avcodec/pngenc: Initialize fctl_chunk to 0
[ffmpeg.git] / libavcodec / pngenc.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 #include "avcodec.h"
23 #include "internal.h"
24 #include "bytestream.h"
25 #include "huffyuvencdsp.h"
26 #include "png.h"
27 #include "apng.h"
28
29 #include "libavutil/avassert.h"
30 #include "libavutil/crc.h"
31 #include "libavutil/libm.h"
32 #include "libavutil/opt.h"
33 #include "libavutil/color_utils.h"
34
35 #include <zlib.h>
36
37 #define IOBUF_SIZE 4096
38
39 typedef struct APNGFctlChunk {
40     uint32_t sequence_number;
41     uint32_t width, height;
42     uint32_t x_offset, y_offset;
43     uint16_t delay_num, delay_den;
44     uint8_t dispose_op, blend_op;
45 } APNGFctlChunk;
46
47 typedef struct PNGEncContext {
48     AVClass *class;
49     HuffYUVEncDSPContext hdsp;
50
51     uint8_t *bytestream;
52     uint8_t *bytestream_start;
53     uint8_t *bytestream_end;
54
55     int filter_type;
56
57     z_stream zstream;
58     uint8_t buf[IOBUF_SIZE];
59     int dpi;                     ///< Physical pixel density, in dots per inch, if set
60     int dpm;                     ///< Physical pixel density, in dots per meter, if set
61
62     int is_progressive;
63     int bit_depth;
64     int color_type;
65     int bits_per_pixel;
66
67     // APNG
68     uint32_t palette_checksum;   // Used to ensure a single unique palette
69     uint32_t sequence_number;
70
71     AVFrame *prev_frame;
72     AVFrame *last_frame;
73     APNGFctlChunk last_frame_fctl;
74     uint8_t *last_frame_packet;
75     size_t last_frame_packet_size;
76 } PNGEncContext;
77
78 static void png_get_interlaced_row(uint8_t *dst, int row_size,
79                                    int bits_per_pixel, int pass,
80                                    const uint8_t *src, int width)
81 {
82     int x, mask, dst_x, j, b, bpp;
83     uint8_t *d;
84     const uint8_t *s;
85     static const int masks[] = {0x80, 0x08, 0x88, 0x22, 0xaa, 0x55, 0xff};
86
87     mask = masks[pass];
88     switch (bits_per_pixel) {
89     case 1:
90         memset(dst, 0, row_size);
91         dst_x = 0;
92         for (x = 0; x < width; x++) {
93             j = (x & 7);
94             if ((mask << j) & 0x80) {
95                 b = (src[x >> 3] >> (7 - j)) & 1;
96                 dst[dst_x >> 3] |= b << (7 - (dst_x & 7));
97                 dst_x++;
98             }
99         }
100         break;
101     default:
102         bpp = bits_per_pixel >> 3;
103         d = dst;
104         s = src;
105         for (x = 0; x < width; x++) {
106             j = x & 7;
107             if ((mask << j) & 0x80) {
108                 memcpy(d, s, bpp);
109                 d += bpp;
110             }
111             s += bpp;
112         }
113         break;
114     }
115 }
116
117 static void sub_png_paeth_prediction(uint8_t *dst, uint8_t *src, uint8_t *top,
118                                      int w, int bpp)
119 {
120     int i;
121     for (i = 0; i < w; i++) {
122         int a, b, c, p, pa, pb, pc;
123
124         a = src[i - bpp];
125         b = top[i];
126         c = top[i - bpp];
127
128         p  = b - c;
129         pc = a - c;
130
131         pa = abs(p);
132         pb = abs(pc);
133         pc = abs(p + pc);
134
135         if (pa <= pb && pa <= pc)
136             p = a;
137         else if (pb <= pc)
138             p = b;
139         else
140             p = c;
141         dst[i] = src[i] - p;
142     }
143 }
144
145 static void sub_left_prediction(PNGEncContext *c, uint8_t *dst, const uint8_t *src, int bpp, int size)
146 {
147     const uint8_t *src1 = src + bpp;
148     const uint8_t *src2 = src;
149     int x, unaligned_w;
150
151     memcpy(dst, src, bpp);
152     dst += bpp;
153     size -= bpp;
154     unaligned_w = FFMIN(32 - bpp, size);
155     for (x = 0; x < unaligned_w; x++)
156         *dst++ = *src1++ - *src2++;
157     size -= unaligned_w;
158     c->hdsp.diff_bytes(dst, src1, src2, size);
159 }
160
161 static void png_filter_row(PNGEncContext *c, uint8_t *dst, int filter_type,
162                            uint8_t *src, uint8_t *top, int size, int bpp)
163 {
164     int i;
165
166     switch (filter_type) {
167     case PNG_FILTER_VALUE_NONE:
168         memcpy(dst, src, size);
169         break;
170     case PNG_FILTER_VALUE_SUB:
171         sub_left_prediction(c, dst, src, bpp, size);
172         break;
173     case PNG_FILTER_VALUE_UP:
174         c->hdsp.diff_bytes(dst, src, top, size);
175         break;
176     case PNG_FILTER_VALUE_AVG:
177         for (i = 0; i < bpp; i++)
178             dst[i] = src[i] - (top[i] >> 1);
179         for (; i < size; i++)
180             dst[i] = src[i] - ((src[i - bpp] + top[i]) >> 1);
181         break;
182     case PNG_FILTER_VALUE_PAETH:
183         for (i = 0; i < bpp; i++)
184             dst[i] = src[i] - top[i];
185         sub_png_paeth_prediction(dst + i, src + i, top + i, size - i, bpp);
186         break;
187     }
188 }
189
190 static uint8_t *png_choose_filter(PNGEncContext *s, uint8_t *dst,
191                                   uint8_t *src, uint8_t *top, int size, int bpp)
192 {
193     int pred = s->filter_type;
194     av_assert0(bpp || !pred);
195     if (!top && pred)
196         pred = PNG_FILTER_VALUE_SUB;
197     if (pred == PNG_FILTER_VALUE_MIXED) {
198         int i;
199         int cost, bcost = INT_MAX;
200         uint8_t *buf1 = dst, *buf2 = dst + size + 16;
201         for (pred = 0; pred < 5; pred++) {
202             png_filter_row(s, buf1 + 1, pred, src, top, size, bpp);
203             buf1[0] = pred;
204             cost = 0;
205             for (i = 0; i <= size; i++)
206                 cost += abs((int8_t) buf1[i]);
207             if (cost < bcost) {
208                 bcost = cost;
209                 FFSWAP(uint8_t *, buf1, buf2);
210             }
211         }
212         return buf2;
213     } else {
214         png_filter_row(s, dst + 1, pred, src, top, size, bpp);
215         dst[0] = pred;
216         return dst;
217     }
218 }
219
220 static void png_write_chunk(uint8_t **f, uint32_t tag,
221                             const uint8_t *buf, int length)
222 {
223     const AVCRC *crc_table = av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE_LE);
224     uint32_t crc = ~0U;
225     uint8_t tagbuf[4];
226
227     bytestream_put_be32(f, length);
228     AV_WL32(tagbuf, tag);
229     crc = av_crc(crc_table, crc, tagbuf, 4);
230     bytestream_put_be32(f, av_bswap32(tag));
231     if (length > 0) {
232         crc = av_crc(crc_table, crc, buf, length);
233         memcpy(*f, buf, length);
234         *f += length;
235     }
236     bytestream_put_be32(f, ~crc);
237 }
238
239 static void png_write_image_data(AVCodecContext *avctx,
240                                  const uint8_t *buf, int length)
241 {
242     PNGEncContext *s = avctx->priv_data;
243     const AVCRC *crc_table = av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE_LE);
244     uint32_t crc = ~0U;
245
246     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_PNG || avctx->frame_number == 0) {
247         png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('I', 'D', 'A', 'T'), buf, length);
248         return;
249     }
250
251     bytestream_put_be32(&s->bytestream, length + 4);
252
253     bytestream_put_be32(&s->bytestream, MKBETAG('f', 'd', 'A', 'T'));
254     bytestream_put_be32(&s->bytestream, s->sequence_number);
255     crc = av_crc(crc_table, crc, s->bytestream - 8, 8);
256
257     crc = av_crc(crc_table, crc, buf, length);
258     memcpy(s->bytestream, buf, length);
259     s->bytestream += length;
260
261     bytestream_put_be32(&s->bytestream, ~crc);
262
263     ++s->sequence_number;
264 }
265
266 /* XXX: do filtering */
267 static int png_write_row(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *data, int size)
268 {
269     PNGEncContext *s = avctx->priv_data;
270     int ret;
271
272     s->zstream.avail_in = size;
273     s->zstream.next_in  = data;
274     while (s->zstream.avail_in > 0) {
275         ret = deflate(&s->zstream, Z_NO_FLUSH);
276         if (ret != Z_OK)
277             return -1;
278         if (s->zstream.avail_out == 0) {
279             if (s->bytestream_end - s->bytestream > IOBUF_SIZE + 100)
280                 png_write_image_data(avctx, s->buf, IOBUF_SIZE);
281             s->zstream.avail_out = IOBUF_SIZE;
282             s->zstream.next_out  = s->buf;
283         }
284     }
285     return 0;
286 }
287
288 #define AV_WB32_PNG(buf, n) AV_WB32(buf, lrint((n) * 100000))
289 static int png_get_chrm(enum AVColorPrimaries prim,  uint8_t *buf)
290 {
291     double rx, ry, gx, gy, bx, by, wx = 0.3127, wy = 0.3290;
292     switch (prim) {
293         case AVCOL_PRI_BT709:
294             rx = 0.640; ry = 0.330;
295             gx = 0.300; gy = 0.600;
296             bx = 0.150; by = 0.060;
297             break;
298         case AVCOL_PRI_BT470M:
299             rx = 0.670; ry = 0.330;
300             gx = 0.210; gy = 0.710;
301             bx = 0.140; by = 0.080;
302             wx = 0.310; wy = 0.316;
303             break;
304         case AVCOL_PRI_BT470BG:
305             rx = 0.640; ry = 0.330;
306             gx = 0.290; gy = 0.600;
307             bx = 0.150; by = 0.060;
308             break;
309         case AVCOL_PRI_SMPTE170M:
310         case AVCOL_PRI_SMPTE240M:
311             rx = 0.630; ry = 0.340;
312             gx = 0.310; gy = 0.595;
313             bx = 0.155; by = 0.070;
314             break;
315         case AVCOL_PRI_BT2020:
316             rx = 0.708; ry = 0.292;
317             gx = 0.170; gy = 0.797;
318             bx = 0.131; by = 0.046;
319             break;
320         default:
321             return 0;
322     }
323
324     AV_WB32_PNG(buf     , wx); AV_WB32_PNG(buf + 4 , wy);
325     AV_WB32_PNG(buf + 8 , rx); AV_WB32_PNG(buf + 12, ry);
326     AV_WB32_PNG(buf + 16, gx); AV_WB32_PNG(buf + 20, gy);
327     AV_WB32_PNG(buf + 24, bx); AV_WB32_PNG(buf + 28, by);
328     return 1;
329 }
330
331 static int png_get_gama(enum AVColorTransferCharacteristic trc, uint8_t *buf)
332 {
333     double gamma = avpriv_get_gamma_from_trc(trc);
334     if (gamma <= 1e-6)
335         return 0;
336
337     AV_WB32_PNG(buf, 1.0 / gamma);
338     return 1;
339 }
340
341 static int encode_headers(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *pict)
342 {
343     PNGEncContext *s = avctx->priv_data;
344
345     /* write png header */
346     AV_WB32(s->buf, avctx->width);
347     AV_WB32(s->buf + 4, avctx->height);
348     s->buf[8]  = s->bit_depth;
349     s->buf[9]  = s->color_type;
350     s->buf[10] = 0; /* compression type */
351     s->buf[11] = 0; /* filter type */
352     s->buf[12] = s->is_progressive; /* interlace type */
353     png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('I', 'H', 'D', 'R'), s->buf, 13);
354
355     /* write physical information */
356     if (s->dpm) {
357       AV_WB32(s->buf, s->dpm);
358       AV_WB32(s->buf + 4, s->dpm);
359       s->buf[8] = 1; /* unit specifier is meter */
360     } else {
361       AV_WB32(s->buf, avctx->sample_aspect_ratio.num);
362       AV_WB32(s->buf + 4, avctx->sample_aspect_ratio.den);
363       s->buf[8] = 0; /* unit specifier is unknown */
364     }
365     png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('p', 'H', 'Y', 's'), s->buf, 9);
366
367     /* write colorspace information */
368     if (pict->color_primaries == AVCOL_PRI_BT709 &&
369         pict->color_trc == AVCOL_TRC_IEC61966_2_1) {
370         s->buf[0] = 1; /* rendering intent, relative colorimetric by default */
371         png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('s', 'R', 'G', 'B'), s->buf, 1);
372     }
373
374     if (png_get_chrm(pict->color_primaries, s->buf))
375         png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('c', 'H', 'R', 'M'), s->buf, 32);
376     if (png_get_gama(pict->color_trc, s->buf))
377         png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('g', 'A', 'M', 'A'), s->buf, 4);
378
379     /* put the palette if needed */
380     if (s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE) {
381         int has_alpha, alpha, i;
382         unsigned int v;
383         uint32_t *palette;
384         uint8_t *ptr, *alpha_ptr;
385
386         palette   = (uint32_t *)pict->data[1];
387         ptr       = s->buf;
388         alpha_ptr = s->buf + 256 * 3;
389         has_alpha = 0;
390         for (i = 0; i < 256; i++) {
391             v     = palette[i];
392             alpha = v >> 24;
393             if (alpha != 0xff)
394                 has_alpha = 1;
395             *alpha_ptr++ = alpha;
396             bytestream_put_be24(&ptr, v);
397         }
398         png_write_chunk(&s->bytestream,
399                         MKTAG('P', 'L', 'T', 'E'), s->buf, 256 * 3);
400         if (has_alpha) {
401             png_write_chunk(&s->bytestream,
402                             MKTAG('t', 'R', 'N', 'S'), s->buf + 256 * 3, 256);
403         }
404     }
405
406     return 0;
407 }
408
409 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *pict)
410 {
411     PNGEncContext *s       = avctx->priv_data;
412     const AVFrame *const p = pict;
413     int y, len, ret;
414     int row_size, pass_row_size;
415     uint8_t *ptr, *top, *crow_buf, *crow;
416     uint8_t *crow_base       = NULL;
417     uint8_t *progressive_buf = NULL;
418     uint8_t *top_buf         = NULL;
419
420     row_size = (pict->width * s->bits_per_pixel + 7) >> 3;
421
422     crow_base = av_malloc((row_size + 32) << (s->filter_type == PNG_FILTER_VALUE_MIXED));
423     if (!crow_base) {
424         ret = AVERROR(ENOMEM);
425         goto the_end;
426     }
427     // pixel data should be aligned, but there's a control byte before it
428     crow_buf = crow_base + 15;
429     if (s->is_progressive) {
430         progressive_buf = av_malloc(row_size + 1);
431         top_buf = av_malloc(row_size + 1);
432         if (!progressive_buf || !top_buf) {
433             ret = AVERROR(ENOMEM);
434             goto the_end;
435         }
436     }
437
438     /* put each row */
439     s->zstream.avail_out = IOBUF_SIZE;
440     s->zstream.next_out  = s->buf;
441     if (s->is_progressive) {
442         int pass;
443
444         for (pass = 0; pass < NB_PASSES; pass++) {
445             /* NOTE: a pass is completely omitted if no pixels would be
446              * output */
447             pass_row_size = ff_png_pass_row_size(pass, s->bits_per_pixel, pict->width);
448             if (pass_row_size > 0) {
449                 top = NULL;
450                 for (y = 0; y < pict->height; y++)
451                     if ((ff_png_pass_ymask[pass] << (y & 7)) & 0x80) {
452                         ptr = p->data[0] + y * p->linesize[0];
453                         FFSWAP(uint8_t *, progressive_buf, top_buf);
454                         png_get_interlaced_row(progressive_buf, pass_row_size,
455                                                s->bits_per_pixel, pass,
456                                                ptr, pict->width);
457                         crow = png_choose_filter(s, crow_buf, progressive_buf,
458                                                  top, pass_row_size, s->bits_per_pixel >> 3);
459                         png_write_row(avctx, crow, pass_row_size + 1);
460                         top = progressive_buf;
461                     }
462             }
463         }
464     } else {
465         top = NULL;
466         for (y = 0; y < pict->height; y++) {
467             ptr = p->data[0] + y * p->linesize[0];
468             crow = png_choose_filter(s, crow_buf, ptr, top,
469                                      row_size, s->bits_per_pixel >> 3);
470             png_write_row(avctx, crow, row_size + 1);
471             top = ptr;
472         }
473     }
474     /* compress last bytes */
475     for (;;) {
476         ret = deflate(&s->zstream, Z_FINISH);
477         if (ret == Z_OK || ret == Z_STREAM_END) {
478             len = IOBUF_SIZE - s->zstream.avail_out;
479             if (len > 0 && s->bytestream_end - s->bytestream > len + 100) {
480                 png_write_image_data(avctx, s->buf, len);
481             }
482             s->zstream.avail_out = IOBUF_SIZE;
483             s->zstream.next_out  = s->buf;
484             if (ret == Z_STREAM_END)
485                 break;
486         } else {
487             ret = -1;
488             goto the_end;
489         }
490     }
491
492     ret = 0;
493
494 the_end:
495     av_freep(&crow_base);
496     av_freep(&progressive_buf);
497     av_freep(&top_buf);
498     deflateReset(&s->zstream);
499     return ret;
500 }
501
502 static int encode_png(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
503                       const AVFrame *pict, int *got_packet)
504 {
505     PNGEncContext *s = avctx->priv_data;
506     int ret;
507     int enc_row_size;
508     size_t max_packet_size;
509
510     enc_row_size    = deflateBound(&s->zstream, (avctx->width * s->bits_per_pixel + 7) >> 3);
511     max_packet_size =
512         AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE + // headers
513         avctx->height * (
514             enc_row_size +
515             12 * (((int64_t)enc_row_size + IOBUF_SIZE - 1) / IOBUF_SIZE) // IDAT * ceil(enc_row_size / IOBUF_SIZE)
516         );
517     if (max_packet_size > INT_MAX)
518         return AVERROR(ENOMEM);
519     ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, max_packet_size, 0);
520     if (ret < 0)
521         return ret;
522
523     s->bytestream_start =
524     s->bytestream       = pkt->data;
525     s->bytestream_end   = pkt->data + pkt->size;
526
527     AV_WB64(s->bytestream, PNGSIG);
528     s->bytestream += 8;
529
530     ret = encode_headers(avctx, pict);
531     if (ret < 0)
532         return ret;
533
534     ret = encode_frame(avctx, pict);
535     if (ret < 0)
536         return ret;
537
538     png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('I', 'E', 'N', 'D'), NULL, 0);
539
540     pkt->size = s->bytestream - s->bytestream_start;
541     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
542     *got_packet = 1;
543
544     return 0;
545 }
546
547 static int apng_do_inverse_blend(AVFrame *output, const AVFrame *input,
548                                   APNGFctlChunk *fctl_chunk, uint8_t bpp)
549 {
550     // output: background, input: foreground
551     // output the image such that when blended with the background, will produce the foreground
552
553     unsigned int x, y;
554     unsigned int leftmost_x = input->width;
555     unsigned int rightmost_x = 0;
556     unsigned int topmost_y = input->height;
557     unsigned int bottommost_y = 0;
558     const uint8_t *input_data = input->data[0];
559     uint8_t *output_data = output->data[0];
560     ptrdiff_t input_linesize = input->linesize[0];
561     ptrdiff_t output_linesize = output->linesize[0];
562
563     // Find bounding box of changes
564     for (y = 0; y < input->height; ++y) {
565         for (x = 0; x < input->width; ++x) {
566             if (!memcmp(input_data + bpp * x, output_data + bpp * x, bpp))
567                 continue;
568
569             if (x < leftmost_x)
570                 leftmost_x = x;
571             if (x >= rightmost_x)
572                 rightmost_x = x + 1;
573             if (y < topmost_y)
574                 topmost_y = y;
575             if (y >= bottommost_y)
576                 bottommost_y = y + 1;
577         }
578
579         input_data += input_linesize;
580         output_data += output_linesize;
581     }
582
583     if (leftmost_x == input->width && rightmost_x == 0) {
584         // Empty frame
585         // APNG does not support empty frames, so we make it a 1x1 frame
586         leftmost_x = topmost_y = 0;
587         rightmost_x = bottommost_y = 1;
588     }
589
590     // Do actual inverse blending
591     if (fctl_chunk->blend_op == APNG_BLEND_OP_SOURCE) {
592         output_data = output->data[0];
593         for (y = topmost_y; y < bottommost_y; ++y) {
594             memcpy(output_data,
595                    input->data[0] + input_linesize * y + bpp * leftmost_x,
596                    bpp * (rightmost_x - leftmost_x));
597             output_data += output_linesize;
598         }
599     } else { // APNG_BLEND_OP_OVER
600         size_t transparent_palette_index;
601         uint32_t *palette;
602
603         switch (input->format) {
604         case AV_PIX_FMT_RGBA64BE:
605         case AV_PIX_FMT_YA16BE:
606         case AV_PIX_FMT_RGBA:
607         case AV_PIX_FMT_GRAY8A:
608             break;
609
610         case AV_PIX_FMT_PAL8:
611             palette = (uint32_t*)input->data[1];
612             for (transparent_palette_index = 0; transparent_palette_index < 256; ++transparent_palette_index)
613                 if (palette[transparent_palette_index] >> 24 == 0)
614                     break;
615             break;
616
617         default:
618             // No alpha, so blending not possible
619             return -1;
620         }
621
622         for (y = topmost_y; y < bottommost_y; ++y) {
623             uint8_t *foreground = input->data[0] + input_linesize * y + bpp * leftmost_x;
624             uint8_t *background = output->data[0] + output_linesize * y + bpp * leftmost_x;
625             output_data = output->data[0] + output_linesize * (y - topmost_y);
626             for (x = leftmost_x; x < rightmost_x; ++x, foreground += bpp, background += bpp, output_data += bpp) {
627                 if (!memcmp(foreground, background, bpp)) {
628                     if (input->format == AV_PIX_FMT_PAL8) {
629                         if (transparent_palette_index == 256) {
630                             // Need fully transparent colour, but none exists
631                             return -1;
632                         }
633
634                         *output_data = transparent_palette_index;
635                     } else {
636                         memset(output_data, 0, bpp);
637                     }
638                     continue;
639                 }
640
641                 // Check for special alpha values, since full inverse
642                 // alpha-on-alpha blending is rarely possible, and when
643                 // possible, doesn't compress much better than
644                 // APNG_BLEND_OP_SOURCE blending
645                 switch (input->format) {
646                 case AV_PIX_FMT_RGBA64BE:
647                     if (((uint16_t*)foreground)[3] == 0xffff ||
648                         ((uint16_t*)background)[3] == 0)
649                         break;
650                     return -1;
651
652                 case AV_PIX_FMT_YA16BE:
653                     if (((uint16_t*)foreground)[1] == 0xffff ||
654                         ((uint16_t*)background)[1] == 0)
655                         break;
656                     return -1;
657
658                 case AV_PIX_FMT_RGBA:
659                     if (foreground[3] == 0xff || background[3] == 0)
660                         break;
661                     return -1;
662
663                 case AV_PIX_FMT_GRAY8A:
664                     if (foreground[1] == 0xff || background[1] == 0)
665                         break;
666                     return -1;
667
668                 case AV_PIX_FMT_PAL8:
669                     if (palette[*foreground] >> 24 == 0xff ||
670                         palette[*background] >> 24 == 0)
671                         break;
672                     return -1;
673                 }
674
675                 memmove(output_data, foreground, bpp);
676             }
677         }
678     }
679
680     output->width = rightmost_x - leftmost_x;
681     output->height = bottommost_y - topmost_y;
682     fctl_chunk->width = output->width;
683     fctl_chunk->height = output->height;
684     fctl_chunk->x_offset = leftmost_x;
685     fctl_chunk->y_offset = topmost_y;
686
687     return 0;
688 }
689
690 static int apng_encode_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *pict,
691                              APNGFctlChunk *best_fctl_chunk, APNGFctlChunk *best_last_fctl_chunk)
692 {
693     PNGEncContext *s = avctx->priv_data;
694     int ret;
695     unsigned int y;
696     AVFrame* diffFrame;
697     uint8_t bpp = (s->bits_per_pixel + 7) >> 3;
698     uint8_t *original_bytestream, *original_bytestream_end;
699     uint8_t *temp_bytestream = 0, *temp_bytestream_end;
700     uint32_t best_sequence_number;
701     uint8_t *best_bytestream;
702     size_t best_bytestream_size = SIZE_MAX;
703     APNGFctlChunk last_fctl_chunk = *best_last_fctl_chunk;
704     APNGFctlChunk fctl_chunk = *best_fctl_chunk;
705
706     if (avctx->frame_number == 0) {
707         best_fctl_chunk->width = pict->width;
708         best_fctl_chunk->height = pict->height;
709         best_fctl_chunk->x_offset = 0;
710         best_fctl_chunk->y_offset = 0;
711         best_fctl_chunk->blend_op = APNG_BLEND_OP_SOURCE;
712         return encode_frame(avctx, pict);
713     }
714
715     diffFrame = av_frame_alloc();
716     if (!diffFrame)
717         return AVERROR(ENOMEM);
718
719     diffFrame->format = pict->format;
720     diffFrame->width = pict->width;
721     diffFrame->height = pict->height;
722     if ((ret = av_frame_get_buffer(diffFrame, 32)) < 0)
723         goto fail;
724
725     original_bytestream = s->bytestream;
726     original_bytestream_end = s->bytestream_end;
727
728     temp_bytestream = av_malloc(original_bytestream_end - original_bytestream);
729     temp_bytestream_end = temp_bytestream + (original_bytestream_end - original_bytestream);
730     if (!temp_bytestream) {
731         ret = AVERROR(ENOMEM);
732         goto fail;
733     }
734
735     for (last_fctl_chunk.dispose_op = 0; last_fctl_chunk.dispose_op < 3; ++last_fctl_chunk.dispose_op) {
736         // 0: APNG_DISPOSE_OP_NONE
737         // 1: APNG_DISPOSE_OP_BACKGROUND
738         // 2: APNG_DISPOSE_OP_PREVIOUS
739
740         for (fctl_chunk.blend_op = 0; fctl_chunk.blend_op < 2; ++fctl_chunk.blend_op) {
741             // 0: APNG_BLEND_OP_SOURCE
742             // 1: APNG_BLEND_OP_OVER
743
744             uint32_t original_sequence_number = s->sequence_number, sequence_number;
745             uint8_t *bytestream_start = s->bytestream;
746             size_t bytestream_size;
747
748             // Do disposal
749             if (last_fctl_chunk.dispose_op != APNG_DISPOSE_OP_PREVIOUS) {
750                 memcpy(diffFrame->data[0], s->last_frame->data[0],
751                        s->last_frame->linesize[0] * s->last_frame->height);
752
753                 if (last_fctl_chunk.dispose_op == APNG_DISPOSE_OP_BACKGROUND) {
754                     for (y = last_fctl_chunk.y_offset; y < last_fctl_chunk.y_offset + last_fctl_chunk.height; ++y) {
755                         size_t row_start = s->last_frame->linesize[0] * y + bpp * last_fctl_chunk.x_offset;
756                         memset(diffFrame->data[0] + row_start, 0, bpp * last_fctl_chunk.width);
757                     }
758                 }
759             } else {
760                 if (!s->prev_frame)
761                     continue;
762
763                 memcpy(diffFrame->data[0], s->prev_frame->data[0],
764                        s->prev_frame->linesize[0] * s->prev_frame->height);
765             }
766
767             // Do inverse blending
768             if (apng_do_inverse_blend(diffFrame, pict, &fctl_chunk, bpp) < 0)
769                 continue;
770
771             // Do encoding
772             ret = encode_frame(avctx, diffFrame);
773             sequence_number = s->sequence_number;
774             s->sequence_number = original_sequence_number;
775             bytestream_size = s->bytestream - bytestream_start;
776             s->bytestream = bytestream_start;
777             if (ret < 0)
778                 goto fail;
779
780             if (bytestream_size < best_bytestream_size) {
781                 *best_fctl_chunk = fctl_chunk;
782                 *best_last_fctl_chunk = last_fctl_chunk;
783
784                 best_sequence_number = sequence_number;
785                 best_bytestream = s->bytestream;
786                 best_bytestream_size = bytestream_size;
787
788                 if (best_bytestream == original_bytestream) {
789                     s->bytestream = temp_bytestream;
790                     s->bytestream_end = temp_bytestream_end;
791                 } else {
792                     s->bytestream = original_bytestream;
793                     s->bytestream_end = original_bytestream_end;
794                 }
795             }
796         }
797     }
798
799     s->sequence_number = best_sequence_number;
800     s->bytestream = original_bytestream + best_bytestream_size;
801     s->bytestream_end = original_bytestream_end;
802     if (best_bytestream != original_bytestream)
803         memcpy(original_bytestream, best_bytestream, best_bytestream_size);
804
805     ret = 0;
806
807 fail:
808     av_freep(&temp_bytestream);
809     av_frame_free(&diffFrame);
810     return ret;
811 }
812
813 static int encode_apng(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
814                        const AVFrame *pict, int *got_packet)
815 {
816     PNGEncContext *s = avctx->priv_data;
817     int ret;
818     int enc_row_size;
819     size_t max_packet_size;
820     APNGFctlChunk fctl_chunk = {0};
821
822     if (pict && avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_APNG && s->color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE) {
823         uint32_t checksum = ~av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE_LE), ~0U, pict->data[1], 256 * sizeof(uint32_t));
824
825         if (avctx->frame_number == 0) {
826             s->palette_checksum = checksum;
827         } else if (checksum != s->palette_checksum) {
828             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
829                    "Input contains more than one unique palette. APNG does not support multiple palettes.\n");
830             return -1;
831         }
832     }
833
834     enc_row_size    = deflateBound(&s->zstream, (avctx->width * s->bits_per_pixel + 7) >> 3);
835     max_packet_size =
836         AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE + // headers
837         avctx->height * (
838             enc_row_size +
839             (4 + 12) * (((int64_t)enc_row_size + IOBUF_SIZE - 1) / IOBUF_SIZE) // fdAT * ceil(enc_row_size / IOBUF_SIZE)
840         );
841     if (max_packet_size > INT_MAX)
842         return AVERROR(ENOMEM);
843
844     if (avctx->frame_number == 0) {
845         s->bytestream = avctx->extradata = av_malloc(FF_MIN_BUFFER_SIZE);
846         if (!avctx->extradata)
847             return AVERROR(ENOMEM);
848
849         ret = encode_headers(avctx, pict);
850         if (ret < 0)
851             return ret;
852
853         avctx->extradata_size = s->bytestream - avctx->extradata;
854
855         s->last_frame_packet = av_malloc(max_packet_size);
856         if (!s->last_frame_packet)
857             return AVERROR(ENOMEM);
858     } else if (s->last_frame) {
859         ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, max_packet_size, 0);
860         if (ret < 0)
861             return ret;
862
863         memcpy(pkt->data, s->last_frame_packet, s->last_frame_packet_size);
864         pkt->size = s->last_frame_packet_size;
865         pkt->pts = pkt->dts = s->last_frame->pts;
866     }
867
868     if (pict) {
869         s->bytestream_start =
870         s->bytestream       = s->last_frame_packet;
871         s->bytestream_end   = s->bytestream + max_packet_size;
872
873         // We're encoding the frame first, so we have to do a bit of shuffling around
874         // to have the image data write to the correct place in the buffer
875         fctl_chunk.sequence_number = s->sequence_number;
876         ++s->sequence_number;
877         s->bytestream += 26 + 12;
878
879         ret = apng_encode_frame(avctx, pict, &fctl_chunk, &s->last_frame_fctl);
880         if (ret < 0)
881             return ret;
882
883         fctl_chunk.delay_num = 0; // delay filled in during muxing
884         fctl_chunk.delay_den = 0;
885     } else {
886         s->last_frame_fctl.dispose_op = APNG_DISPOSE_OP_NONE;
887     }
888
889     if (s->last_frame) {
890         uint8_t* last_fctl_chunk_start = pkt->data;
891         uint8_t buf[26];
892
893         AV_WB32(buf + 0, s->last_frame_fctl.sequence_number);
894         AV_WB32(buf + 4, s->last_frame_fctl.width);
895         AV_WB32(buf + 8, s->last_frame_fctl.height);
896         AV_WB32(buf + 12, s->last_frame_fctl.x_offset);
897         AV_WB32(buf + 16, s->last_frame_fctl.y_offset);
898         AV_WB16(buf + 20, s->last_frame_fctl.delay_num);
899         AV_WB16(buf + 22, s->last_frame_fctl.delay_den);
900         buf[24] = s->last_frame_fctl.dispose_op;
901         buf[25] = s->last_frame_fctl.blend_op;
902         png_write_chunk(&last_fctl_chunk_start, MKTAG('f', 'c', 'T', 'L'), buf, 26);
903
904         *got_packet = 1;
905     }
906
907     if (pict) {
908         if (!s->last_frame) {
909             s->last_frame = av_frame_alloc();
910             if (!s->last_frame)
911                 return AVERROR(ENOMEM);
912         } else if (s->last_frame_fctl.dispose_op != APNG_DISPOSE_OP_PREVIOUS) {
913             if (!s->prev_frame) {
914                 s->prev_frame = av_frame_alloc();
915                 if (!s->prev_frame)
916                     return AVERROR(ENOMEM);
917
918                 s->prev_frame->format = pict->format;
919                 s->prev_frame->width = pict->width;
920                 s->prev_frame->height = pict->height;
921                 if ((ret = av_frame_get_buffer(s->prev_frame, 32)) < 0)
922                     return ret;
923             }
924
925             // Do disposal, but not blending
926             memcpy(s->prev_frame->data[0], s->last_frame->data[0],
927                    s->last_frame->linesize[0] * s->last_frame->height);
928             if (s->last_frame_fctl.dispose_op == APNG_DISPOSE_OP_BACKGROUND) {
929                 uint32_t y;
930                 uint8_t bpp = (s->bits_per_pixel + 7) >> 3;
931                 for (y = s->last_frame_fctl.y_offset; y < s->last_frame_fctl.y_offset + s->last_frame_fctl.height; ++y) {
932                     size_t row_start = s->last_frame->linesize[0] * y + bpp * s->last_frame_fctl.x_offset;
933                     memset(s->prev_frame->data[0] + row_start, 0, bpp * s->last_frame_fctl.width);
934                 }
935             }
936         }
937
938         av_frame_unref(s->last_frame);
939         ret = av_frame_ref(s->last_frame, (AVFrame*)pict);
940         if (ret < 0)
941             return ret;
942
943         s->last_frame_fctl = fctl_chunk;
944         s->last_frame_packet_size = s->bytestream - s->bytestream_start;
945     } else {
946         av_frame_free(&s->last_frame);
947     }
948
949     return 0;
950 }
951
952 static av_cold int png_enc_init(AVCodecContext *avctx)
953 {
954     PNGEncContext *s = avctx->priv_data;
955     int compression_level;
956
957     switch (avctx->pix_fmt) {
958     case AV_PIX_FMT_RGBA:
959         avctx->bits_per_coded_sample = 32;
960         break;
961     case AV_PIX_FMT_RGB24:
962         avctx->bits_per_coded_sample = 24;
963         break;
964     case AV_PIX_FMT_GRAY8:
965         avctx->bits_per_coded_sample = 0x28;
966         break;
967     case AV_PIX_FMT_MONOBLACK:
968         avctx->bits_per_coded_sample = 1;
969         break;
970     case AV_PIX_FMT_PAL8:
971         avctx->bits_per_coded_sample = 8;
972     }
973
974 #if FF_API_CODED_FRAME
975 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
976     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
977     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
978 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
979 #endif
980
981     ff_huffyuvencdsp_init(&s->hdsp);
982
983     s->filter_type = av_clip(avctx->prediction_method,
984                              PNG_FILTER_VALUE_NONE,
985                              PNG_FILTER_VALUE_MIXED);
986     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_MONOBLACK)
987         s->filter_type = PNG_FILTER_VALUE_NONE;
988
989     if (s->dpi && s->dpm) {
990       av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only one of 'dpi' or 'dpm' options should be set\n");
991       return AVERROR(EINVAL);
992     } else if (s->dpi) {
993       s->dpm = s->dpi * 10000 / 254;
994     }
995
996     s->is_progressive = !!(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT);
997     switch (avctx->pix_fmt) {
998     case AV_PIX_FMT_RGBA64BE:
999         s->bit_depth = 16;
1000         s->color_type = PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA;
1001         break;
1002     case AV_PIX_FMT_RGB48BE:
1003         s->bit_depth = 16;
1004         s->color_type = PNG_COLOR_TYPE_RGB;
1005         break;
1006     case AV_PIX_FMT_RGBA:
1007         s->bit_depth  = 8;
1008         s->color_type = PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA;
1009         break;
1010     case AV_PIX_FMT_RGB24:
1011         s->bit_depth  = 8;
1012         s->color_type = PNG_COLOR_TYPE_RGB;
1013         break;
1014     case AV_PIX_FMT_GRAY16BE:
1015         s->bit_depth  = 16;
1016         s->color_type = PNG_COLOR_TYPE_GRAY;
1017         break;
1018     case AV_PIX_FMT_GRAY8:
1019         s->bit_depth  = 8;
1020         s->color_type = PNG_COLOR_TYPE_GRAY;
1021         break;
1022     case AV_PIX_FMT_GRAY8A:
1023         s->bit_depth = 8;
1024         s->color_type = PNG_COLOR_TYPE_GRAY_ALPHA;
1025         break;
1026     case AV_PIX_FMT_YA16BE:
1027         s->bit_depth = 16;
1028         s->color_type = PNG_COLOR_TYPE_GRAY_ALPHA;
1029         break;
1030     case AV_PIX_FMT_MONOBLACK:
1031         s->bit_depth  = 1;
1032         s->color_type = PNG_COLOR_TYPE_GRAY;
1033         break;
1034     case AV_PIX_FMT_PAL8:
1035         s->bit_depth  = 8;
1036         s->color_type = PNG_COLOR_TYPE_PALETTE;
1037         break;
1038     default:
1039         return -1;
1040     }
1041     s->bits_per_pixel = ff_png_get_nb_channels(s->color_type) * s->bit_depth;
1042
1043     s->zstream.zalloc = ff_png_zalloc;
1044     s->zstream.zfree  = ff_png_zfree;
1045     s->zstream.opaque = NULL;
1046     compression_level = avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT
1047                       ? Z_DEFAULT_COMPRESSION
1048                       : av_clip(avctx->compression_level, 0, 9);
1049     if (deflateInit2(&s->zstream, compression_level, Z_DEFLATED, 15, 8, Z_DEFAULT_STRATEGY) != Z_OK)
1050         return -1;
1051
1052     return 0;
1053 }
1054
1055 static av_cold int png_enc_close(AVCodecContext *avctx)
1056 {
1057     PNGEncContext *s = avctx->priv_data;
1058
1059     deflateEnd(&s->zstream);
1060     av_frame_free(&s->last_frame);
1061     av_frame_free(&s->prev_frame);
1062     av_freep(&s->last_frame_packet);
1063     return 0;
1064 }
1065
1066 #define OFFSET(x) offsetof(PNGEncContext, x)
1067 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1068 static const AVOption options[] = {
1069     {"dpi", "Set image resolution (in dots per inch)",  OFFSET(dpi), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 0x10000, VE},
1070     {"dpm", "Set image resolution (in dots per meter)", OFFSET(dpm), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 0x10000, VE},
1071     { NULL }
1072 };
1073
1074 static const AVClass pngenc_class = {
1075     .class_name = "PNG encoder",
1076     .item_name  = av_default_item_name,
1077     .option     = options,
1078     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1079 };
1080
1081 static const AVClass apngenc_class = {
1082     .class_name = "APNG encoder",
1083     .item_name  = av_default_item_name,
1084     .option     = options,
1085     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1086 };
1087
1088 AVCodec ff_png_encoder = {
1089     .name           = "png",
1090     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PNG (Portable Network Graphics) image"),
1091     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1092     .id             = AV_CODEC_ID_PNG,
1093     .priv_data_size = sizeof(PNGEncContext),
1094     .init           = png_enc_init,
1095     .close          = png_enc_close,
1096     .encode2        = encode_png,
1097     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS | AV_CODEC_CAP_INTRA_ONLY,
1098     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
1099         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_RGBA,
1100         AV_PIX_FMT_RGB48BE, AV_PIX_FMT_RGBA64BE,
1101         AV_PIX_FMT_PAL8,
1102         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY8A,
1103         AV_PIX_FMT_GRAY16BE, AV_PIX_FMT_YA16BE,
1104         AV_PIX_FMT_MONOBLACK, AV_PIX_FMT_NONE
1105     },
1106     .priv_class     = &pngenc_class,
1107 };
1108
1109 AVCodec ff_apng_encoder = {
1110     .name           = "apng",
1111     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("APNG (Animated Portable Network Graphics) image"),
1112     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1113     .id             = AV_CODEC_ID_APNG,
1114     .priv_data_size = sizeof(PNGEncContext),
1115     .init           = png_enc_init,
1116     .close          = png_enc_close,
1117     .encode2        = encode_apng,
1118     .capabilities   = CODEC_CAP_DELAY,
1119     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
1120         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_RGBA,
1121         AV_PIX_FMT_RGB48BE, AV_PIX_FMT_RGBA64BE,
1122         AV_PIX_FMT_PAL8,
1123         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY8A,
1124         AV_PIX_FMT_GRAY16BE, AV_PIX_FMT_YA16BE,
1125         AV_PIX_FMT_MONOBLACK, AV_PIX_FMT_NONE
1126     },
1127     .priv_class     = &apngenc_class,
1128 };