0f7101d73e0d33189656414f4438767a34045b7a
[oweals/cde.git] / cde / lib / DtHelp / jpeg / jdmainct.c
1 /*
2  * CDE - Common Desktop Environment
3  *
4  * Copyright (c) 1993-2012, The Open Group. All rights reserved.
5  *
6  * These libraries and programs are free software; you can
7  * redistribute them and/or modify them under the terms of the GNU
8  * Lesser General Public License as published by the Free Software
9  * Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
10  * any later version.
11  *
12  * These libraries and programs are distributed in the hope that
13  * they will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the
14  * implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
15  * PURPOSE. See the GNU Lesser General Public License for more
16  * details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with these libraries and programs; if not, write
20  * to the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth
21  * Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23 /* $XConsortium: jdmainct.c /main/2 1996/05/09 03:48:30 drk $ */
24 /*
25  * jdmainct.c
26  *
27  * Copyright (C) 1994-1996, Thomas G. Lane.
28  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
29  * For conditions of distribution and use, see the accompanying README file.
30  *
31  * This file contains the main buffer controller for decompression.
32  * The main buffer lies between the JPEG decompressor proper and the
33  * post-processor; it holds downsampled data in the JPEG colorspace.
34  *
35  * Note that this code is bypassed in raw-data mode, since the application
36  * supplies the equivalent of the main buffer in that case.
37  */
38
39 #define JPEG_INTERNALS
40 #include "jinclude.h"
41 #include "jpeglib.h"
42
43
44 /*
45  * In the current system design, the main buffer need never be a full-image
46  * buffer; any full-height buffers will be found inside the coefficient or
47  * postprocessing controllers.  Nonetheless, the main controller is not
48  * trivial.  Its responsibility is to provide context rows for upsampling/
49  * rescaling, and doing this in an efficient fashion is a bit tricky.
50  *
51  * Postprocessor input data is counted in "row groups".  A row group
52  * is defined to be (v_samp_factor * DCT_scaled_size / min_DCT_scaled_size)
53  * sample rows of each component.  (We require DCT_scaled_size values to be
54  * chosen such that these numbers are integers.  In practice DCT_scaled_size
55  * values will likely be powers of two, so we actually have the stronger
56  * condition that DCT_scaled_size / min_DCT_scaled_size is an integer.)
57  * Upsampling will typically produce max_v_samp_factor pixel rows from each
58  * row group (times any additional scale factor that the upsampler is
59  * applying).
60  *
61  * The coefficient controller will deliver data to us one iMCU row at a time;
62  * each iMCU row contains v_samp_factor * DCT_scaled_size sample rows, or
63  * exactly min_DCT_scaled_size row groups.  (This amount of data corresponds
64  * to one row of MCUs when the image is fully interleaved.)  Note that the
65  * number of sample rows varies across components, but the number of row
66  * groups does not.  Some garbage sample rows may be included in the last iMCU
67  * row at the bottom of the image.
68  *
69  * Depending on the vertical scaling algorithm used, the upsampler may need
70  * access to the sample row(s) above and below its current input row group.
71  * The upsampler is required to set need_context_rows TRUE at global selection
72  * time if so.  When need_context_rows is FALSE, this controller can simply
73  * obtain one iMCU row at a time from the coefficient controller and dole it
74  * out as row groups to the postprocessor.
75  *
76  * When need_context_rows is TRUE, this controller guarantees that the buffer
77  * passed to postprocessing contains at least one row group's worth of samples
78  * above and below the row group(s) being processed.  Note that the context
79  * rows "above" the first passed row group appear at negative row offsets in
80  * the passed buffer.  At the top and bottom of the image, the required
81  * context rows are manufactured by duplicating the first or last real sample
82  * row; this avoids having special cases in the upsampling inner loops.
83  *
84  * The amount of context is fixed at one row group just because that's a
85  * convenient number for this controller to work with.  The existing
86  * upsamplers really only need one sample row of context.  An upsampler
87  * supporting arbitrary output rescaling might wish for more than one row
88  * group of context when shrinking the image; tough, we don't handle that.
89  * (This is justified by the assumption that downsizing will be handled mostly
90  * by adjusting the DCT_scaled_size values, so that the actual scale factor at
91  * the upsample step needn't be much less than one.)
92  *
93  * To provide the desired context, we have to retain the last two row groups
94  * of one iMCU row while reading in the next iMCU row.  (The last row group
95  * can't be processed until we have another row group for its below-context,
96  * and so we have to save the next-to-last group too for its above-context.)
97  * We could do this most simply by copying data around in our buffer, but
98  * that'd be very slow.  We can avoid copying any data by creating a rather
99  * strange pointer structure.  Here's how it works.  We allocate a workspace
100  * consisting of M+2 row groups (where M = min_DCT_scaled_size is the number
101  * of row groups per iMCU row).  We create two sets of redundant pointers to
102  * the workspace.  Labeling the physical row groups 0 to M+1, the synthesized
103  * pointer lists look like this:
104  *                   M+1                          M-1
105  * master pointer --> 0         master pointer --> 0
106  *                    1                            1
107  *                   ...                          ...
108  *                   M-3                          M-3
109  *                   M-2                           M
110  *                   M-1                          M+1
111  *                    M                           M-2
112  *                   M+1                          M-1
113  *                    0                            0
114  * We read alternate iMCU rows using each master pointer; thus the last two
115  * row groups of the previous iMCU row remain un-overwritten in the workspace.
116  * The pointer lists are set up so that the required context rows appear to
117  * be adjacent to the proper places when we pass the pointer lists to the
118  * upsampler.
119  *
120  * The above pictures describe the normal state of the pointer lists.
121  * At top and bottom of the image, we diddle the pointer lists to duplicate
122  * the first or last sample row as necessary (this is cheaper than copying
123  * sample rows around).
124  *
125  * This scheme breaks down if M < 2, ie, min_DCT_scaled_size is 1.  In that
126  * situation each iMCU row provides only one row group so the buffering logic
127  * must be different (eg, we must read two iMCU rows before we can emit the
128  * first row group).  For now, we simply do not support providing context
129  * rows when min_DCT_scaled_size is 1.  That combination seems unlikely to
130  * be worth providing --- if someone wants a 1/8th-size preview, they probably
131  * want it quick and dirty, so a context-free upsampler is sufficient.
132  */
133
134
135 /* Private buffer controller object */
136
137 typedef struct {
138   struct jpeg_d_main_controller pub; /* public fields */
139
140   /* Pointer to allocated workspace (M or M+2 row groups). */
141   JSAMPARRAY buffer[MAX_COMPONENTS];
142
143   boolean buffer_full;          /* Have we gotten an iMCU row from decoder? */
144   JDIMENSION rowgroup_ctr;      /* counts row groups output to postprocessor */
145
146   /* Remaining fields are only used in the context case. */
147
148   /* These are the master pointers to the funny-order pointer lists. */
149   JSAMPIMAGE xbuffer[2];        /* pointers to weird pointer lists */
150
151   int whichptr;                 /* indicates which pointer set is now in use */
152   int context_state;            /* process_data state machine status */
153   JDIMENSION rowgroups_avail;   /* row groups available to postprocessor */
154   JDIMENSION iMCU_row_ctr;      /* counts iMCU rows to detect image top/bot */
155 } my_main_controller;
156
157 typedef my_main_controller * my_main_ptr;
158
159 /* context_state values: */
160 #define CTX_PREPARE_FOR_IMCU    0       /* need to prepare for MCU row */
161 #define CTX_PROCESS_IMCU        1       /* feeding iMCU to postprocessor */
162 #define CTX_POSTPONED_ROW       2       /* feeding postponed row group */
163
164
165 /* Forward declarations */
166 METHODDEF(void) process_data_simple_main
167         JPP((j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY output_buf,
168              JDIMENSION *out_row_ctr, JDIMENSION out_rows_avail));
169 METHODDEF(void) process_data_context_main
170         JPP((j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY output_buf,
171              JDIMENSION *out_row_ctr, JDIMENSION out_rows_avail));
172 #ifdef QUANT_2PASS_SUPPORTED
173 METHODDEF(void) process_data_crank_post
174         JPP((j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY output_buf,
175              JDIMENSION *out_row_ctr, JDIMENSION out_rows_avail));
176 #endif
177
178
179 LOCAL(void)
180 alloc_funny_pointers (j_decompress_ptr cinfo)
181 /* Allocate space for the funny pointer lists.
182  * This is done only once, not once per pass.
183  */
184 {
185   my_main_ptr main = (my_main_ptr) cinfo->main;
186   int ci, rgroup;
187   int M = cinfo->min_DCT_scaled_size;
188   jpeg_component_info *compptr;
189   JSAMPARRAY xbuf;
190
191   /* Get top-level space for component array pointers.
192    * We alloc both arrays with one call to save a few cycles.
193    */
194   main->xbuffer[0] = (JSAMPIMAGE)
195     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
196                                 cinfo->num_components * 2 * SIZEOF(JSAMPARRAY));
197   main->xbuffer[1] = main->xbuffer[0] + cinfo->num_components;
198
199   for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components;
200        ci++, compptr++) {
201     rgroup = (compptr->v_samp_factor * compptr->DCT_scaled_size) /
202       cinfo->min_DCT_scaled_size; /* height of a row group of component */
203     /* Get space for pointer lists --- M+4 row groups in each list.
204      * We alloc both pointer lists with one call to save a few cycles.
205      */
206     xbuf = (JSAMPARRAY)
207       (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
208                                   2 * (rgroup * (M + 4)) * SIZEOF(JSAMPROW));
209     xbuf += rgroup;             /* want one row group at negative offsets */
210     main->xbuffer[0][ci] = xbuf;
211     xbuf += rgroup * (M + 4);
212     main->xbuffer[1][ci] = xbuf;
213   }
214 }
215
216
217 LOCAL(void)
218 make_funny_pointers (j_decompress_ptr cinfo)
219 /* Create the funny pointer lists discussed in the comments above.
220  * The actual workspace is already allocated (in main->buffer),
221  * and the space for the pointer lists is allocated too.
222  * This routine just fills in the curiously ordered lists.
223  * This will be repeated at the beginning of each pass.
224  */
225 {
226   my_main_ptr main = (my_main_ptr) cinfo->main;
227   int ci, i, rgroup;
228   int M = cinfo->min_DCT_scaled_size;
229   jpeg_component_info *compptr;
230   JSAMPARRAY buf, xbuf0, xbuf1;
231
232   for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components;
233        ci++, compptr++) {
234     rgroup = (compptr->v_samp_factor * compptr->DCT_scaled_size) /
235       cinfo->min_DCT_scaled_size; /* height of a row group of component */
236     xbuf0 = main->xbuffer[0][ci];
237     xbuf1 = main->xbuffer[1][ci];
238     /* First copy the workspace pointers as-is */
239     buf = main->buffer[ci];
240     for (i = 0; i < rgroup * (M + 2); i++) {
241       xbuf0[i] = xbuf1[i] = buf[i];
242     }
243     /* In the second list, put the last four row groups in swapped order */
244     for (i = 0; i < rgroup * 2; i++) {
245       xbuf1[rgroup*(M-2) + i] = buf[rgroup*M + i];
246       xbuf1[rgroup*M + i] = buf[rgroup*(M-2) + i];
247     }
248     /* The wraparound pointers at top and bottom will be filled later
249      * (see set_wraparound_pointers, below).  Initially we want the "above"
250      * pointers to duplicate the first actual data line.  This only needs
251      * to happen in xbuffer[0].
252      */
253     for (i = 0; i < rgroup; i++) {
254       xbuf0[i - rgroup] = xbuf0[0];
255     }
256   }
257 }
258
259
260 LOCAL(void)
261 set_wraparound_pointers (j_decompress_ptr cinfo)
262 /* Set up the "wraparound" pointers at top and bottom of the pointer lists.
263  * This changes the pointer list state from top-of-image to the normal state.
264  */
265 {
266   my_main_ptr main = (my_main_ptr) cinfo->main;
267   int ci, i, rgroup;
268   int M = cinfo->min_DCT_scaled_size;
269   jpeg_component_info *compptr;
270   JSAMPARRAY xbuf0, xbuf1;
271
272   for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components;
273        ci++, compptr++) {
274     rgroup = (compptr->v_samp_factor * compptr->DCT_scaled_size) /
275       cinfo->min_DCT_scaled_size; /* height of a row group of component */
276     xbuf0 = main->xbuffer[0][ci];
277     xbuf1 = main->xbuffer[1][ci];
278     for (i = 0; i < rgroup; i++) {
279       xbuf0[i - rgroup] = xbuf0[rgroup*(M+1) + i];
280       xbuf1[i - rgroup] = xbuf1[rgroup*(M+1) + i];
281       xbuf0[rgroup*(M+2) + i] = xbuf0[i];
282       xbuf1[rgroup*(M+2) + i] = xbuf1[i];
283     }
284   }
285 }
286
287
288 LOCAL(void)
289 set_bottom_pointers (j_decompress_ptr cinfo)
290 /* Change the pointer lists to duplicate the last sample row at the bottom
291  * of the image.  whichptr indicates which xbuffer holds the final iMCU row.
292  * Also sets rowgroups_avail to indicate number of nondummy row groups in row.
293  */
294 {
295   my_main_ptr main = (my_main_ptr) cinfo->main;
296   int ci, i, rgroup, iMCUheight, rows_left;
297   jpeg_component_info *compptr;
298   JSAMPARRAY xbuf;
299
300   for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components;
301        ci++, compptr++) {
302     /* Count sample rows in one iMCU row and in one row group */
303     iMCUheight = compptr->v_samp_factor * compptr->DCT_scaled_size;
304     rgroup = iMCUheight / cinfo->min_DCT_scaled_size;
305     /* Count nondummy sample rows remaining for this component */
306     rows_left = (int) (compptr->downsampled_height % (JDIMENSION) iMCUheight);
307     if (rows_left == 0) rows_left = iMCUheight;
308     /* Count nondummy row groups.  Should get same answer for each component,
309      * so we need only do it once.
310      */
311     if (ci == 0) {
312       main->rowgroups_avail = (JDIMENSION) ((rows_left-1) / rgroup + 1);
313     }
314     /* Duplicate the last real sample row rgroup*2 times; this pads out the
315      * last partial rowgroup and ensures at least one full rowgroup of context.
316      */
317     xbuf = main->xbuffer[main->whichptr][ci];
318     for (i = 0; i < rgroup * 2; i++) {
319       xbuf[rows_left + i] = xbuf[rows_left-1];
320     }
321   }
322 }
323
324
325 /*
326  * Initialize for a processing pass.
327  */
328
329 METHODDEF(void)
330 start_pass_main (j_decompress_ptr cinfo, J_BUF_MODE pass_mode)
331 {
332   my_main_ptr main = (my_main_ptr) cinfo->main;
333
334   switch (pass_mode) {
335   case JBUF_PASS_THRU:
336     if (cinfo->upsample->need_context_rows) {
337       main->pub.process_data = process_data_context_main;
338       make_funny_pointers(cinfo); /* Create the xbuffer[] lists */
339       main->whichptr = 0;       /* Read first iMCU row into xbuffer[0] */
340       main->context_state = CTX_PREPARE_FOR_IMCU;
341       main->iMCU_row_ctr = 0;
342     } else {
343       /* Simple case with no context needed */
344       main->pub.process_data = process_data_simple_main;
345     }
346     main->buffer_full = FALSE;  /* Mark buffer empty */
347     main->rowgroup_ctr = 0;
348     break;
349 #ifdef QUANT_2PASS_SUPPORTED
350   case JBUF_CRANK_DEST:
351     /* For last pass of 2-pass quantization, just crank the postprocessor */
352     main->pub.process_data = process_data_crank_post;
353     break;
354 #endif
355   default:
356     ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_BUFFER_MODE);
357     break;
358   }
359 }
360
361
362 /*
363  * Process some data.
364  * This handles the simple case where no context is required.
365  */
366
367 METHODDEF(void)
368 process_data_simple_main (j_decompress_ptr cinfo,
369                           JSAMPARRAY output_buf, JDIMENSION *out_row_ctr,
370                           JDIMENSION out_rows_avail)
371 {
372   my_main_ptr main = (my_main_ptr) cinfo->main;
373   JDIMENSION rowgroups_avail;
374
375   /* Read input data if we haven't filled the main buffer yet */
376   if (! main->buffer_full) {
377     if (! (*cinfo->coef->decompress_data) (cinfo, main->buffer))
378       return;                   /* suspension forced, can do nothing more */
379     main->buffer_full = TRUE;   /* OK, we have an iMCU row to work with */
380   }
381
382   /* There are always min_DCT_scaled_size row groups in an iMCU row. */
383   rowgroups_avail = (JDIMENSION) cinfo->min_DCT_scaled_size;
384   /* Note: at the bottom of the image, we may pass extra garbage row groups
385    * to the postprocessor.  The postprocessor has to check for bottom
386    * of image anyway (at row resolution), so no point in us doing it too.
387    */
388
389   /* Feed the postprocessor */
390   (*cinfo->post->post_process_data) (cinfo, main->buffer,
391                                      &main->rowgroup_ctr, rowgroups_avail,
392                                      output_buf, out_row_ctr, out_rows_avail);
393
394   /* Has postprocessor consumed all the data yet? If so, mark buffer empty */
395   if (main->rowgroup_ctr >= rowgroups_avail) {
396     main->buffer_full = FALSE;
397     main->rowgroup_ctr = 0;
398   }
399 }
400
401
402 /*
403  * Process some data.
404  * This handles the case where context rows must be provided.
405  */
406
407 METHODDEF(void)
408 process_data_context_main (j_decompress_ptr cinfo,
409                            JSAMPARRAY output_buf, JDIMENSION *out_row_ctr,
410                            JDIMENSION out_rows_avail)
411 {
412   my_main_ptr main = (my_main_ptr) cinfo->main;
413
414   /* Read input data if we haven't filled the main buffer yet */
415   if (! main->buffer_full) {
416     if (! (*cinfo->coef->decompress_data) (cinfo,
417                                            main->xbuffer[main->whichptr]))
418       return;                   /* suspension forced, can do nothing more */
419     main->buffer_full = TRUE;   /* OK, we have an iMCU row to work with */
420     main->iMCU_row_ctr++;       /* count rows received */
421   }
422
423   /* Postprocessor typically will not swallow all the input data it is handed
424    * in one call (due to filling the output buffer first).  Must be prepared
425    * to exit and restart.  This switch lets us keep track of how far we got.
426    * Note that each case falls through to the next on successful completion.
427    */
428   switch (main->context_state) {
429   case CTX_POSTPONED_ROW:
430     /* Call postprocessor using previously set pointers for postponed row */
431     (*cinfo->post->post_process_data) (cinfo, main->xbuffer[main->whichptr],
432                         &main->rowgroup_ctr, main->rowgroups_avail,
433                         output_buf, out_row_ctr, out_rows_avail);
434     if (main->rowgroup_ctr < main->rowgroups_avail)
435       return;                   /* Need to suspend */
436     main->context_state = CTX_PREPARE_FOR_IMCU;
437     if (*out_row_ctr >= out_rows_avail)
438       return;                   /* Postprocessor exactly filled output buf */
439     /*FALLTHROUGH*/
440   case CTX_PREPARE_FOR_IMCU:
441     /* Prepare to process first M-1 row groups of this iMCU row */
442     main->rowgroup_ctr = 0;
443     main->rowgroups_avail = (JDIMENSION) (cinfo->min_DCT_scaled_size - 1);
444     /* Check for bottom of image: if so, tweak pointers to "duplicate"
445      * the last sample row, and adjust rowgroups_avail to ignore padding rows.
446      */
447     if (main->iMCU_row_ctr == cinfo->total_iMCU_rows)
448       set_bottom_pointers(cinfo);
449     main->context_state = CTX_PROCESS_IMCU;
450     /*FALLTHROUGH*/
451   case CTX_PROCESS_IMCU:
452     /* Call postprocessor using previously set pointers */
453     (*cinfo->post->post_process_data) (cinfo, main->xbuffer[main->whichptr],
454                         &main->rowgroup_ctr, main->rowgroups_avail,
455                         output_buf, out_row_ctr, out_rows_avail);
456     if (main->rowgroup_ctr < main->rowgroups_avail)
457       return;                   /* Need to suspend */
458     /* After the first iMCU, change wraparound pointers to normal state */
459     if (main->iMCU_row_ctr == 1)
460       set_wraparound_pointers(cinfo);
461     /* Prepare to load new iMCU row using other xbuffer list */
462     main->whichptr ^= 1;        /* 0=>1 or 1=>0 */
463     main->buffer_full = FALSE;
464     /* Still need to process last row group of this iMCU row, */
465     /* which is saved at index M+1 of the other xbuffer */
466     main->rowgroup_ctr = (JDIMENSION) (cinfo->min_DCT_scaled_size + 1);
467     main->rowgroups_avail = (JDIMENSION) (cinfo->min_DCT_scaled_size + 2);
468     main->context_state = CTX_POSTPONED_ROW;
469   }
470 }
471
472
473 /*
474  * Process some data.
475  * Final pass of two-pass quantization: just call the postprocessor.
476  * Source data will be the postprocessor controller's internal buffer.
477  */
478
479 #ifdef QUANT_2PASS_SUPPORTED
480
481 METHODDEF(void)
482 process_data_crank_post (j_decompress_ptr cinfo,
483                          JSAMPARRAY output_buf, JDIMENSION *out_row_ctr,
484                          JDIMENSION out_rows_avail)
485 {
486   (*cinfo->post->post_process_data) (cinfo, (JSAMPIMAGE) NULL,
487                                      (JDIMENSION *) NULL, (JDIMENSION) 0,
488                                      output_buf, out_row_ctr, out_rows_avail);
489 }
490
491 #endif /* QUANT_2PASS_SUPPORTED */
492
493
494 /*
495  * Initialize main buffer controller.
496  */
497
498 GLOBAL(void)
499 jinit_d_main_controller (j_decompress_ptr cinfo, boolean need_full_buffer)
500 {
501   my_main_ptr main;
502   int ci, rgroup, ngroups;
503   jpeg_component_info *compptr;
504
505   main = (my_main_ptr)
506     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
507                                 SIZEOF(my_main_controller));
508   cinfo->main = (struct jpeg_d_main_controller *) main;
509   main->pub.start_pass = start_pass_main;
510
511   if (need_full_buffer)         /* shouldn't happen */
512     ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_BUFFER_MODE);
513
514   /* Allocate the workspace.
515    * ngroups is the number of row groups we need.
516    */
517   if (cinfo->upsample->need_context_rows) {
518     if (cinfo->min_DCT_scaled_size < 2) /* unsupported, see comments above */
519       ERREXIT(cinfo, JERR_NOTIMPL);
520     alloc_funny_pointers(cinfo); /* Alloc space for xbuffer[] lists */
521     ngroups = cinfo->min_DCT_scaled_size + 2;
522   } else {
523     ngroups = cinfo->min_DCT_scaled_size;
524   }
525
526   for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components;
527        ci++, compptr++) {
528     rgroup = (compptr->v_samp_factor * compptr->DCT_scaled_size) /
529       cinfo->min_DCT_scaled_size; /* height of a row group of component */
530     main->buffer[ci] = (*cinfo->mem->alloc_sarray)
531                         ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
532                          compptr->width_in_blocks * compptr->DCT_scaled_size,
533                          (JDIMENSION) (rgroup * ngroups));
534   }
535 }