avcodec/pngdec: Fix paeth prediction with small images
[ffmpeg.git] / libavcodec / pngdec.c
1 /*
2  * PNG image format
3  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
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 //#define DEBUG
23
24 #include "libavutil/bprint.h"
25 #include "libavutil/imgutils.h"
26 #include "avcodec.h"
27 #include "bytestream.h"
28 #include "internal.h"
29 #include "png.h"
30 #include "pngdsp.h"
31 #include "thread.h"
32
33 #include <zlib.h>
34
35 typedef struct PNGDecContext {
36     PNGDSPContext dsp;
37     AVCodecContext *avctx;
38
39     GetByteContext gb;
40     ThreadFrame last_picture;
41     ThreadFrame picture;
42
43     int state;
44     int width, height;
45     int bit_depth;
46     int color_type;
47     int compression_type;
48     int interlace_type;
49     int filter_type;
50     int channels;
51     int bits_per_pixel;
52     int bpp;
53
54     uint8_t *image_buf;
55     int image_linesize;
56     uint32_t palette[256];
57     uint8_t *crow_buf;
58     uint8_t *last_row;
59     unsigned int last_row_size;
60     uint8_t *tmp_row;
61     unsigned int tmp_row_size;
62     uint8_t *buffer;
63     int buffer_size;
64     int pass;
65     int crow_size; /* compressed row size (include filter type) */
66     int row_size; /* decompressed row size */
67     int pass_row_size; /* decompress row size of the current pass */
68     int y;
69     z_stream zstream;
70 } PNGDecContext;
71
72 /* Mask to determine which pixels are valid in a pass */
73 static const uint8_t png_pass_mask[NB_PASSES] = {
74     0x01, 0x01, 0x11, 0x11, 0x55, 0x55, 0xff,
75 };
76
77 /* Mask to determine which y pixels can be written in a pass */
78 static const uint8_t png_pass_dsp_ymask[NB_PASSES] = {
79     0xff, 0xff, 0x0f, 0xff, 0x33, 0xff, 0x55,
80 };
81
82 /* Mask to determine which pixels to overwrite while displaying */
83 static const uint8_t png_pass_dsp_mask[NB_PASSES] = {
84     0xff, 0x0f, 0xff, 0x33, 0xff, 0x55, 0xff
85 };
86
87 /* NOTE: we try to construct a good looking image at each pass. width
88  * is the original image width. We also do pixel format conversion at
89  * this stage */
90 static void png_put_interlaced_row(uint8_t *dst, int width,
91                                    int bits_per_pixel, int pass,
92                                    int color_type, const uint8_t *src)
93 {
94     int x, mask, dsp_mask, j, src_x, b, bpp;
95     uint8_t *d;
96     const uint8_t *s;
97
98     mask     = png_pass_mask[pass];
99     dsp_mask = png_pass_dsp_mask[pass];
100
101     switch (bits_per_pixel) {
102     case 1:
103         src_x = 0;
104         for (x = 0; x < width; x++) {
105             j = (x & 7);
106             if ((dsp_mask << j) & 0x80) {
107                 b = (src[src_x >> 3] >> (7 - (src_x & 7))) & 1;
108                 dst[x >> 3] &= 0xFF7F>>j;
109                 dst[x >> 3] |= b << (7 - j);
110             }
111             if ((mask << j) & 0x80)
112                 src_x++;
113         }
114         break;
115     case 2:
116         src_x = 0;
117         for (x = 0; x < width; x++) {
118             int j2 = 2 * (x & 3);
119             j = (x & 7);
120             if ((dsp_mask << j) & 0x80) {
121                 b = (src[src_x >> 2] >> (6 - 2*(src_x & 3))) & 3;
122                 dst[x >> 2] &= 0xFF3F>>j2;
123                 dst[x >> 2] |= b << (6 - j2);
124             }
125             if ((mask << j) & 0x80)
126                 src_x++;
127         }
128         break;
129     case 4:
130         src_x = 0;
131         for (x = 0; x < width; x++) {
132             int j2 = 4*(x&1);
133             j = (x & 7);
134             if ((dsp_mask << j) & 0x80) {
135                 b = (src[src_x >> 1] >> (4 - 4*(src_x & 1))) & 15;
136                 dst[x >> 1] &= 0xFF0F>>j2;
137                 dst[x >> 1] |= b << (4 - j2);
138             }
139             if ((mask << j) & 0x80)
140                 src_x++;
141         }
142         break;
143     default:
144         bpp = bits_per_pixel >> 3;
145         d   = dst;
146         s   = src;
147             for (x = 0; x < width; x++) {
148                 j = x & 7;
149                 if ((dsp_mask << j) & 0x80) {
150                     memcpy(d, s, bpp);
151                 }
152                 d += bpp;
153                 if ((mask << j) & 0x80)
154                     s += bpp;
155             }
156         break;
157     }
158 }
159
160 void ff_add_png_paeth_prediction(uint8_t *dst, uint8_t *src, uint8_t *top,
161                                  int w, int bpp)
162 {
163     int i;
164     for (i = 0; i < w; i++) {
165         int a, b, c, p, pa, pb, pc;
166
167         a = dst[i - bpp];
168         b = top[i];
169         c = top[i - bpp];
170
171         p  = b - c;
172         pc = a - c;
173
174         pa = abs(p);
175         pb = abs(pc);
176         pc = abs(p + pc);
177
178         if (pa <= pb && pa <= pc)
179             p = a;
180         else if (pb <= pc)
181             p = b;
182         else
183             p = c;
184         dst[i] = p + src[i];
185     }
186 }
187
188 #define UNROLL1(bpp, op)                                                      \
189     {                                                                         \
190         r = dst[0];                                                           \
191         if (bpp >= 2)                                                         \
192             g = dst[1];                                                       \
193         if (bpp >= 3)                                                         \
194             b = dst[2];                                                       \
195         if (bpp >= 4)                                                         \
196             a = dst[3];                                                       \
197         for (; i <= size - bpp; i += bpp) {                                   \
198             dst[i + 0] = r = op(r, src[i + 0], last[i + 0]);                  \
199             if (bpp == 1)                                                     \
200                 continue;                                                     \
201             dst[i + 1] = g = op(g, src[i + 1], last[i + 1]);                  \
202             if (bpp == 2)                                                     \
203                 continue;                                                     \
204             dst[i + 2] = b = op(b, src[i + 2], last[i + 2]);                  \
205             if (bpp == 3)                                                     \
206                 continue;                                                     \
207             dst[i + 3] = a = op(a, src[i + 3], last[i + 3]);                  \
208         }                                                                     \
209     }
210
211 #define UNROLL_FILTER(op)                                                     \
212     if (bpp == 1) {                                                           \
213         UNROLL1(1, op)                                                        \
214     } else if (bpp == 2) {                                                    \
215         UNROLL1(2, op)                                                        \
216     } else if (bpp == 3) {                                                    \
217         UNROLL1(3, op)                                                        \
218     } else if (bpp == 4) {                                                    \
219         UNROLL1(4, op)                                                        \
220     }                                                                         \
221     for (; i < size; i++) {                                                   \
222         dst[i] = op(dst[i - bpp], src[i], last[i]);                           \
223     }
224
225 /* NOTE: 'dst' can be equal to 'last' */
226 static void png_filter_row(PNGDSPContext *dsp, uint8_t *dst, int filter_type,
227                            uint8_t *src, uint8_t *last, int size, int bpp)
228 {
229     int i, p, r, g, b, a;
230
231     switch (filter_type) {
232     case PNG_FILTER_VALUE_NONE:
233         memcpy(dst, src, size);
234         break;
235     case PNG_FILTER_VALUE_SUB:
236         for (i = 0; i < bpp; i++)
237             dst[i] = src[i];
238         if (bpp == 4) {
239             p = *(int *)dst;
240             for (; i < size; i += bpp) {
241                 unsigned s = *(int *)(src + i);
242                 p = ((s & 0x7f7f7f7f) + (p & 0x7f7f7f7f)) ^ ((s ^ p) & 0x80808080);
243                 *(int *)(dst + i) = p;
244             }
245         } else {
246 #define OP_SUB(x, s, l) ((x) + (s))
247             UNROLL_FILTER(OP_SUB);
248         }
249         break;
250     case PNG_FILTER_VALUE_UP:
251         dsp->add_bytes_l2(dst, src, last, size);
252         break;
253     case PNG_FILTER_VALUE_AVG:
254         for (i = 0; i < bpp; i++) {
255             p      = (last[i] >> 1);
256             dst[i] = p + src[i];
257         }
258 #define OP_AVG(x, s, l) (((((x) + (l)) >> 1) + (s)) & 0xff)
259         UNROLL_FILTER(OP_AVG);
260         break;
261     case PNG_FILTER_VALUE_PAETH:
262         for (i = 0; i < bpp; i++) {
263             p      = last[i];
264             dst[i] = p + src[i];
265         }
266         if (bpp > 2 && size > 4) {
267             /* would write off the end of the array if we let it process
268              * the last pixel with bpp=3 */
269             int w = bpp == 4 ? size : size - 3;
270             if (w > i) {
271                 dsp->add_paeth_prediction(dst + i, src + i, last + i, w - i, bpp);
272                 i = w;
273             }
274         }
275         ff_add_png_paeth_prediction(dst + i, src + i, last + i, size - i, bpp);
276         break;
277     }
278 }
279
280 /* This used to be called "deloco" in FFmpeg
281  * and is actually an inverse reversible colorspace transformation */
282 #define YUV2RGB(NAME, TYPE) \
283 static void deloco_ ## NAME(TYPE *dst, int size, int alpha) \
284 { \
285     int i; \
286     for (i = 0; i < size; i += 3 + alpha) { \
287         int g = dst [i + 1]; \
288         dst[i + 0] += g; \
289         dst[i + 2] += g; \
290     } \
291 }
292
293 YUV2RGB(rgb8, uint8_t)
294 YUV2RGB(rgb16, uint16_t)
295
296 /* process exactly one decompressed row */
297 static void png_handle_row(PNGDecContext *s)
298 {
299     uint8_t *ptr, *last_row;
300     int got_line;
301
302     if (!s->interlace_type) {
303         ptr = s->image_buf + s->image_linesize * s->y;
304             if (s->y == 0)
305                 last_row = s->last_row;
306             else
307                 last_row = ptr - s->image_linesize;
308
309             png_filter_row(&s->dsp, ptr, s->crow_buf[0], s->crow_buf + 1,
310                            last_row, s->row_size, s->bpp);
311         /* loco lags by 1 row so that it doesn't interfere with top prediction */
312         if (s->filter_type == PNG_FILTER_TYPE_LOCO && s->y > 0) {
313             if (s->bit_depth == 16) {
314                 deloco_rgb16((uint16_t *)(ptr - s->image_linesize), s->row_size / 2,
315                              s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA);
316             } else {
317                 deloco_rgb8(ptr - s->image_linesize, s->row_size,
318                             s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA);
319             }
320         }
321         s->y++;
322         if (s->y == s->height) {
323             s->state |= PNG_ALLIMAGE;
324             if (s->filter_type == PNG_FILTER_TYPE_LOCO) {
325                 if (s->bit_depth == 16) {
326                     deloco_rgb16((uint16_t *)ptr, s->row_size / 2,
327                                  s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA);
328                 } else {
329                     deloco_rgb8(ptr, s->row_size,
330                                 s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA);
331                 }
332             }
333         }
334     } else {
335         got_line = 0;
336         for (;;) {
337             ptr = s->image_buf + s->image_linesize * s->y;
338             if ((ff_png_pass_ymask[s->pass] << (s->y & 7)) & 0x80) {
339                 /* if we already read one row, it is time to stop to
340                  * wait for the next one */
341                 if (got_line)
342                     break;
343                 png_filter_row(&s->dsp, s->tmp_row, s->crow_buf[0], s->crow_buf + 1,
344                                s->last_row, s->pass_row_size, s->bpp);
345                 FFSWAP(uint8_t *, s->last_row, s->tmp_row);
346                 FFSWAP(unsigned int, s->last_row_size, s->tmp_row_size);
347                 got_line = 1;
348             }
349             if ((png_pass_dsp_ymask[s->pass] << (s->y & 7)) & 0x80) {
350                 png_put_interlaced_row(ptr, s->width, s->bits_per_pixel, s->pass,
351                                        s->color_type, s->last_row);
352             }
353             s->y++;
354             if (s->y == s->height) {
355                 memset(s->last_row, 0, s->row_size);
356                 for (;;) {
357                     if (s->pass == NB_PASSES - 1) {
358                         s->state |= PNG_ALLIMAGE;
359                         goto the_end;
360                     } else {
361                         s->pass++;
362                         s->y = 0;
363                         s->pass_row_size = ff_png_pass_row_size(s->pass,
364                                                                 s->bits_per_pixel,
365                                                                 s->width);
366                         s->crow_size = s->pass_row_size + 1;
367                         if (s->pass_row_size != 0)
368                             break;
369                         /* skip pass if empty row */
370                     }
371                 }
372             }
373         }
374 the_end:;
375     }
376 }
377
378 static int png_decode_idat(PNGDecContext *s, int length)
379 {
380     int ret;
381     s->zstream.avail_in = FFMIN(length, bytestream2_get_bytes_left(&s->gb));
382     s->zstream.next_in  = (unsigned char *)s->gb.buffer;
383     bytestream2_skip(&s->gb, length);
384
385     /* decode one line if possible */
386     while (s->zstream.avail_in > 0) {
387         ret = inflate(&s->zstream, Z_PARTIAL_FLUSH);
388         if (ret != Z_OK && ret != Z_STREAM_END) {
389             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "inflate returned error %d\n", ret);
390             return AVERROR_EXTERNAL;
391         }
392         if (s->zstream.avail_out == 0) {
393             if (!(s->state & PNG_ALLIMAGE)) {
394                 png_handle_row(s);
395             }
396             s->zstream.avail_out = s->crow_size;
397             s->zstream.next_out  = s->crow_buf;
398         }
399         if (ret == Z_STREAM_END && s->zstream.avail_in > 0) {
400             av_log(NULL, AV_LOG_WARNING,
401                    "%d undecompressed bytes left in buffer\n", s->zstream.avail_in);
402             return 0;
403         }
404     }
405     return 0;
406 }
407
408 static int decode_zbuf(AVBPrint *bp, const uint8_t *data,
409                        const uint8_t *data_end)
410 {
411     z_stream zstream;
412     unsigned char *buf;
413     unsigned buf_size;
414     int ret;
415
416     zstream.zalloc = ff_png_zalloc;
417     zstream.zfree  = ff_png_zfree;
418     zstream.opaque = NULL;
419     if (inflateInit(&zstream) != Z_OK)
420         return AVERROR_EXTERNAL;
421     zstream.next_in  = (unsigned char *)data;
422     zstream.avail_in = data_end - data;
423     av_bprint_init(bp, 0, -1);
424
425     while (zstream.avail_in > 0) {
426         av_bprint_get_buffer(bp, 1, &buf, &buf_size);
427         if (!buf_size) {
428             ret = AVERROR(ENOMEM);
429             goto fail;
430         }
431         zstream.next_out  = buf;
432         zstream.avail_out = buf_size;
433         ret = inflate(&zstream, Z_PARTIAL_FLUSH);
434         if (ret != Z_OK && ret != Z_STREAM_END) {
435             ret = AVERROR_EXTERNAL;
436             goto fail;
437         }
438         bp->len += zstream.next_out - buf;
439         if (ret == Z_STREAM_END)
440             break;
441     }
442     inflateEnd(&zstream);
443     bp->str[bp->len] = 0;
444     return 0;
445
446 fail:
447     inflateEnd(&zstream);
448     av_bprint_finalize(bp, NULL);
449     return ret;
450 }
451
452 static uint8_t *iso88591_to_utf8(const uint8_t *in, size_t size_in)
453 {
454     size_t extra = 0, i;
455     uint8_t *out, *q;
456
457     for (i = 0; i < size_in; i++)
458         extra += in[i] >= 0x80;
459     if (size_in == SIZE_MAX || extra > SIZE_MAX - size_in - 1)
460         return NULL;
461     q = out = av_malloc(size_in + extra + 1);
462     if (!out)
463         return NULL;
464     for (i = 0; i < size_in; i++) {
465         if (in[i] >= 0x80) {
466             *(q++) = 0xC0 | (in[i] >> 6);
467             *(q++) = 0x80 | (in[i] & 0x3F);
468         } else {
469             *(q++) = in[i];
470         }
471     }
472     *(q++) = 0;
473     return out;
474 }
475
476 static int decode_text_chunk(PNGDecContext *s, uint32_t length, int compressed,
477                              AVDictionary **dict)
478 {
479     int ret, method;
480     const uint8_t *data        = s->gb.buffer;
481     const uint8_t *data_end    = data + length;
482     const uint8_t *keyword     = data;
483     const uint8_t *keyword_end = memchr(keyword, 0, data_end - keyword);
484     uint8_t *kw_utf8 = NULL, *text, *txt_utf8 = NULL;
485     unsigned text_len;
486     AVBPrint bp;
487
488     if (!keyword_end)
489         return AVERROR_INVALIDDATA;
490     data = keyword_end + 1;
491
492     if (compressed) {
493         if (data == data_end)
494             return AVERROR_INVALIDDATA;
495         method = *(data++);
496         if (method)
497             return AVERROR_INVALIDDATA;
498         if ((ret = decode_zbuf(&bp, data, data_end)) < 0)
499             return ret;
500         text_len = bp.len;
501         av_bprint_finalize(&bp, (char **)&text);
502         if (!text)
503             return AVERROR(ENOMEM);
504     } else {
505         text = (uint8_t *)data;
506         text_len = data_end - text;
507     }
508
509     kw_utf8  = iso88591_to_utf8(keyword, keyword_end - keyword);
510     txt_utf8 = iso88591_to_utf8(text, text_len);
511     if (text != data)
512         av_free(text);
513     if (!(kw_utf8 && txt_utf8)) {
514         av_free(kw_utf8);
515         av_free(txt_utf8);
516         return AVERROR(ENOMEM);
517     }
518
519     av_dict_set(dict, kw_utf8, txt_utf8,
520                 AV_DICT_DONT_STRDUP_KEY | AV_DICT_DONT_STRDUP_VAL);
521     return 0;
522 }
523
524 static int decode_ihdr_chunk(AVCodecContext *avctx, PNGDecContext *s,
525                              uint32_t length)
526 {
527     if (length != 13)
528         return AVERROR_INVALIDDATA;
529
530     if (s->state & PNG_IDAT) {
531         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "IHDR after IDAT\n");
532         return AVERROR_INVALIDDATA;
533     }
534
535     s->width  = bytestream2_get_be32(&s->gb);
536     s->height = bytestream2_get_be32(&s->gb);
537     if (av_image_check_size(s->width, s->height, 0, avctx)) {
538         s->width = s->height = 0;
539         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid image size\n");
540         return AVERROR_INVALIDDATA;
541     }
542     s->bit_depth        = bytestream2_get_byte(&s->gb);
543     s->color_type       = bytestream2_get_byte(&s->gb);
544     s->compression_type = bytestream2_get_byte(&s->gb);
545     s->filter_type      = bytestream2_get_byte(&s->gb);
546     s->interlace_type   = bytestream2_get_byte(&s->gb);
547     bytestream2_skip(&s->gb, 4); /* crc */
548     s->state |= PNG_IHDR;
549     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
550         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "width=%d height=%d depth=%d color_type=%d "
551                 "compression_type=%d filter_type=%d interlace_type=%d\n",
552                 s->width, s->height, s->bit_depth, s->color_type,
553                 s->compression_type, s->filter_type, s->interlace_type);
554
555     return 0;
556 }
557
558 static int decode_phys_chunk(AVCodecContext *avctx, PNGDecContext *s)
559 {
560     if (s->state & PNG_IDAT) {
561         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "pHYs after IDAT\n");
562         return AVERROR_INVALIDDATA;
563     }
564     avctx->sample_aspect_ratio.num = bytestream2_get_be32(&s->gb);
565     avctx->sample_aspect_ratio.den = bytestream2_get_be32(&s->gb);
566     if (avctx->sample_aspect_ratio.num < 0 || avctx->sample_aspect_ratio.den < 0)
567         avctx->sample_aspect_ratio = (AVRational){ 0, 1 };
568     bytestream2_skip(&s->gb, 1); /* unit specifier */
569     bytestream2_skip(&s->gb, 4); /* crc */
570
571     return 0;
572 }
573
574 static int decode_idat_chunk(AVCodecContext *avctx, PNGDecContext *s,
575                              uint32_t length, AVFrame *p)
576 {
577     int ret;
578
579     if (!(s->state & PNG_IHDR)) {
580         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "IDAT without IHDR\n");
581         return AVERROR_INVALIDDATA;
582     }
583     if (!(s->state & PNG_IDAT)) {
584         /* init image info */
585         avctx->width  = s->width;
586         avctx->height = s->height;
587
588         s->channels       = ff_png_get_nb_channels(s->color_type);
589         s->bits_per_pixel = s->bit_depth * s->channels;
590         s->bpp            = (s->bits_per_pixel + 7) >> 3;
591         s->row_size       = (avctx->width * s->bits_per_pixel + 7) >> 3;
592
593         if ((s->bit_depth == 2 || s->bit_depth == 4 || s->bit_depth == 8) &&
594                 s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB) {
595             avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB24;
596         } else if ((s->bit_depth == 2 || s->bit_depth == 4 || s->bit_depth == 8) &&
597                 s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA) {
598             avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGBA;
599         } else if ((s->bit_depth == 2 || s->bit_depth == 4 || s->bit_depth == 8) &&
600                 s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_GRAY) {
601             avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GRAY8;
602         } else if (s->bit_depth == 16 &&
603                 s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_GRAY) {
604             avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GRAY16BE;
605         } else if (s->bit_depth == 16 &&
606                 s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB) {
607             avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB48BE;
608         } else if (s->bit_depth == 16 &&
609                 s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA) {
610             avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGBA64BE;
611         } else if ((s->bits_per_pixel == 1 || s->bits_per_pixel == 2 || s->bits_per_pixel == 4 || s->bits_per_pixel == 8) &&
612                 s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE) {
613             avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_PAL8;
614         } else if (s->bit_depth == 1 && s->bits_per_pixel == 1) {
615             avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_MONOBLACK;
616         } else if (s->bit_depth == 8 &&
617                 s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_GRAY_ALPHA) {
618             avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YA8;
619         } else if (s->bit_depth == 16 &&
620                 s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_GRAY_ALPHA) {
621             avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YA16BE;
622         } else {
623             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported bit depth %d "
624                     "and color type %d\n",
625                     s->bit_depth, s->color_type);
626             return AVERROR_INVALIDDATA;
627         }
628
629         if ((ret = ff_thread_get_buffer(avctx, &s->picture, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF)) < 0)
630             return ret;
631         ff_thread_finish_setup(avctx);
632
633         p->pict_type        = AV_PICTURE_TYPE_I;
634         p->key_frame        = 1;
635         p->interlaced_frame = !!s->interlace_type;
636
637         /* compute the compressed row size */
638         if (!s->interlace_type) {
639             s->crow_size = s->row_size + 1;
640         } else {
641             s->pass          = 0;
642             s->pass_row_size = ff_png_pass_row_size(s->pass,
643                     s->bits_per_pixel,
644                     s->width);
645             s->crow_size = s->pass_row_size + 1;
646         }
647         av_dlog(avctx, "row_size=%d crow_size =%d\n",
648                 s->row_size, s->crow_size);
649         s->image_buf      = p->data[0];
650         s->image_linesize = p->linesize[0];
651         /* copy the palette if needed */
652         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_PAL8)
653             memcpy(p->data[1], s->palette, 256 * sizeof(uint32_t));
654         /* empty row is used if differencing to the first row */
655         av_fast_padded_mallocz(&s->last_row, &s->last_row_size, s->row_size);
656         if (!s->last_row)
657             return AVERROR_INVALIDDATA;
658         if (s->interlace_type ||
659                 s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA) {
660             av_fast_padded_malloc(&s->tmp_row, &s->tmp_row_size, s->row_size);
661             if (!s->tmp_row)
662                 return AVERROR_INVALIDDATA;
663         }
664         /* compressed row */
665         av_fast_padded_malloc(&s->buffer, &s->buffer_size, s->row_size + 16);
666         if (!s->buffer)
667             return AVERROR(ENOMEM);
668
669         /* we want crow_buf+1 to be 16-byte aligned */
670         s->crow_buf          = s->buffer + 15;
671         s->zstream.avail_out = s->crow_size;
672         s->zstream.next_out  = s->crow_buf;
673     }
674     s->state |= PNG_IDAT;
675     if ((ret = png_decode_idat(s, length)) < 0)
676         return ret;
677     bytestream2_skip(&s->gb, 4); /* crc */
678
679     return 0;
680 }
681
682 static int decode_plte_chunk(AVCodecContext *avctx, PNGDecContext *s,
683                              uint32_t length)
684 {
685     int n, i, r, g, b;
686
687     if ((length % 3) != 0 || length > 256 * 3)
688         return AVERROR_INVALIDDATA;
689     /* read the palette */
690     n = length / 3;
691     for (i = 0; i < n; i++) {
692         r = bytestream2_get_byte(&s->gb);
693         g = bytestream2_get_byte(&s->gb);
694         b = bytestream2_get_byte(&s->gb);
695         s->palette[i] = (0xFFU << 24) | (r << 16) | (g << 8) | b;
696     }
697     for (; i < 256; i++)
698         s->palette[i] = (0xFFU << 24);
699     s->state |= PNG_PLTE;
700     bytestream2_skip(&s->gb, 4);     /* crc */
701
702     return 0;
703 }
704
705 static int decode_trns_chunk(AVCodecContext *avctx, PNGDecContext *s,
706                              uint32_t length)
707 {
708     int v, i;
709
710     /* read the transparency. XXX: Only palette mode supported */
711     if (s->color_type != PNG_COLOR_TYPE_PALETTE ||
712             length > 256 ||
713             !(s->state & PNG_PLTE))
714         return AVERROR_INVALIDDATA;
715     for (i = 0; i < length; i++) {
716         v = bytestream2_get_byte(&s->gb);
717         s->palette[i] = (s->palette[i] & 0x00ffffff) | (v << 24);
718     }
719     bytestream2_skip(&s->gb, 4);     /* crc */
720
721     return 0;
722 }
723
724 static void handle_small_bpp(PNGDecContext *s, AVFrame *p)
725 {
726     if (s->bits_per_pixel == 1 && s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE) {
727         int i, j, k;
728         uint8_t *pd = p->data[0];
729         for (j = 0; j < s->height; j++) {
730             i = s->width / 8;
731             for (k = 7; k >= 1; k--)
732                 if ((s->width&7) >= k)
733                     pd[8*i + k - 1] = (pd[i]>>8-k) & 1;
734             for (i--; i >= 0; i--) {
735                 pd[8*i + 7]=  pd[i]     & 1;
736                 pd[8*i + 6]= (pd[i]>>1) & 1;
737                 pd[8*i + 5]= (pd[i]>>2) & 1;
738                 pd[8*i + 4]= (pd[i]>>3) & 1;
739                 pd[8*i + 3]= (pd[i]>>4) & 1;
740                 pd[8*i + 2]= (pd[i]>>5) & 1;
741                 pd[8*i + 1]= (pd[i]>>6) & 1;
742                 pd[8*i + 0]=  pd[i]>>7;
743             }
744             pd += s->image_linesize;
745         }
746     } else if (s->bits_per_pixel == 2) {
747         int i, j;
748         uint8_t *pd = p->data[0];
749         for (j = 0; j < s->height; j++) {
750             i = s->width / 4;
751             if (s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE) {
752                 if ((s->width&3) >= 3) pd[4*i + 2]= (pd[i] >> 2) & 3;
753                 if ((s->width&3) >= 2) pd[4*i + 1]= (pd[i] >> 4) & 3;
754                 if ((s->width&3) >= 1) pd[4*i + 0]=  pd[i] >> 6;
755                 for (i--; i >= 0; i--) {
756                     pd[4*i + 3]=  pd[i]     & 3;
757                     pd[4*i + 2]= (pd[i]>>2) & 3;
758                     pd[4*i + 1]= (pd[i]>>4) & 3;
759                     pd[4*i + 0]=  pd[i]>>6;
760                 }
761             } else {
762                 if ((s->width&3) >= 3) pd[4*i + 2]= ((pd[i]>>2) & 3)*0x55;
763                 if ((s->width&3) >= 2) pd[4*i + 1]= ((pd[i]>>4) & 3)*0x55;
764                 if ((s->width&3) >= 1) pd[4*i + 0]= ( pd[i]>>6     )*0x55;
765                 for (i--; i >= 0; i--) {
766                     pd[4*i + 3]= ( pd[i]     & 3)*0x55;
767                     pd[4*i + 2]= ((pd[i]>>2) & 3)*0x55;
768                     pd[4*i + 1]= ((pd[i]>>4) & 3)*0x55;
769                     pd[4*i + 0]= ( pd[i]>>6     )*0x55;
770                 }
771             }
772             pd += s->image_linesize;
773         }
774     } else if (s->bits_per_pixel == 4) {
775         int i, j;
776         uint8_t *pd = p->data[0];
777         for (j = 0; j < s->height; j++) {
778             i = s->width/2;
779             if (s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE) {
780                 if (s->width&1) pd[2*i+0]= pd[i]>>4;
781                 for (i--; i >= 0; i--) {
782                     pd[2*i + 1] = pd[i] & 15;
783                     pd[2*i + 0] = pd[i] >> 4;
784                 }
785             } else {
786                 if (s->width & 1) pd[2*i + 0]= (pd[i] >> 4) * 0x11;
787                 for (i--; i >= 0; i--) {
788                     pd[2*i + 1] = (pd[i] & 15) * 0x11;
789                     pd[2*i + 0] = (pd[i] >> 4) * 0x11;
790                 }
791             }
792             pd += s->image_linesize;
793         }
794     }
795 }
796
797 static int decode_fctl_chunk(AVCodecContext *avctx, PNGDecContext *s,
798                              uint32_t length)
799 {
800     uint32_t sequence_number, width, height, x_offset, y_offset;
801
802     if (length != 26)
803         return AVERROR_INVALIDDATA;
804
805     sequence_number = bytestream2_get_be32(&s->gb);
806     width           = bytestream2_get_be32(&s->gb);
807     height          = bytestream2_get_be32(&s->gb);
808     x_offset        = bytestream2_get_be32(&s->gb);
809     y_offset        = bytestream2_get_be32(&s->gb);
810     bytestream2_skip(&s->gb, 10); /* delay_num  (2)
811                                    * delay_den  (2)
812                                    * dispose_op (1)
813                                    * blend_op   (1)
814                                    * crc        (4)
815                                    */
816
817     if (width != s->width || height != s->height ||
818         x_offset != 0 || y_offset != 0) {
819         if (sequence_number == 0)
820             return AVERROR_INVALIDDATA;
821         avpriv_request_sample(avctx, "non key frames");
822         return AVERROR_PATCHWELCOME;
823     }
824
825     return 0;
826 }
827
828 static int decode_frame_common(AVCodecContext *avctx, PNGDecContext *s,
829                                AVFrame *p, AVPacket *avpkt)
830 {
831     AVDictionary *metadata  = NULL;
832     uint32_t tag, length;
833     int decode_next_dat = 0;
834     int ret = AVERROR_INVALIDDATA;
835
836     for (;;) {
837         length = bytestream2_get_bytes_left(&s->gb);
838         if (length <= 0) {
839             if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_APNG && length == 0) {
840                 if (!(s->state & PNG_IDAT))
841                     return 0;
842                 else
843                     goto exit_loop;
844             }
845             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%d bytes left\n", length);
846             if (   s->state & PNG_ALLIMAGE
847                 && avctx->strict_std_compliance <= FF_COMPLIANCE_NORMAL)
848                 goto exit_loop;
849             goto fail;
850         }
851
852         length = bytestream2_get_be32(&s->gb);
853         if (length > 0x7fffffff || length > bytestream2_get_bytes_left(&s->gb)) {
854             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "chunk too big\n");
855             goto fail;
856         }
857         tag = bytestream2_get_le32(&s->gb);
858         if (avctx->debug & FF_DEBUG_STARTCODE)
859             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "png: tag=%c%c%c%c length=%u\n",
860                 (tag & 0xff),
861                 ((tag >> 8) & 0xff),
862                 ((tag >> 16) & 0xff),
863                 ((tag >> 24) & 0xff), length);
864         switch (tag) {
865         case MKTAG('I', 'H', 'D', 'R'):
866             if (decode_ihdr_chunk(avctx, s, length) < 0)
867                 goto fail;
868             break;
869         case MKTAG('p', 'H', 'Y', 's'):
870             if (decode_phys_chunk(avctx, s) < 0)
871                 goto fail;
872             break;
873         case MKTAG('f', 'c', 'T', 'L'):
874             if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_APNG)
875                 goto skip_tag;
876             if ((ret = decode_fctl_chunk(avctx, s, length)) < 0)
877                 goto fail;
878             decode_next_dat = 1;
879             break;
880         case MKTAG('f', 'd', 'A', 'T'):
881             if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_APNG)
882                 goto skip_tag;
883             if (!decode_next_dat)
884                 goto fail;
885             bytestream2_get_be32(&s->gb);
886             length -= 4;
887             /* fallthrough */
888         case MKTAG('I', 'D', 'A', 'T'):
889             if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_APNG && !decode_next_dat)
890                 goto skip_tag;
891             if (decode_idat_chunk(avctx, s, length, p) < 0)
892                 goto fail;
893             break;
894         case MKTAG('P', 'L', 'T', 'E'):
895             if (decode_plte_chunk(avctx, s, length) < 0)
896                 goto skip_tag;
897             break;
898         case MKTAG('t', 'R', 'N', 'S'):
899             if (decode_trns_chunk(avctx, s, length) < 0)
900                 goto skip_tag;
901             break;
902         case MKTAG('t', 'E', 'X', 't'):
903             if (decode_text_chunk(s, length, 0, &metadata) < 0)
904                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Broken tEXt chunk\n");
905             bytestream2_skip(&s->gb, length + 4);
906             break;
907         case MKTAG('z', 'T', 'X', 't'):
908             if (decode_text_chunk(s, length, 1, &metadata) < 0)
909                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Broken zTXt chunk\n");
910             bytestream2_skip(&s->gb, length + 4);
911             break;
912         case MKTAG('I', 'E', 'N', 'D'):
913             if (!(s->state & PNG_ALLIMAGE))
914                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "IEND without all image\n");
915             if (!(s->state & (PNG_ALLIMAGE|PNG_IDAT))) {
916                 goto fail;
917             }
918             bytestream2_skip(&s->gb, 4); /* crc */
919             goto exit_loop;
920         default:
921             /* skip tag */
922 skip_tag:
923             bytestream2_skip(&s->gb, length + 4);
924             break;
925         }
926     }
927 exit_loop:
928
929     if (s->bits_per_pixel <= 4)
930         handle_small_bpp(s, p);
931
932     /* handle p-frames only if a predecessor frame is available */
933     if (s->last_picture.f->data[0]) {
934         if (   !(avpkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY) && avctx->codec_tag != AV_RL32("MPNG")
935             && s->last_picture.f->width == p->width
936             && s->last_picture.f->height== p->height
937             && s->last_picture.f->format== p->format
938          ) {
939             int i, j;
940             uint8_t *pd      = p->data[0];
941             uint8_t *pd_last = s->last_picture.f->data[0];
942             int ls = FFMIN(av_image_get_linesize(p->format, s->width, 0), s->width * s->bpp);
943
944             ff_thread_await_progress(&s->last_picture, INT_MAX, 0);
945             for (j = 0; j < s->height; j++) {
946                 for (i = 0; i < ls; i++)
947                     pd[i] += pd_last[i];
948                 pd      += s->image_linesize;
949                 pd_last += s->image_linesize;
950             }
951         }
952     }
953     ff_thread_report_progress(&s->picture, INT_MAX, 0);
954
955     av_frame_set_metadata(p, metadata);
956     metadata   = NULL;
957     return 0;
958
959 fail:
960     av_dict_free(&metadata);
961     ff_thread_report_progress(&s->picture, INT_MAX, 0);
962     return ret;
963 }
964
965 #if CONFIG_PNG_DECODER
966 static int decode_frame_png(AVCodecContext *avctx,
967                         void *data, int *got_frame,
968                         AVPacket *avpkt)
969 {
970     PNGDecContext *const s = avctx->priv_data;
971     const uint8_t *buf     = avpkt->data;
972     int buf_size           = avpkt->size;
973     AVFrame *p;
974     int64_t sig;
975     int ret;
976
977     ff_thread_release_buffer(avctx, &s->last_picture);
978     FFSWAP(ThreadFrame, s->picture, s->last_picture);
979     p = s->picture.f;
980
981     bytestream2_init(&s->gb, buf, buf_size);
982
983     /* check signature */
984     sig = bytestream2_get_be64(&s->gb);
985     if (sig != PNGSIG &&
986         sig != MNGSIG) {
987         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing png signature\n");
988         return AVERROR_INVALIDDATA;
989     }
990
991     s->y = s->state = 0;
992
993     /* init the zlib */
994     s->zstream.zalloc = ff_png_zalloc;
995     s->zstream.zfree  = ff_png_zfree;
996     s->zstream.opaque = NULL;
997     ret = inflateInit(&s->zstream);
998     if (ret != Z_OK) {
999         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "inflateInit returned error %d\n", ret);
1000         return AVERROR_EXTERNAL;
1001     }
1002
1003     if ((ret = decode_frame_common(avctx, s, p, avpkt)) < 0)
1004         goto the_end;
1005
1006     if ((ret = av_frame_ref(data, s->picture.f)) < 0)
1007         return ret;
1008
1009     *got_frame = 1;
1010
1011     ret = bytestream2_tell(&s->gb);
1012 the_end:
1013     inflateEnd(&s->zstream);
1014     s->crow_buf = NULL;
1015     return ret;
1016 }
1017 #endif
1018
1019 #if CONFIG_APNG_DECODER
1020 static int decode_frame_apng(AVCodecContext *avctx,
1021                         void *data, int *got_frame,
1022                         AVPacket *avpkt)
1023 {
1024     PNGDecContext *const s = avctx->priv_data;
1025     int ret;
1026     AVFrame *p;
1027
1028     ff_thread_release_buffer(avctx, &s->last_picture);
1029     FFSWAP(ThreadFrame, s->picture, s->last_picture);
1030     p = s->picture.f;
1031
1032     if (!(s->state & PNG_IHDR)) {
1033         if (!avctx->extradata_size)
1034             return AVERROR_INVALIDDATA;
1035
1036         /* only init fields, there is no zlib use in extradata */
1037         s->zstream.zalloc = ff_png_zalloc;
1038         s->zstream.zfree  = ff_png_zfree;
1039
1040         bytestream2_init(&s->gb, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
1041         if ((ret = decode_frame_common(avctx, s, p, avpkt)) < 0)
1042             goto end;
1043     }
1044
1045     /* reset state for a new frame */
1046     if ((ret = inflateInit(&s->zstream)) != Z_OK) {
1047         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "inflateInit returned error %d\n", ret);
1048         ret = AVERROR_EXTERNAL;
1049         goto end;
1050     }
1051     s->y = 0;
1052     s->state &= ~(PNG_IDAT | PNG_ALLIMAGE);
1053     bytestream2_init(&s->gb, avpkt->data, avpkt->size);
1054     if ((ret = decode_frame_common(avctx, s, p, avpkt)) < 0)
1055         goto end;
1056
1057     if (!(s->state & PNG_ALLIMAGE))
1058         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Frame did not contain a complete image\n");
1059     if (!(s->state & (PNG_ALLIMAGE|PNG_IDAT))) {
1060         ret = AVERROR_INVALIDDATA;
1061         goto end;
1062     }
1063     if ((ret = av_frame_ref(data, s->picture.f)) < 0)
1064         goto end;
1065
1066     *got_frame = 1;
1067     ret = bytestream2_tell(&s->gb);
1068
1069 end:
1070     inflateEnd(&s->zstream);
1071     return ret;
1072 }
1073 #endif
1074
1075 static int update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src)
1076 {
1077     PNGDecContext *psrc = src->priv_data;
1078     PNGDecContext *pdst = dst->priv_data;
1079
1080     if (dst == src)
1081         return 0;
1082
1083     ff_thread_release_buffer(dst, &pdst->picture);
1084     if (psrc->picture.f->data[0])
1085         return ff_thread_ref_frame(&pdst->picture, &psrc->picture);
1086
1087     return 0;
1088 }
1089
1090 static av_cold int png_dec_init(AVCodecContext *avctx)
1091 {
1092     PNGDecContext *s = avctx->priv_data;
1093
1094     s->avctx = avctx;
1095     s->last_picture.f = av_frame_alloc();
1096     s->picture.f = av_frame_alloc();
1097     if (!s->last_picture.f || !s->picture.f)
1098         return AVERROR(ENOMEM);
1099
1100     if (!avctx->internal->is_copy) {
1101         avctx->internal->allocate_progress = 1;
1102         ff_pngdsp_init(&s->dsp);
1103     }
1104
1105     return 0;
1106 }
1107
1108 static av_cold int png_dec_end(AVCodecContext *avctx)
1109 {
1110     PNGDecContext *s = avctx->priv_data;
1111
1112     ff_thread_release_buffer(avctx, &s->last_picture);
1113     av_frame_free(&s->last_picture.f);
1114     ff_thread_release_buffer(avctx, &s->picture);
1115     av_frame_free(&s->picture.f);
1116     av_freep(&s->buffer);
1117     s->buffer_size = 0;
1118     av_freep(&s->last_row);
1119     s->last_row_size = 0;
1120     av_freep(&s->tmp_row);
1121     s->tmp_row_size = 0;
1122
1123     return 0;
1124 }
1125
1126 #if CONFIG_APNG_DECODER
1127 AVCodec ff_apng_decoder = {
1128     .name           = "apng",
1129     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("APNG (Animated Portable Network Graphics) image"),
1130     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1131     .id             = AV_CODEC_ID_APNG,
1132     .priv_data_size = sizeof(PNGDecContext),
1133     .init           = png_dec_init,
1134     .close          = png_dec_end,
1135     .decode         = decode_frame_apng,
1136     .init_thread_copy = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(png_dec_init),
1137     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(update_thread_context),
1138     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS /*| CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND*/,
1139 };
1140 #endif
1141
1142 #if CONFIG_PNG_DECODER
1143 AVCodec ff_png_decoder = {
1144     .name           = "png",
1145     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PNG (Portable Network Graphics) image"),
1146     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1147     .id             = AV_CODEC_ID_PNG,
1148     .priv_data_size = sizeof(PNGDecContext),
1149     .init           = png_dec_init,
1150     .close          = png_dec_end,
1151     .decode         = decode_frame_png,
1152     .init_thread_copy = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(png_dec_init),
1153     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(update_thread_context),
1154     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS /*| CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND*/,
1155 };
1156 #endif