avcodec/exr: piz decompression
[ffmpeg.git] / libavcodec / exr.c
1 /*
2  * OpenEXR (.exr) image decoder
3  * Copyright (c) 2009 Jimmy Christensen
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  * @file
24  * OpenEXR decoder
25  * @author Jimmy Christensen
26  *
27  * For more information on the OpenEXR format, visit:
28  *  http://openexr.com/
29  *
30  * exr_flt2uint() and exr_halflt2uint() is credited to  Reimar Döffinger
31  */
32
33 #include <zlib.h>
34
35 #include "get_bits.h"
36 #include "avcodec.h"
37 #include "bytestream.h"
38 #include "mathops.h"
39 #include "thread.h"
40 #include "libavutil/imgutils.h"
41 #include "libavutil/avassert.h"
42
43 enum ExrCompr {
44     EXR_RAW   = 0,
45     EXR_RLE   = 1,
46     EXR_ZIP1  = 2,
47     EXR_ZIP16 = 3,
48     EXR_PIZ   = 4,
49     EXR_PXR24 = 5,
50     EXR_B44   = 6,
51     EXR_B44A  = 7,
52 };
53
54 enum ExrPixelType {
55     EXR_UINT,
56     EXR_HALF,
57     EXR_FLOAT
58 };
59
60 typedef struct EXRChannel {
61     int               xsub, ysub;
62     enum ExrPixelType pixel_type;
63 } EXRChannel;
64
65 typedef struct EXRThreadData {
66     uint8_t *uncompressed_data;
67     int uncompressed_size;
68
69     uint8_t *tmp;
70     int tmp_size;
71
72     uint8_t *bitmap;
73     uint16_t *lut;
74 } EXRThreadData;
75
76 typedef struct EXRContext {
77     AVFrame *picture;
78     int compr;
79     enum ExrPixelType pixel_type;
80     int channel_offsets[4]; // 0 = red, 1 = green, 2 = blue and 3 = alpha
81     const AVPixFmtDescriptor *desc;
82
83     uint32_t xmax, xmin;
84     uint32_t ymax, ymin;
85     uint32_t xdelta, ydelta;
86
87     int ysize;
88
89     uint64_t scan_line_size;
90     int scan_lines_per_block;
91
92     const uint8_t *buf, *table;
93     int buf_size;
94
95     EXRChannel *channels;
96     int nb_channels;
97
98     EXRThreadData *thread_data;
99     int thread_data_size;
100 } EXRContext;
101
102 /**
103  * Converts from 32-bit float as uint32_t to uint16_t
104  *
105  * @param v 32-bit float
106  * @return normalized 16-bit unsigned int
107  */
108 static inline uint16_t exr_flt2uint(uint32_t v)
109 {
110     unsigned int exp = v >> 23;
111     // "HACK": negative values result in exp<  0, so clipping them to 0
112     // is also handled by this condition, avoids explicit check for sign bit.
113     if (exp<= 127 + 7 - 24) // we would shift out all bits anyway
114         return 0;
115     if (exp >= 127)
116         return 0xffff;
117     v &= 0x007fffff;
118     return (v + (1 << 23)) >> (127 + 7 - exp);
119 }
120
121 /**
122  * Converts from 16-bit float as uint16_t to uint16_t
123  *
124  * @param v 16-bit float
125  * @return normalized 16-bit unsigned int
126  */
127 static inline uint16_t exr_halflt2uint(uint16_t v)
128 {
129     unsigned exp = 14 - (v >> 10);
130     if (exp >= 14) {
131         if (exp == 14) return (v >> 9) & 1;
132         else           return (v & 0x8000) ? 0 : 0xffff;
133     }
134     v <<= 6;
135     return (v + (1 << 16)) >> (exp + 1);
136 }
137
138 /**
139  * Gets the size of the header variable
140  *
141  * @param **buf the current pointer location in the header where
142  * the variable data starts
143  * @param *buf_end pointer location of the end of the buffer
144  * @return size of variable data
145  */
146 static unsigned int get_header_variable_length(const uint8_t **buf,
147                                                const uint8_t *buf_end)
148 {
149     unsigned int variable_buffer_data_size = bytestream_get_le32(buf);
150     if (variable_buffer_data_size >= buf_end - *buf)
151         return 0;
152     return variable_buffer_data_size;
153 }
154
155 /**
156  * Checks if the variable name corresponds with it's data type
157  *
158  * @param *avctx the AVCodecContext
159  * @param **buf the current pointer location in the header where
160  * the variable name starts
161  * @param *buf_end pointer location of the end of the buffer
162  * @param *value_name name of the varible to check
163  * @param *value_type type of the varible to check
164  * @param minimum_length minimum length of the variable data
165  * @param variable_buffer_data_size variable length read from the header
166  * after it's checked
167  * @return negative if variable is invalid
168  */
169 static int check_header_variable(AVCodecContext *avctx,
170                                               const uint8_t **buf,
171                                               const uint8_t *buf_end,
172                                               const char *value_name,
173                                               const char *value_type,
174                                               unsigned int minimum_length,
175                                               unsigned int *variable_buffer_data_size)
176 {
177     if (buf_end - *buf >= minimum_length && !strcmp(*buf, value_name)) {
178         *buf += strlen(value_name)+1;
179         if (!strcmp(*buf, value_type)) {
180             *buf += strlen(value_type)+1;
181             *variable_buffer_data_size = get_header_variable_length(buf, buf_end);
182             if (!*variable_buffer_data_size)
183                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incomplete header\n");
184             return 1;
185         }
186         *buf -= strlen(value_name)+1;
187         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown data type for header variable %s\n", value_name);
188     }
189     return -1;
190 }
191
192 static void predictor(uint8_t *src, int size)
193 {
194     uint8_t *t = src + 1;
195     uint8_t *stop = src + size;
196
197     while (t < stop) {
198         int d = (int)t[-1] + (int)t[0] - 128;
199         t[0] = d;
200         ++t;
201     }
202 }
203
204 static void reorder_pixels(uint8_t *src, uint8_t *dst, int size)
205 {
206     const int8_t *t1 = src;
207     const int8_t *t2 = src + (size + 1) / 2;
208     int8_t *s = dst;
209     int8_t *stop = s + size;
210
211     while (1) {
212         if (s < stop)
213             *(s++) = *(t1++);
214         else
215             break;
216
217         if (s < stop)
218             *(s++) = *(t2++);
219         else
220             break;
221     }
222 }
223
224 static int zip_uncompress(const uint8_t *src, int compressed_size,
225                           int uncompressed_size, EXRThreadData *td)
226 {
227     unsigned long dest_len = uncompressed_size;
228
229     if (uncompress(td->tmp, &dest_len, src, compressed_size) != Z_OK ||
230         dest_len != uncompressed_size)
231         return AVERROR(EINVAL);
232
233     predictor(td->tmp, uncompressed_size);
234     reorder_pixels(td->tmp, td->uncompressed_data, uncompressed_size);
235
236     return 0;
237 }
238
239 static int rle_uncompress(const uint8_t *src, int compressed_size,
240                           int uncompressed_size, EXRThreadData *td)
241 {
242     int8_t *d = (int8_t *)td->tmp;
243     const int8_t *s = (const int8_t *)src;
244     int ssize = compressed_size;
245     int dsize = uncompressed_size;
246     int8_t *dend = d + dsize;
247     int count;
248
249     while (ssize > 0) {
250         count = *s++;
251
252         if (count < 0) {
253             count = -count;
254
255             if ((dsize -= count    ) < 0 ||
256                 (ssize -= count + 1) < 0)
257                 return -1;
258
259             while (count--)
260                 *d++ = *s++;
261         } else {
262             count++;
263
264             if ((dsize -= count) < 0 ||
265                 (ssize -= 2    ) < 0)
266                 return -1;
267
268             while (count--)
269                 *d++ = *s;
270
271             s++;
272         }
273     }
274
275     if (dend != d)
276         return AVERROR_INVALIDDATA;
277
278     predictor(td->tmp, uncompressed_size);
279     reorder_pixels(td->tmp, td->uncompressed_data, uncompressed_size);
280
281     return 0;
282 }
283
284 #define USHORT_RANGE (1 << 16)
285 #define BITMAP_SIZE (1 << 13)
286
287 static uint16_t reverse_lut(const uint8_t *bitmap, uint16_t *lut)
288 {
289     int i, k = 0;
290
291     for (i = 0; i < USHORT_RANGE; i++) {
292         if ((i == 0) || (bitmap[i >> 3] & (1 << (i & 7))))
293             lut[k++] = i;
294     }
295
296     i = k - 1;
297
298     memset(lut + k, 0, (USHORT_RANGE - k) * 2);
299
300     return i;
301 }
302
303 static void apply_lut(const uint16_t *lut, uint16_t *dst, int dsize)
304 {
305     int i;
306
307     for (i = 0; i < dsize; ++i)
308         dst[i] = lut[dst[i]];
309 }
310
311 #define HUF_ENCBITS 16  // literal (value) bit length
312 #define HUF_DECBITS 14  // decoding bit size (>= 8)
313
314 #define HUF_ENCSIZE ((1 << HUF_ENCBITS) + 1)  // encoding table size
315 #define HUF_DECSIZE (1 << HUF_DECBITS)     // decoding table size
316 #define HUF_DECMASK (HUF_DECSIZE - 1)
317
318 typedef struct HufDec {
319     int len;
320     int lit;
321     int *p;
322 } HufDec;
323
324 static void huf_canonical_code_table(uint64_t *hcode)
325 {
326     uint64_t c, n[59] = { 0 };
327     int i;
328
329     for (i = 0; i < HUF_ENCSIZE; ++i)
330         n[hcode[i]] += 1;
331
332     c = 0;
333     for (i = 58; i > 0; --i) {
334         uint64_t nc = ((c + n[i]) >> 1);
335         n[i] = c;
336         c = nc;
337     }
338
339     for (i = 0; i < HUF_ENCSIZE; ++i) {
340         int l = hcode[i];
341
342         if (l > 0)
343             hcode[i] = l | (n[l]++ << 6);
344     }
345 }
346
347 #define SHORT_ZEROCODE_RUN  59
348 #define LONG_ZEROCODE_RUN   63
349 #define SHORTEST_LONG_RUN   (2 + LONG_ZEROCODE_RUN - SHORT_ZEROCODE_RUN)
350 #define LONGEST_LONG_RUN    (255 + SHORTEST_LONG_RUN)
351
352 static int huf_unpack_enc_table(GetByteContext *gb,
353                                 int32_t im, int32_t iM, uint64_t *hcode)
354 {
355     GetBitContext gbit;
356
357     init_get_bits8(&gbit, gb->buffer, bytestream2_get_bytes_left(gb));
358
359     for (; im <= iM; im++) {
360         uint64_t l = hcode[im] = get_bits(&gbit, 6);
361
362         if (l == LONG_ZEROCODE_RUN) {
363             int zerun = get_bits(&gbit, 8) + SHORTEST_LONG_RUN;
364
365             if (im + zerun > iM + 1)
366                 return AVERROR_INVALIDDATA;
367
368             while (zerun--)
369                 hcode[im++] = 0;
370
371             im--;
372         } else if (l >= (uint64_t) SHORT_ZEROCODE_RUN) {
373             int zerun = l - SHORT_ZEROCODE_RUN + 2;
374
375             if (im + zerun > iM + 1)
376                 return AVERROR_INVALIDDATA;
377
378             while (zerun--)
379                 hcode[im++] = 0;
380
381             im--;
382         }
383     }
384
385     bytestream2_skip(gb, (get_bits_count(&gbit) + 7) / 8);
386     huf_canonical_code_table(hcode);
387
388     return 0;
389 }
390
391 static int huf_build_dec_table(const uint64_t *hcode, int im,
392                                int iM, HufDec *hdecod)
393 {
394     for (; im <= iM; im++) {
395         uint64_t c = hcode[im] >> 6;
396         int i, l = hcode[im] & 63;
397
398         if (c >> l)
399             return AVERROR_INVALIDDATA;
400
401         if (l > HUF_DECBITS) {
402             HufDec *pl = hdecod + (c >> (l - HUF_DECBITS));
403             if (pl->len)
404                 return AVERROR_INVALIDDATA;
405
406             pl->lit++;
407
408             pl->p = av_realloc_f(pl->p, pl->lit, sizeof(int));
409             if (!pl->p)
410                 return AVERROR(ENOMEM);
411
412             pl->p[pl->lit - 1] = im;
413         } else if (l) {
414             HufDec *pl = hdecod + (c << (HUF_DECBITS - l));
415
416             for (i = 1 << (HUF_DECBITS - l); i > 0; i--, pl++) {
417                 if (pl->len || pl->p)
418                     return AVERROR_INVALIDDATA;
419                 pl->len = l;
420                 pl->lit = im;
421             }
422         }
423     }
424
425     return 0;
426 }
427
428 #define get_char(c, lc, gb) {                   \
429     c = (c << 8) | bytestream2_get_byte(gb);    \
430     lc += 8;                                    \
431 }
432
433 #define get_code(po, rlc, c, lc, gb, out, oe) { \
434     if (po == rlc) {                            \
435         if (lc < 8)                             \
436             get_char(c, lc, gb);                \
437         lc -= 8;                                \
438                                                 \
439         cs = c >> lc;                           \
440                                                 \
441         if (out + cs > oe)                      \
442             return AVERROR_INVALIDDATA;         \
443                                                 \
444         s = out[-1];                            \
445                                                 \
446         while (cs-- > 0)                        \
447             *out++ = s;                         \
448     } else if (out < oe) {                      \
449         *out++ = po;                            \
450     } else {                                    \
451         return AVERROR_INVALIDDATA;             \
452     }                                           \
453 }
454
455 static int huf_decode(const uint64_t *hcode, const HufDec *hdecod,
456                       GetByteContext *gb, int nbits,
457                       int rlc, int no, uint16_t *out)
458 {
459     uint64_t c = 0;
460     uint16_t *outb = out;
461     uint16_t *oe = out + no;
462     const uint8_t *ie = gb->buffer + (nbits + 7) / 8; // input byte size
463     uint8_t cs, s;
464     int i, lc = 0;
465
466     while (gb->buffer < ie) {
467         get_char(c, lc, gb);
468
469         while (lc >= HUF_DECBITS) {
470             const HufDec pl = hdecod[(c >> (lc-HUF_DECBITS)) & HUF_DECMASK];
471
472             if (pl.len) {
473                 lc -= pl.len;
474                 get_code(pl.lit, rlc, c, lc, gb, out, oe);
475             } else {
476                 int j;
477
478                 if (!pl.p)
479                     return AVERROR_INVALIDDATA;
480
481                 for (j = 0; j < pl.lit; j++) {
482                     int l = hcode[pl.p[j]] & 63;
483
484                     while (lc < l && bytestream2_get_bytes_left(gb) > 0)
485                         get_char(c, lc, gb);
486
487                     if (lc >= l) {
488                         if ((hcode[pl.p[j]] >> 6) ==
489                             ((c >> (lc - l)) & ((1LL << l) - 1))) {
490                             lc -= l;
491                             get_code(pl.p[j], rlc, c, lc, gb, out, oe);
492                             break;
493                         }
494                     }
495                 }
496
497                 if (j == pl.lit)
498                     return AVERROR_INVALIDDATA;
499             }
500         }
501     }
502
503     i = (8 - nbits) & 7;
504     c >>= i;
505     lc -= i;
506
507     while (lc > 0) {
508         const HufDec pl = hdecod[(c << (HUF_DECBITS - lc)) & HUF_DECMASK];
509
510         if (pl.len) {
511             lc -= pl.len;
512             get_code(pl.lit, rlc, c, lc, gb, out, oe);
513         } else {
514             return AVERROR_INVALIDDATA;
515         }
516     }
517
518     if (out - outb != no)
519         return AVERROR_INVALIDDATA;
520     return 0;
521 }
522
523 static int huf_uncompress(GetByteContext *gb,
524                           uint16_t *dst, int dst_size)
525 {
526     int32_t src_size, im, iM;
527     uint32_t nBits;
528     uint64_t *freq;
529     HufDec *hdec;
530     int ret, i;
531
532     src_size = bytestream2_get_le32(gb);
533     im = bytestream2_get_le32(gb);
534     iM = bytestream2_get_le32(gb);
535     bytestream2_skip(gb, 4);
536     nBits = bytestream2_get_le32(gb);
537     if (im < 0 || im >= HUF_ENCSIZE ||
538         iM < 0 || iM >= HUF_ENCSIZE ||
539         src_size < 0)
540         return AVERROR_INVALIDDATA;
541
542     bytestream2_skip(gb, 4);
543
544     freq = av_calloc(HUF_ENCSIZE, sizeof(*freq));
545     hdec = av_calloc(HUF_DECSIZE, sizeof(*hdec));
546     if (!freq || !hdec) {
547         ret = AVERROR(ENOMEM);
548         goto fail;
549     }
550
551     if ((ret = huf_unpack_enc_table(gb, im, iM, freq)) < 0)
552         goto fail;
553
554     if (nBits > 8 * bytestream2_get_bytes_left(gb)) {
555         ret = AVERROR_INVALIDDATA;
556         goto fail;
557     }
558
559     if ((ret = huf_build_dec_table(freq, im, iM, hdec)) < 0)
560         goto fail;
561     ret = huf_decode(freq, hdec, gb, nBits, iM, dst_size, dst);
562
563 fail:
564     for (i = 0; i < HUF_DECSIZE; i++) {
565         if (hdec[i].p)
566             av_free(hdec[i].p);
567     }
568
569     av_free(freq);
570     av_free(hdec);
571
572     return ret;
573 }
574
575 static inline void wdec14(uint16_t l, uint16_t h, uint16_t *a, uint16_t *b)
576 {
577     int16_t ls = l;
578     int16_t hs = h;
579     int hi = hs;
580     int ai = ls + (hi & 1) + (hi >> 1);
581     int16_t as = ai;
582     int16_t bs = ai - hi;
583
584     *a = as;
585     *b = bs;
586 }
587
588 #define NBITS      16
589 #define A_OFFSET  (1 << (NBITS  - 1))
590 #define MOD_MASK  ((1 << NBITS) - 1)
591
592 static inline void wdec16(uint16_t l, uint16_t h, uint16_t *a, uint16_t *b)
593 {
594     int m = l;
595     int d = h;
596     int bb = (m - (d >> 1)) & MOD_MASK;
597     int aa = (d + bb - A_OFFSET) & MOD_MASK;
598     *b = bb;
599     *a = aa;
600 }
601
602 static void wav_decode(uint16_t *in, int nx, int ox,
603                        int ny, int oy, uint16_t mx)
604 {
605     int w14 = (mx < (1 << 14));
606     int n = (nx > ny) ? ny: nx;
607     int p = 1;
608     int p2;
609
610     while (p <= n)
611         p <<= 1;
612
613     p >>= 1;
614     p2  = p;
615     p >>= 1;
616
617     while (p >= 1) {
618         uint16_t *py = in;
619         uint16_t *ey = in + oy * (ny - p2);
620         uint16_t i00, i01, i10, i11;
621         int oy1 = oy * p;
622         int oy2 = oy * p2;
623         int ox1 = ox * p;
624         int ox2 = ox * p2;
625
626         for (; py <= ey; py += oy2) {
627             uint16_t *px = py;
628             uint16_t *ex = py + ox * (nx - p2);
629
630             for (; px <= ex; px += ox2) {
631                 uint16_t *p01 = px  + ox1;
632                 uint16_t *p10 = px  + oy1;
633                 uint16_t *p11 = p10 + ox1;
634
635                 if (w14) {
636                     wdec14(*px,  *p10, &i00, &i10);
637                     wdec14(*p01, *p11, &i01, &i11);
638                     wdec14(i00, i01, px,  p01);
639                     wdec14(i10, i11, p10, p11);
640                 } else {
641                     wdec16(*px,  *p10, &i00, &i10);
642                     wdec16(*p01, *p11, &i01, &i11);
643                     wdec16(i00, i01, px,  p01);
644                     wdec16(i10, i11, p10, p11);
645                 }
646             }
647
648             if (nx & p) {
649                 uint16_t *p10 = px + oy1;
650
651                 if (w14)
652                     wdec14(*px, *p10, &i00, p10);
653                 else
654                     wdec16(*px, *p10, &i00, p10);
655
656                 *px = i00;
657             }
658         }
659
660         if (ny & p) {
661             uint16_t *px = py;
662             uint16_t *ex = py + ox * (nx - p2);
663
664             for (; px <= ex; px += ox2) {
665                 uint16_t *p01 = px + ox1;
666
667                 if (w14)
668                     wdec14(*px, *p01, &i00, p01);
669                 else
670                     wdec16(*px, *p01, &i00, p01);
671
672                 *px = i00;
673             }
674         }
675
676         p2 = p;
677         p >>= 1;
678     }
679 }
680
681 static int piz_uncompress(EXRContext *s, const uint8_t *src, int ssize, int dsize, EXRThreadData *td)
682 {
683     GetByteContext gb;
684     uint16_t maxval, min_non_zero, max_non_zero;
685     uint16_t *ptr, *tmp = (uint16_t *)td->tmp;
686     int8_t *out;
687     int ret, i, j;
688
689     if (!td->bitmap)
690         td->bitmap = av_malloc(BITMAP_SIZE);
691     if (!td->lut)
692         td->lut = av_malloc(1 << 17);
693     if (!td->bitmap || !td->lut)
694         return AVERROR(ENOMEM);
695
696     bytestream2_init(&gb, src, ssize);
697     min_non_zero = bytestream2_get_le16(&gb);
698     max_non_zero = bytestream2_get_le16(&gb);
699
700     if (max_non_zero >= BITMAP_SIZE)
701         return AVERROR_INVALIDDATA;
702
703     memset(td->bitmap, 0, FFMIN(min_non_zero, BITMAP_SIZE));
704     if (min_non_zero <= max_non_zero)
705         bytestream2_get_buffer(&gb, td->bitmap + min_non_zero,
706                                max_non_zero - min_non_zero + 1);
707     memset(td->bitmap + max_non_zero, 0, BITMAP_SIZE - max_non_zero);
708
709     maxval = reverse_lut(td->bitmap, td->lut);
710
711     ret = huf_uncompress(&gb, tmp, dsize / sizeof(int16_t));
712     if (ret)
713         return ret;
714
715     ptr = tmp;
716     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
717         EXRChannel *channel = &s->channels[i];
718         int size = channel->pixel_type;
719
720         for (j = 0; j < size; j++)
721             wav_decode(ptr + j, s->xdelta, size, s->ysize, s->xdelta * size, maxval);
722         ptr += s->xdelta * s->ysize * size;
723     }
724
725     apply_lut(td->lut, tmp, dsize / sizeof(int16_t));
726
727     out = td->uncompressed_data;
728     for (i = 0; i < s->ysize; i++) {
729         for (j = 0; j < s->nb_channels; j++) {
730             uint16_t *in = tmp + j * s->xdelta * s->ysize + i * s->xdelta;
731             memcpy(out, in, s->xdelta * 2);
732             out += s->xdelta * 2;
733         }
734     }
735
736     return 0;
737 }
738
739 static int pxr24_uncompress(EXRContext *s, const uint8_t *src,
740                             int compressed_size, int uncompressed_size,
741                             EXRThreadData *td)
742 {
743     unsigned long dest_len = uncompressed_size;
744     const uint8_t *in = td->tmp;
745     uint8_t *out;
746     int c, i, j;
747
748     if (uncompress(td->tmp, &dest_len, src, compressed_size) != Z_OK ||
749         dest_len != uncompressed_size)
750         return AVERROR(EINVAL);
751
752     out = td->uncompressed_data;
753     for (i = 0; i < s->ysize; i++) {
754         for (c = 0; c < s->nb_channels; c++) {
755             EXRChannel *channel = &s->channels[c];
756             const uint8_t *ptr[4];
757             uint32_t pixel = 0;
758
759             switch (channel->pixel_type) {
760             case EXR_FLOAT:
761                 ptr[0] = in;
762                 ptr[1] = ptr[0] + s->xdelta;
763                 ptr[2] = ptr[1] + s->xdelta;
764                 in = ptr[2] + s->xdelta;
765
766                 for (j = 0; j < s->xdelta; ++j) {
767                     uint32_t diff = (*(ptr[0]++) << 24) |
768                                     (*(ptr[1]++) << 16) |
769                                     (*(ptr[2]++) <<  8);
770                     pixel += diff;
771                     bytestream_put_le32(&out, pixel);
772                 }
773                 break;
774             case EXR_HALF:
775                 ptr[0] = in;
776                 ptr[1] = ptr[0] + s->xdelta;
777                 in = ptr[1] + s->xdelta;
778                 for (j = 0; j < s->xdelta; j++) {
779                     uint32_t diff = (*(ptr[0]++) << 8) | *(ptr[1]++);
780
781                     pixel += diff;
782                     bytestream_put_le16(&out, pixel);
783                 }
784                 break;
785             default:
786                 av_assert1(0);
787             }
788         }
789     }
790
791     return 0;
792 }
793
794 static int decode_block(AVCodecContext *avctx, void *tdata,
795                         int jobnr, int threadnr)
796 {
797     EXRContext *s = avctx->priv_data;
798     AVFrame *const p = s->picture;
799     EXRThreadData *td = &s->thread_data[threadnr];
800     const uint8_t *channel_buffer[4] = { 0 };
801     const uint8_t *buf = s->buf;
802     uint64_t line_offset, uncompressed_size;
803     uint32_t xdelta = s->xdelta;
804     uint16_t *ptr_x;
805     uint8_t *ptr;
806     int32_t data_size, line;
807     const uint8_t *src;
808     int axmax = (avctx->width - (s->xmax + 1)) * 2 * s->desc->nb_components;
809     int bxmin = s->xmin * 2 * s->desc->nb_components;
810     int i, x, buf_size = s->buf_size;
811     int av_unused ret;
812
813     line_offset = AV_RL64(s->table + jobnr * 8);
814     // Check if the buffer has the required bytes needed from the offset
815     if (line_offset > buf_size - 8)
816         return AVERROR_INVALIDDATA;
817
818     src = buf + line_offset + 8;
819     line = AV_RL32(src - 8);
820     if (line < s->ymin || line > s->ymax)
821         return AVERROR_INVALIDDATA;
822
823     data_size = AV_RL32(src - 4);
824     if (data_size <= 0 || data_size > buf_size)
825         return AVERROR_INVALIDDATA;
826
827     s->ysize = FFMIN(s->scan_lines_per_block, s->ymax - line + 1);
828     uncompressed_size = s->scan_line_size * s->ysize;
829     if ((s->compr == EXR_RAW && (data_size != uncompressed_size ||
830                                  line_offset > buf_size - uncompressed_size)) ||
831         (s->compr != EXR_RAW && (data_size > uncompressed_size ||
832                                  line_offset > buf_size - data_size))) {
833         return AVERROR_INVALIDDATA;
834     }
835
836     if (data_size < uncompressed_size) {
837         av_fast_padded_malloc(&td->uncompressed_data, &td->uncompressed_size, uncompressed_size);
838         av_fast_padded_malloc(&td->tmp, &td->tmp_size, uncompressed_size);
839         if (!td->uncompressed_data || !td->tmp)
840             return AVERROR(ENOMEM);
841
842         switch (s->compr) {
843         case EXR_ZIP1:
844         case EXR_ZIP16:
845             ret = zip_uncompress(src, data_size, uncompressed_size, td);
846             break;
847         case EXR_PIZ:
848             ret = piz_uncompress(s, src, data_size, uncompressed_size, td);
849             break;
850         case EXR_PXR24:
851             ret = pxr24_uncompress(s, src, data_size, uncompressed_size, td);
852             break;
853         case EXR_RLE:
854             ret = rle_uncompress(src, data_size, uncompressed_size, td);
855         }
856
857         src = td->uncompressed_data;
858     }
859
860     channel_buffer[0] = src + xdelta * s->channel_offsets[0];
861     channel_buffer[1] = src + xdelta * s->channel_offsets[1];
862     channel_buffer[2] = src + xdelta * s->channel_offsets[2];
863     if (s->channel_offsets[3] >= 0)
864         channel_buffer[3] = src + xdelta * s->channel_offsets[3];
865
866     ptr = p->data[0] + line * p->linesize[0];
867     for (i = 0; i < s->scan_lines_per_block && line + i <= s->ymax; i++, ptr += p->linesize[0]) {
868         const uint8_t *r, *g, *b, *a;
869
870         r = channel_buffer[0];
871         g = channel_buffer[1];
872         b = channel_buffer[2];
873         if (channel_buffer[3])
874             a = channel_buffer[3];
875
876         ptr_x = (uint16_t *)ptr;
877
878         // Zero out the start if xmin is not 0
879         memset(ptr_x, 0, bxmin);
880         ptr_x += s->xmin * s->desc->nb_components;
881         if (s->pixel_type == EXR_FLOAT) {
882             // 32-bit
883             for (x = 0; x < xdelta; x++) {
884                 *ptr_x++ = exr_flt2uint(bytestream_get_le32(&r));
885                 *ptr_x++ = exr_flt2uint(bytestream_get_le32(&g));
886                 *ptr_x++ = exr_flt2uint(bytestream_get_le32(&b));
887                 if (channel_buffer[3])
888                     *ptr_x++ = exr_flt2uint(bytestream_get_le32(&a));
889             }
890         } else {
891             // 16-bit
892             for (x = 0; x < xdelta; x++) {
893                 *ptr_x++ = exr_halflt2uint(bytestream_get_le16(&r));
894                 *ptr_x++ = exr_halflt2uint(bytestream_get_le16(&g));
895                 *ptr_x++ = exr_halflt2uint(bytestream_get_le16(&b));
896                 if (channel_buffer[3])
897                     *ptr_x++ = exr_halflt2uint(bytestream_get_le16(&a));
898             }
899         }
900
901         // Zero out the end if xmax+1 is not w
902         memset(ptr_x, 0, axmax);
903
904         channel_buffer[0] += s->scan_line_size;
905         channel_buffer[1] += s->scan_line_size;
906         channel_buffer[2] += s->scan_line_size;
907         if (channel_buffer[3])
908             channel_buffer[3] += s->scan_line_size;
909     }
910
911     return 0;
912 }
913
914 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
915                         void *data,
916                         int *got_frame,
917                         AVPacket *avpkt)
918 {
919     const uint8_t *buf      = avpkt->data;
920     unsigned int   buf_size = avpkt->size;
921     const uint8_t *buf_end  = buf + buf_size;
922
923     EXRContext *const s = avctx->priv_data;
924     ThreadFrame frame = { .f = data };
925     AVFrame *picture  = data;
926     uint8_t *ptr;
927
928     int i, y, magic_number, version, flags, ret;
929     int w = 0;
930     int h = 0;
931
932     int out_line_size;
933     int scan_line_blocks;
934
935     unsigned int current_channel_offset = 0;
936
937     s->xmin = ~0;
938     s->xmax = ~0;
939     s->ymin = ~0;
940     s->ymax = ~0;
941     s->xdelta = ~0;
942     s->ydelta = ~0;
943     s->channel_offsets[0] = -1;
944     s->channel_offsets[1] = -1;
945     s->channel_offsets[2] = -1;
946     s->channel_offsets[3] = -1;
947     s->pixel_type = -1;
948     s->nb_channels = 0;
949     s->compr = -1;
950     s->buf = buf;
951     s->buf_size = buf_size;
952
953     if (buf_size < 10) {
954         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too short header to parse\n");
955         return AVERROR_INVALIDDATA;
956     }
957
958     magic_number = bytestream_get_le32(&buf);
959     if (magic_number != 20000630) { // As per documentation of OpenEXR it's supposed to be int 20000630 little-endian
960         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Wrong magic number %d\n", magic_number);
961         return AVERROR_INVALIDDATA;
962     }
963
964     version = bytestream_get_byte(&buf);
965     if (version != 2) {
966         avpriv_report_missing_feature(avctx, "Version %d", version);
967         return AVERROR_PATCHWELCOME;
968     }
969
970     flags = bytestream_get_le24(&buf);
971     if (flags & 0x2) {
972         avpriv_report_missing_feature(avctx, "Tile support");
973         return AVERROR_PATCHWELCOME;
974     }
975
976     // Parse the header
977     while (buf < buf_end && buf[0]) {
978         unsigned int variable_buffer_data_size;
979         // Process the channel list
980         if (check_header_variable(avctx, &buf, buf_end, "channels", "chlist", 38, &variable_buffer_data_size) >= 0) {
981             const uint8_t *channel_list_end;
982             if (!variable_buffer_data_size)
983                 return AVERROR_INVALIDDATA;
984
985             channel_list_end = buf + variable_buffer_data_size;
986             while (channel_list_end - buf >= 19) {
987                 EXRChannel *channel;
988                 enum ExrPixelType current_pixel_type;
989                 int channel_index = -1;
990                 int xsub, ysub;
991
992                 if (!strcmp(buf, "R"))
993                     channel_index = 0;
994                 else if (!strcmp(buf, "G"))
995                     channel_index = 1;
996                 else if (!strcmp(buf, "B"))
997                     channel_index = 2;
998                 else if (!strcmp(buf, "A"))
999                     channel_index = 3;
1000                 else
1001                     av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unsupported channel %.256s\n", buf);
1002
1003                 while (bytestream_get_byte(&buf) && buf < channel_list_end)
1004                     continue; /* skip */
1005
1006                 if (channel_list_end - * &buf < 4) {
1007                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incomplete header\n");
1008                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1009                 }
1010
1011                 current_pixel_type = bytestream_get_le32(&buf);
1012                 if (current_pixel_type > 2) {
1013                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown pixel type\n");
1014                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1015                 }
1016
1017                 buf += 4;
1018                 xsub = bytestream_get_le32(&buf);
1019                 ysub = bytestream_get_le32(&buf);
1020                 if (xsub != 1 || ysub != 1) {
1021                     avpriv_report_missing_feature(avctx, "Subsampling %dx%d", xsub, ysub);
1022                     return AVERROR_PATCHWELCOME;
1023                 }
1024
1025                 if (channel_index >= 0) {
1026                     if (s->pixel_type != -1 && s->pixel_type != current_pixel_type) {
1027                         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "RGB channels not of the same depth\n");
1028                         return AVERROR_INVALIDDATA;
1029                     }
1030                     s->pixel_type = current_pixel_type;
1031                     s->channel_offsets[channel_index] = current_channel_offset;
1032                 }
1033
1034                 s->channels = av_realloc_f(s->channels, ++s->nb_channels, sizeof(EXRChannel));
1035                 if (!s->channels)
1036                     return AVERROR(ENOMEM);
1037                 channel = &s->channels[s->nb_channels - 1];
1038                 channel->pixel_type = current_pixel_type;
1039                 channel->xsub = xsub;
1040                 channel->ysub = ysub;
1041
1042                 current_channel_offset += 1 << current_pixel_type;
1043             }
1044
1045             /* Check if all channels are set with an offset or if the channels
1046              * are causing an overflow  */
1047
1048             if (FFMIN3(s->channel_offsets[0],
1049                        s->channel_offsets[1],
1050                        s->channel_offsets[2]) < 0) {
1051                 if (s->channel_offsets[0] < 0)
1052                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing red channel\n");
1053                 if (s->channel_offsets[1] < 0)
1054                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing green channel\n");
1055                 if (s->channel_offsets[2] < 0)
1056                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing blue channel\n");
1057                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1058             }
1059
1060             buf = channel_list_end;
1061             continue;
1062         } else if (check_header_variable(avctx, &buf, buf_end, "dataWindow", "box2i", 31, &variable_buffer_data_size) >= 0) {
1063             if (!variable_buffer_data_size)
1064                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1065
1066             s->xmin = AV_RL32(buf);
1067             s->ymin = AV_RL32(buf + 4);
1068             s->xmax = AV_RL32(buf + 8);
1069             s->ymax = AV_RL32(buf + 12);
1070             s->xdelta = (s->xmax - s->xmin) + 1;
1071             s->ydelta = (s->ymax - s->ymin) + 1;
1072
1073             buf += variable_buffer_data_size;
1074             continue;
1075         } else if (check_header_variable(avctx, &buf, buf_end, "displayWindow", "box2i", 34, &variable_buffer_data_size) >= 0) {
1076             if (!variable_buffer_data_size)
1077                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1078
1079             w = AV_RL32(buf + 8) + 1;
1080             h = AV_RL32(buf + 12) + 1;
1081
1082             buf += variable_buffer_data_size;
1083             continue;
1084         } else if (check_header_variable(avctx, &buf, buf_end, "lineOrder", "lineOrder", 25, &variable_buffer_data_size) >= 0) {
1085             if (!variable_buffer_data_size)
1086                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1087
1088             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "line order : %d\n", *buf);
1089             if (*buf > 2) {
1090                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown line order\n");
1091                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1092             }
1093
1094             buf += variable_buffer_data_size;
1095             continue;
1096         } else if (check_header_variable(avctx, &buf, buf_end, "pixelAspectRatio", "float", 31, &variable_buffer_data_size) >= 0) {
1097             if (!variable_buffer_data_size)
1098                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1099
1100             avctx->sample_aspect_ratio = av_d2q(av_int2float(AV_RL32(buf)), 255);
1101
1102             buf += variable_buffer_data_size;
1103             continue;
1104         } else if (check_header_variable(avctx, &buf, buf_end, "compression", "compression", 29, &variable_buffer_data_size) >= 0) {
1105             if (!variable_buffer_data_size)
1106                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1107
1108             if (s->compr == -1)
1109                 s->compr = *buf;
1110             else
1111                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Found more than one compression attribute\n");
1112
1113             buf += variable_buffer_data_size;
1114             continue;
1115         }
1116
1117         // Check if there is enough bytes for a header
1118         if (buf_end - buf <= 9) {
1119             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incomplete header\n");
1120             return AVERROR_INVALIDDATA;
1121         }
1122
1123         // Process unknown variables
1124         for (i = 0; i < 2; i++) {
1125             // Skip variable name/type
1126             while (++buf < buf_end)
1127                 if (buf[0] == 0x0)
1128                     break;
1129         }
1130         buf++;
1131         // Skip variable length
1132         if (buf_end - buf >= 5) {
1133             variable_buffer_data_size = get_header_variable_length(&buf, buf_end);
1134             if (!variable_buffer_data_size) {
1135                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incomplete header\n");
1136                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1137             }
1138             buf += variable_buffer_data_size;
1139         }
1140     }
1141
1142     if (s->compr == -1) {
1143         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing compression attribute\n");
1144         return AVERROR_INVALIDDATA;
1145     }
1146
1147     if (buf >= buf_end) {
1148         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incomplete frame\n");
1149         return AVERROR_INVALIDDATA;
1150     }
1151     buf++;
1152
1153     switch (s->pixel_type) {
1154     case EXR_FLOAT:
1155     case EXR_HALF:
1156         if (s->channel_offsets[3] >= 0)
1157             avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGBA64;
1158         else
1159             avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB48;
1160         break;
1161     case EXR_UINT:
1162         avpriv_request_sample(avctx, "32-bit unsigned int");
1163         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1164     default:
1165         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing channel list\n");
1166         return AVERROR_INVALIDDATA;
1167     }
1168
1169     switch (s->compr) {
1170     case EXR_RAW:
1171     case EXR_RLE:
1172     case EXR_ZIP1:
1173         s->scan_lines_per_block = 1;
1174         break;
1175     case EXR_PXR24:
1176     case EXR_ZIP16:
1177         s->scan_lines_per_block = 16;
1178         break;
1179     case EXR_PIZ:
1180         s->scan_lines_per_block = 32;
1181         break;
1182     default:
1183         avpriv_report_missing_feature(avctx, "Compression %d", s->compr);
1184         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1185     }
1186
1187     if (av_image_check_size(w, h, 0, avctx))
1188         return AVERROR_INVALIDDATA;
1189
1190     // Verify the xmin, xmax, ymin, ymax and xdelta before setting the actual image size
1191     if (s->xmin > s->xmax ||
1192         s->ymin > s->ymax ||
1193         s->xdelta != s->xmax - s->xmin + 1 ||
1194         s->xmax >= w || s->ymax >= h) {
1195         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Wrong sizing or missing size information\n");
1196         return AVERROR_INVALIDDATA;
1197     }
1198
1199     if (w != avctx->width || h != avctx->height) {
1200         avcodec_set_dimensions(avctx, w, h);
1201     }
1202
1203     s->desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
1204     out_line_size = avctx->width * 2 * s->desc->nb_components;
1205     s->scan_line_size = s->xdelta * current_channel_offset;
1206     scan_line_blocks = (s->ydelta + s->scan_lines_per_block - 1) / s->scan_lines_per_block;
1207
1208     if (s->compr != EXR_RAW) {
1209         size_t thread_data_size, prev_size;
1210         EXRThreadData *m;
1211
1212         prev_size = s->thread_data_size;
1213         if (av_size_mult(avctx->thread_count, sizeof(EXRThreadData), &thread_data_size))
1214             return AVERROR(EINVAL);
1215
1216         m = av_fast_realloc(s->thread_data, &s->thread_data_size, thread_data_size);
1217         if (!m)
1218             return AVERROR(ENOMEM);
1219         s->thread_data = m;
1220         memset(s->thread_data + prev_size, 0, s->thread_data_size - prev_size);
1221     }
1222
1223     if ((ret = ff_thread_get_buffer(avctx, &frame, 0)) < 0)
1224         return ret;
1225
1226     if (buf_end - buf < scan_line_blocks * 8)
1227         return AVERROR_INVALIDDATA;
1228     s->table = buf;
1229     ptr = picture->data[0];
1230
1231     // Zero out the start if ymin is not 0
1232     for (y = 0; y < s->ymin; y++) {
1233         memset(ptr, 0, out_line_size);
1234         ptr += picture->linesize[0];
1235     }
1236
1237     s->picture = picture;
1238     avctx->execute2(avctx, decode_block, s->thread_data, NULL, scan_line_blocks);
1239
1240     // Zero out the end if ymax+1 is not h
1241     for (y = s->ymax + 1; y < avctx->height; y++) {
1242         memset(ptr, 0, out_line_size);
1243         ptr += picture->linesize[0];
1244     }
1245
1246     picture->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1247     *got_frame = 1;
1248
1249     return buf_size;
1250 }
1251
1252 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
1253 {
1254     EXRContext *s = avctx->priv_data;
1255     int i;
1256
1257     for (i = 0; i < s->thread_data_size / sizeof(EXRThreadData); i++) {
1258         EXRThreadData *td = &s->thread_data[i];
1259         av_free(td->uncompressed_data);
1260         av_free(td->tmp);
1261         av_free(td->bitmap);
1262         av_free(td->lut);
1263     }
1264
1265     av_freep(&s->thread_data);
1266     s->thread_data_size = 0;
1267     av_freep(&s->channels);
1268
1269     return 0;
1270 }
1271
1272 AVCodec ff_exr_decoder = {
1273     .name               = "exr",
1274     .long_name          = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenEXR image"),
1275     .type               = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1276     .id                 = AV_CODEC_ID_EXR,
1277     .priv_data_size     = sizeof(EXRContext),
1278     .close              = decode_end,
1279     .decode             = decode_frame,
1280     .capabilities       = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS | CODEC_CAP_SLICE_THREADS,
1281 };