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