 536 {
 537     int layno, reslevelno, compno, precno, ok_reslevel;
 538     s->bit_index = 8;
 539     for (layno = 0; layno < tile->codsty[0].nlayers; layno++) {
 540         ok_reslevel = 1;
 541         for (reslevelno = 0; ok_reslevel; reslevelno++) {
 542             ok_reslevel = 0;
 543             for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++) {
 544                 Jpeg2000CodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 545                 Jpeg2000QuantStyle  *qntsty = tile->qntsty + compno;
 546                 if (reslevelno < codsty->nreslevels) {
 547                     Jpeg2000ResLevel *rlevel = tile->comp[compno].reslevel + reslevelno;
 548                     ok_reslevel = 1;
 549                     for (precno = 0; precno < rlevel->num_precincts_x * rlevel->num_precincts_y; precno++) {
 550                         if (decode_packet(s, codsty, rlevel, precno, layno, qntsty->expn +
 551                                           (reslevelno ? 3*(reslevelno-1)+1 : 0), qntsty->nguardbits))
 552                             return -1;
 553                     }
 554                 }
 555             }
 556         }
 557     }
 558     return 0;
 559 }
 560
 561 /* TIER-1 routines */
 562 static void decode_sigpass(Jpeg2000T1Context *t1, int width, int height, int bpno, int bandno, int bpass_csty_symbol,
 563                            int vert_causal_ctx_csty_symbol)
 564 {
 565     int mask = 3 << (bpno - 1), y0, x, y;
 566
 567     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4)
 568         for (x = 0; x < width; x++)
 569             for (y = y0; y < height && y < y0+4; y++) {
 570                 if ((t1->flags[y+1][x+1] & JPEG2000_T1_SIG_NB)
 571                 && !(t1->flags[y+1][x+1] & (JPEG2000_T1_SIG | JPEG2000_T1_VIS))) {
 572                     int flags_mask = -1;
 573                     if (vert_causal_ctx_csty_symbol && y == y0 + 3)
 574                         flags_mask &= ~(JPEG2000_T1_SIG_S | JPEG2000_T1_SIG_SW | JPEG2000_T1_SIG_SE);
 575                     if (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ff_jpeg2000_getsigctxno(t1->flags[y+1][x+1] & flags_mask, bandno))) {
 576                         int xorbit, ctxno = ff_jpeg2000_getsgnctxno(t1->flags[y+1][x+1], &xorbit);
 577                         if (bpass_csty_symbol)
 578                              t1->data[y][x] = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ? -mask : mask;
 579                         else
 580                              t1->data[y][x] = (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ^ xorbit) ?
 581                                                -mask : mask;
 582
 583                         ff_j2k_set_significant(t1, x, y, t1->data[y][x] < 0);
 584                     }
 585                     t1->flags[y+1][x+1] |= JPEG2000_T1_VIS;
 586                 }
 587             }
 588 }
 589
 590 static void decode_refpass(Jpeg2000T1Context *t1, int width, int height, int bpno)
 591 {
 592     int phalf, nhalf;
 593     int y0, x, y;
 594
 595     phalf = 1 << (bpno - 1);
 596     nhalf = -phalf;
 597
 598     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4)
 599         for (x = 0; x < width; x++)
 600             for (y = y0; y < height && y < y0+4; y++) {
 601                 if ((t1->flags[y+1][x+1] & (JPEG2000_T1_SIG | JPEG2000_T1_VIS)) == JPEG2000_T1_SIG) {
 602                     int ctxno = ff_jpeg2000_getrefctxno(t1->flags[y+1][x+1]);
 603                     int r = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ? phalf : nhalf;
 604                     t1->data[y][x] += t1->data[y][x] < 0 ? -r : r;
 605                     t1->flags[y+1][x+1] |= JPEG2000_T1_REF;
 606                 }
 607             }
 608 }
 609
 610 static void decode_clnpass(Jpeg2000DecoderContext *s, Jpeg2000T1Context *t1, int width, int height,
 611                            int bpno, int bandno, int seg_symbols, int vert_causal_ctx_csty_symbol)
 612 {
 613     int mask = 3 << (bpno - 1), y0, x, y, runlen, dec;
 614
 615     for (y0 = 0; y0 < height; y0 += 4) {
 616         for (x = 0; x < width; x++) {
 617             if (y0 + 3 < height && !(
 618             (t1->flags[y0+1][x+1] & (JPEG2000_T1_SIG_NB | JPEG2000_T1_VIS | JPEG2000_T1_SIG)) ||
 619             (t1->flags[y0+2][x+1] & (JPEG2000_T1_SIG_NB | JPEG2000_T1_VIS | JPEG2000_T1_SIG)) ||
 620             (t1->flags[y0+3][x+1] & (JPEG2000_T1_SIG_NB | JPEG2000_T1_VIS | JPEG2000_T1_SIG)) ||
 621             (t1->flags[y0+4][x+1] & (JPEG2000_T1_SIG_NB | JPEG2000_T1_VIS | JPEG2000_T1_SIG)))) {
 622                 if (!ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_RL))
 623                     continue;
 624                 runlen = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 625                 runlen = (runlen << 1) | ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 626                 dec = 1;
 627             } else{
 628                 runlen = 0;
 629                 dec = 0;
 630             }
 631
 632             for (y = y0 + runlen; y < y0 + 4 && y < height; y++) {
 633                 if (!dec) {
 634                     if (!(t1->flags[y+1][x+1] & (JPEG2000_T1_SIG | JPEG2000_T1_VIS))) {
 635                         int flags_mask = -1;
 636                         if (vert_causal_ctx_csty_symbol && y == y0 + 3)
 637                             flags_mask &= ~(JPEG2000_T1_SIG_S | JPEG2000_T1_SIG_SW | JPEG2000_T1_SIG_SE);
 638                         dec = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ff_jpeg2000_getsigctxno(t1->flags[y+1][x+1] & flags_mask,
 639                                                                                              bandno));
 640                     }
 641                 }
 642                 if (dec) {
 643                     int xorbit, ctxno = ff_jpeg2000_getsgnctxno(t1->flags[y+1][x+1], &xorbit);
 644                     t1->data[y][x] = (ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + ctxno) ^ xorbit) ? -mask : mask;
 645                     ff_j2k_set_significant(t1, x, y, t1->data[y][x] < 0);
 646                 }
 647                 dec = 0;
 648                 t1->flags[y+1][x+1] &= ~JPEG2000_T1_VIS;
 649             }
 650         }
 651     }
 652     if (seg_symbols) {
 653         int val;
 654         val = ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 655         val = (val << 1) + ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 656         val = (val << 1) + ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 657         val = (val << 1) + ff_mqc_decode(&t1->mqc, t1->mqc.cx_states + MQC_CX_UNI);
 658         if (val != 0xa) {
 659             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,"Segmentation symbol value incorrect\n");
 660         }
 661     }
 662 }
 663
 664 static int decode_cblk(Jpeg2000DecoderContext *s, Jpeg2000CodingStyle *codsty, Jpeg2000T1Context *t1, Jpeg2000Cblk *cblk,
 665                        int width, int height, int bandpos)
 666 {
 667     int passno = cblk->npasses, pass_t = 2, bpno = cblk->nonzerobits - 1, y, clnpass_cnt = 0;
 668     int bpass_csty_symbol = JPEG2000_CBLK_BYPASS & codsty->cblk_style;
 669     int vert_causal_ctx_csty_symbol = JPEG2000_CBLK_VSC & codsty->cblk_style;
 670
 671     for (y = 0; y < height+2; y++)
 672         memset(t1->flags[y], 0, (width+2)*sizeof(int));
 673
 674     for (y = 0; y < height; y++)
 675         memset(t1->data[y], 0, width*sizeof(int));
 676
 677     cblk->data[cblk->length] = 0xff;
 678     cblk->data[cblk->length+1] = 0xff;
 679     ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 680
 681     while (passno--) {
 682         switch(pass_t) {
 683             case 0: decode_sigpass(t1, width, height, bpno+1, bandpos,
 684                                   bpass_csty_symbol && (clnpass_cnt >= 4), vert_causal_ctx_csty_symbol);
 685                     break;
 686             case 1: decode_refpass(t1, width, height, bpno+1);
 687                     if (bpass_csty_symbol && clnpass_cnt >= 4)
 688                         ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 689                     break;
 690             case 2: decode_clnpass(s, t1, width, height, bpno+1, bandpos,
 691                                    codsty->cblk_style & JPEG2000_CBLK_SEGSYM, vert_causal_ctx_csty_symbol);
 692                     clnpass_cnt = clnpass_cnt + 1;
 693                     if (bpass_csty_symbol && clnpass_cnt >= 4)
 694                        ff_mqc_initdec(&t1->mqc, cblk->data);
 695                     break;
 696         }
 697
 698         pass_t++;
 699         if (pass_t == 3) {
 700             bpno--;
 701             pass_t = 0;
 702         }
 703     }
 704     return 0;
 705 }
 706
 707 static void mct_decode(Jpeg2000DecoderContext *s, Jpeg2000Tile *tile)
 708 {
 709     int i, *src[3], i0, i1, i2, csize = 1;
 710
 711     for (i = 0; i < 3; i++)
 712         src[i] = tile->comp[i].data;
 713
 714     for (i = 0; i < 2; i++)
 715         csize *= tile->comp[0].coord[i][1] - tile->comp[0].coord[i][0];
 716
 717     if (tile->codsty[0].transform == FF_DWT97) {
 718         for (i = 0; i < csize; i++) {
 719             i0 = *src[0] + (*src[2] * 46802 >> 16);
 720             i1 = *src[0] - (*src[1] * 22553 + *src[2] * 46802 >> 16);
 721             i2 = *src[0] + (116130 * *src[1] >> 16);
 722             *src[0]++ = i0;
 723             *src[1]++ = i1;
 724             *src[2]++ = i2;
 725         }
 726     } else{
 727         for (i = 0; i < csize; i++) {
 728             i1 = *src[0] - (*src[2] + *src[1] >> 2);
 729             i0 = i1 + *src[2];
 730             i2 = i1 + *src[1];
 731             *src[0]++ = i0;
 732             *src[1]++ = i1;
 733             *src[2]++ = i2;
 734         }
 735     }
 736 }
 737
 738 static int decode_tile(Jpeg2000DecoderContext *s, Jpeg2000Tile *tile)
 739 {
 740     int compno, reslevelno, bandno;
 741     int x, y, *src[4];
 742     uint8_t *line;
 743     Jpeg2000T1Context t1;
 744
 745     for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++) {
 746         Jpeg2000Component *comp     = tile->comp + compno;
 747         Jpeg2000CodingStyle *codsty = tile->codsty + compno;
 748
 749         for (reslevelno = 0; reslevelno < codsty->nreslevels; reslevelno++) {
 750             Jpeg2000ResLevel *rlevel = comp->reslevel + reslevelno;
 751             for (bandno = 0; bandno < rlevel->nbands; bandno++) {
 752                 Jpeg2000Band *band = rlevel->band + bandno;
 753                 int cblkx, cblky, cblkno=0, xx0, x0, xx1, y0, yy0, yy1, bandpos;
 754
 755                 bandpos = bandno + (reslevelno > 0);
 756
 757                 yy0 = bandno == 0 ? 0 : comp->reslevel[reslevelno-1].coord[1][1] - comp->reslevel[reslevelno-1].coord[1][0];
 758                 y0 = yy0;
 759                 yy1 = FFMIN(ff_jpeg2000_ceildiv(band->coord[1][0] + 1, band->codeblock_height) * band->codeblock_height,
 760                             band->coord[1][1]) - band->coord[1][0] + yy0;
 761
 762                 if (band->coord[0][0] == band->coord[0][1] || band->coord[1][0] == band->coord[1][1])
 763                     continue;
 764
 765                 for (cblky = 0; cblky < band->cblkny; cblky++) {
 766                     if (reslevelno == 0 || bandno == 1)
 767                         xx0 = 0;
 768                     else
 769                         xx0 = comp->reslevel[reslevelno-1].coord[0][1] - comp->reslevel[reslevelno-1].coord[0][0];
 770                     x0 = xx0;
 771                     xx1 = FFMIN(ff_jpeg2000_ceildiv(band->coord[0][0] + 1, band->codeblock_width) * band->codeblock_width,
 772                                 band->coord[0][1]) - band->coord[0][0] + xx0;
 773
 774                     for (cblkx = 0; cblkx < band->cblknx; cblkx++, cblkno++) {
 775                         int y, x;
 776                         decode_cblk(s, codsty, &t1, band->cblk + cblkno, xx1 - xx0, yy1 - yy0, bandpos);
 777                         if (codsty->transform == FF_DWT53) {
 778                             for (y = yy0; y < yy1; y+=s->cdy[compno]) {
 779                                 int *ptr = t1.data[y-yy0];
 780                                 for (x = xx0; x < xx1; x+=s->cdx[compno]) {
 781                                     comp->data[(comp->coord[0][1] - comp->coord[0][0]) * y + x] = *ptr++ >> 1;
 782                                 }
 783                             }
 784                         } else{
 785                             for (y = yy0; y < yy1; y+=s->cdy[compno]) {
 786                                 int *ptr = t1.data[y-yy0];
 787                                 for (x = xx0; x < xx1; x+=s->cdx[compno]) {
 788                                     int tmp = ((int64_t)*ptr++) * ((int64_t)band->stepsize) >> 13, tmp2;
 789                                     tmp2 = FFABS(tmp>>1) + (tmp&1);
 790                                     comp->data[(comp->coord[0][1] - comp->coord[0][0]) * y + x] = tmp < 0 ? -tmp2 : tmp2;
 791                                 }
 792                             }
 793                         }
 794                         xx0 = xx1;
 795                         xx1 = FFMIN(xx1 + band->codeblock_width, band->coord[0][1] - band->coord[0][0] + x0);
 796                     }
 797                     yy0 = yy1;
 798                     yy1 = FFMIN(yy1 + band->codeblock_height, band->coord[1][1] - band->coord[1][0] + y0);
 799                 }
 800             }
 801         }
 802         ff_j2k_dwt_decode(&comp->dwt, comp->data);
 803         src[compno] = comp->data;
 804     }
 805     if (tile->codsty[0].mct)
 806         mct_decode(s, tile);
 807
 808     if (s->precision <= 8) {
 809         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++) {
 810             y = tile->comp[compno].coord[1][0] - s->image_offset_y;
 811             line = s->picture->data[0] + y * s->picture->linesize[0];
 812             for (; y < tile->comp[compno].coord[1][1] - s->image_offset_y; y += s->cdy[compno]) {
 813                 uint8_t *dst;
 814
 815                 x = tile->comp[compno].coord[0][0] - s->image_offset_x;
 816                 dst = line + x * s->ncomponents + compno;
 817
 818                 for (; x < tile->comp[compno].coord[0][1] - s->image_offset_x; x += s->cdx[compno]) {
 819                     *src[compno] += 1 << (s->cbps[compno]-1);
 820                     if (*src[compno] < 0)
 821                         *src[compno] = 0;
 822                     else if (*src[compno] >= (1 << s->cbps[compno]))
 823                         *src[compno] = (1 << s->cbps[compno]) - 1;
 824                     *dst = *src[compno]++;
 825                     dst += s->ncomponents;
 826                 }
 827                 line += s->picture->linesize[0];
 828             }
 829         }
 830     } else {
 831         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++) {
 832             y = tile->comp[compno].coord[1][0] - s->image_offset_y;
 833             line = s->picture->data[0] + y * s->picture->linesize[0];
 834             for (; y < tile->comp[compno].coord[1][1] - s->image_offset_y; y += s->cdy[compno]) {
 835                 uint16_t *dst;
 836
 837                 x = tile->comp[compno].coord[0][0] - s->image_offset_x;
 838                 dst = (uint16_t *)(line + (x * s->ncomponents + compno) * 2);
 839                 for (; x < tile->comp[compno].coord[0][1] - s->image_offset_x; x += s-> cdx[compno]) {
 840                     int32_t val;
 841
 842                     val = *src[compno]++ << (16 - s->cbps[compno]);
 843                     val += 1 << 15;
 844                     val = av_clip(val, 0, (1 << 16) - 1);
 845                     *dst = val;
 846                     dst += s->ncomponents;
 847                 }
 848                 line += s->picture->linesize[0];
 849             }
 850         }
 851     }
 852     return 0;
 853 }
 854
 855 static void cleanup(Jpeg2000DecoderContext *s)
 856 {
 857     int tileno, compno;
 858     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++) {
 859         for (compno = 0; compno < s->ncomponents; compno++) {
 860             Jpeg2000Component *comp = s->tile[tileno].comp + compno;
 861             Jpeg2000CodingStyle *codsty = s->tile[tileno].codsty + compno;
 862
 863             ff_j2k_cleanup(comp, codsty);
 864         }
 865         av_freep(&s->tile[tileno].comp);
 866     }
 867     av_freep(&s->tile);
 868 }
 869
 870 static int decode_codestream(Jpeg2000DecoderContext *s)
 871 {
 872     Jpeg2000CodingStyle *codsty = s->codsty;
 873     Jpeg2000QuantStyle  *qntsty = s->qntsty;
 874     uint8_t *properties = s->properties;
 875
 876     for (;;) {
 877         int oldpos, marker, len, ret = 0;
 878
 879         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2) {
 880             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing EOC\n");
 881             break;
 882         }
 883
 884         marker = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 885         av_dlog(s->avctx, "marker 0x%.4X at pos 0x%x\n", marker, bytestream2_tell(&s->g) - 4);
 886         oldpos = bytestream2_tell(&s->g);
 887
 888         if (marker == JPEG2000_SOD) {
 889             Jpeg2000Tile *tile = s->tile + s->curtileno;
 890             if (ret = init_tile(s, s->curtileno)) {
 891                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "tile initialization failed\n");
 892                 return ret;
 893             }
 894             if (ret = jpeg2000_decode_packets(s, tile)) {
 895                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "packets decoding failed\n");
 896                 return ret;
 897             }
 898             continue;
 899         }
 900         if (marker == JPEG2000_EOC)
 901             break;
 902
 903         if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2)
 904             return AVERROR(EINVAL);
 905         len = bytestream2_get_be16u(&s->g);
 906         switch (marker) {
 907         case JPEG2000_SIZ:
 908             ret = get_siz(s);
 909             if (!s->tile)
 910                 s->numXtiles = s->numYtiles = 0;
 911             break;
 912         case JPEG2000_COC:
 913             ret = get_coc(s, codsty, properties);
 914             break;
 915         case JPEG2000_COD:
 916             ret = get_cod(s, codsty, properties);
 917             break;
 918         case JPEG2000_QCC:
 919             ret = get_qcc(s, len, qntsty, properties);
 920             break;
 921         case JPEG2000_QCD:
 922             ret = get_qcd(s, len, qntsty, properties);
 923             break;
 924         case JPEG2000_SOT:
 925             if (!(ret = get_sot(s))) {
 926                 codsty = s->tile[s->curtileno].codsty;
 927                 qntsty = s->tile[s->curtileno].qntsty;
 928                 properties = s->tile[s->curtileno].properties;
 929             }
 930             break;
 931         case JPEG2000_COM:
 932             // the comment is ignored
 933             bytestream2_skip(&s->g, len - 2);
 934             break;
 935         default:
 936             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported marker 0x%.4X at pos 0x%x\n", marker, bytestream2_tell(&s->g) - 4);
 937             bytestream2_skip(&s->g, len - 2);
 938             break;
 939         }
 940         if (bytestream2_tell(&s->g) - oldpos != len || ret) {
 941             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "error during processing marker segment %.4x\n", marker);
 942             return ret ? ret : -1;
 943         }
 944     }
 945     return 0;
 946 }
 947
 948 static int jp2_find_codestream(Jpeg2000DecoderContext *s)
 949 {
 950     uint32_t atom_size, atom;
 951     int found_codestream = 0, search_range = 10;
 952
 953     while (!found_codestream && search_range && bytestream2_get_bytes_left(&s->g) >= 8) {
 954         atom_size = bytestream2_get_be32u(&s->g);
 955         atom      = bytestream2_get_be32u(&s->g);
 956         if (atom == JP2_CODESTREAM) {
 957             found_codestream = 1;
 958         } else {
 959             if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < atom_size - 8)
 960                 return 0;
 961             bytestream2_skipu(&s->g, atom_size - 8);
 962             search_range--;
 963         }
 964     }
 965
 966     if (found_codestream)
 967         return 1;
 968     return 0;
 969 }
 970
 971 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 972                         void *data, int *got_frame,
 973                         AVPacket *avpkt)
 974 {
 975     Jpeg2000DecoderContext *s = avctx->priv_data;
 976     AVFrame *picture = data;
 977     int tileno, ret;
 978
 979     s->picture = picture;
 980
 981     s->avctx     = avctx;
 982     bytestream2_init(&s->g, avpkt->data, avpkt->size);
 983     s->curtileno = -1;
 984
 985     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) < 2) {
 986         ret = AVERROR(EINVAL);
 987         goto err_out;
 988     }
 989
 990     // check if the image is in jp2 format
 991     if (bytestream2_get_bytes_left(&s->g) >= 12 &&
 992        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == 12) &&
 993        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == JP2_SIG_TYPE) &&
 994        (bytestream2_get_be32u(&s->g) == JP2_SIG_VALUE)) {
 995         if (!jp2_find_codestream(s)) {
 996             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "couldn't find jpeg2k codestream atom\n");
 997             ret = -1;
 998             goto err_out;
 999         }
1000     } else {
1001         bytestream2_seek(&s->g, 0, SEEK_SET);
1002     }
1003
1004     if (bytestream2_get_be16u(&s->g) != JPEG2000_SOC) {
1005         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "SOC marker not present\n");
1006         ret = -1;
1007         goto err_out;
1008     }
1009     if (ret = decode_codestream(s))
1010         goto err_out;
1011
1012     for (tileno = 0; tileno < s->numXtiles * s->numYtiles; tileno++)
1013         if (ret = decode_tile(s, s->tile + tileno))
1014             goto err_out;
1015
1016     cleanup(s);
1017
1018     *got_frame = 1;
1019
1020     return bytestream2_tell(&s->g);
1021
1022 err_out:
1023     cleanup(s);
1024     return ret;
1025 }
1026
1027 static void jpeg2000_init_static_data(AVCodec *codec)
1028 {
1029     ff_jpeg2000_init_tier1_luts();
1030 }
1031
1032 static const AVProfile profiles[] = {
1033     { FF_PROFILE_JPEG2000_CSTREAM_RESTRICTION_0,  "JPEG 2000 codestream restriction 0"   },
1034     { FF_PROFILE_JPEG2000_CSTREAM_RESTRICTION_1,  "JPEG 2000 codestream restriction 1"   },
1035     { FF_PROFILE_JPEG2000_CSTREAM_NO_RESTRICTION, "JPEG 2000 no codestream restrictions" },
1036     { FF_PROFILE_JPEG2000_DCINEMA_2K,             "JPEG 2000 digital cinema 2K"          },
1037     { FF_PROFILE_JPEG2000_DCINEMA_4K,             "JPEG 2000 digital cinema 4K"          },
1038     { FF_PROFILE_UNKNOWN },
1039 };
1040
1041 AVCodec ff_j2k_decoder = {
1042     .name             = "j2k",
1043     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("JPEG 2000"),
1044     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1045     .id               = AV_CODEC_ID_JPEG2000,
1046     .capabilities     = CODEC_CAP_EXPERIMENTAL | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
1047     .priv_data_size   = sizeof(Jpeg2000DecoderContext),
1048     .init_static_data = jpeg2000_init_static_data,
1049     .decode           = decode_frame,
1050     .profiles         = NULL_IF_CONFIG_SMALL(profiles)
1051 };