6b95294bbe73f181dcd7b759f5a3e0d56f93c131
[ffmpeg.git] / libavcodec / h264.c
1 /*
2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... decoder
3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * H.264 / AVC / MPEG4 part10 codec.
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #include "libavutil/avassert.h"
29 #include "libavutil/display.h"
30 #include "libavutil/imgutils.h"
31 #include "libavutil/opt.h"
32 #include "libavutil/stereo3d.h"
33 #include "libavutil/timer.h"
34 #include "internal.h"
35 #include "bytestream.h"
36 #include "cabac.h"
37 #include "cabac_functions.h"
38 #include "error_resilience.h"
39 #include "avcodec.h"
40 #include "h264.h"
41 #include "h264data.h"
42 #include "h264chroma.h"
43 #include "h264_mvpred.h"
44 #include "golomb.h"
45 #include "mathops.h"
46 #include "me_cmp.h"
47 #include "mpegutils.h"
48 #include "profiles.h"
49 #include "rectangle.h"
50 #include "thread.h"
51
52 #include <assert.h>
53
54 const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4] = { 256, 384, 512, 768 };
55
56 static void h264_er_decode_mb(void *opaque, int ref, int mv_dir, int mv_type,
57                               int (*mv)[2][4][2],
58                               int mb_x, int mb_y, int mb_intra, int mb_skipped)
59 {
60     H264Context *h = opaque;
61     H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[0];
62
63     sl->mb_x = mb_x;
64     sl->mb_y = mb_y;
65     sl->mb_xy = mb_x + mb_y * h->mb_stride;
66     memset(sl->non_zero_count_cache, 0, sizeof(sl->non_zero_count_cache));
67     assert(ref >= 0);
68     /* FIXME: It is possible albeit uncommon that slice references
69      * differ between slices. We take the easy approach and ignore
70      * it for now. If this turns out to have any relevance in
71      * practice then correct remapping should be added. */
72     if (ref >= sl->ref_count[0])
73         ref = 0;
74     fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][4 * sl->mb_xy],
75                    2, 2, 2, ref, 1);
76     fill_rectangle(&sl->ref_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, ref, 1);
77     fill_rectangle(sl->mv_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8,
78                    pack16to32((*mv)[0][0][0], (*mv)[0][0][1]), 4);
79     assert(!FRAME_MBAFF(h));
80     ff_h264_hl_decode_mb(h, &h->slice_ctx[0]);
81 }
82
83 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
84                              int y, int height)
85 {
86     AVCodecContext *avctx = h->avctx;
87     const AVFrame   *src  = h->cur_pic.f;
88     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
89     int vshift = desc->log2_chroma_h;
90     const int field_pic = h->picture_structure != PICT_FRAME;
91     if (field_pic) {
92         height <<= 1;
93         y      <<= 1;
94     }
95
96     height = FFMIN(height, avctx->height - y);
97
98     if (field_pic && h->first_field && !(avctx->slice_flags & SLICE_FLAG_ALLOW_FIELD))
99         return;
100
101     if (avctx->draw_horiz_band) {
102         int offset[AV_NUM_DATA_POINTERS];
103         int i;
104
105         offset[0] = y * src->linesize[0];
106         offset[1] =
107         offset[2] = (y >> vshift) * src->linesize[1];
108         for (i = 3; i < AV_NUM_DATA_POINTERS; i++)
109             offset[i] = 0;
110
111         emms_c();
112
113         avctx->draw_horiz_band(avctx, src, offset,
114                                y, h->picture_structure, height);
115     }
116 }
117
118 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, H264SliceContext *sl,
119                                   const uint8_t *src,
120                                   int *dst_length, int *consumed, int length)
121 {
122     int i, si, di;
123     uint8_t *dst;
124
125     // src[0]&0x80; // forbidden bit
126     h->nal_ref_idc   = src[0] >> 5;
127     h->nal_unit_type = src[0] & 0x1F;
128
129     src++;
130     length--;
131
132 #define STARTCODE_TEST                                                  \
133     if (i + 2 < length && src[i + 1] == 0 && src[i + 2] <= 3) {         \
134         if (src[i + 2] != 3) {                                          \
135             /* startcode, so we must be past the end */                 \
136             length = i;                                                 \
137         }                                                               \
138         break;                                                          \
139     }
140
141 #if HAVE_FAST_UNALIGNED
142 #define FIND_FIRST_ZERO                                                 \
143     if (i > 0 && !src[i])                                               \
144         i--;                                                            \
145     while (src[i])                                                      \
146         i++
147
148 #if HAVE_FAST_64BIT
149     for (i = 0; i + 1 < length; i += 9) {
150         if (!((~AV_RN64A(src + i) &
151                (AV_RN64A(src + i) - 0x0100010001000101ULL)) &
152               0x8000800080008080ULL))
153             continue;
154         FIND_FIRST_ZERO;
155         STARTCODE_TEST;
156         i -= 7;
157     }
158 #else
159     for (i = 0; i + 1 < length; i += 5) {
160         if (!((~AV_RN32A(src + i) &
161                (AV_RN32A(src + i) - 0x01000101U)) &
162               0x80008080U))
163             continue;
164         FIND_FIRST_ZERO;
165         STARTCODE_TEST;
166         i -= 3;
167     }
168 #endif
169 #else
170     for (i = 0; i + 1 < length; i += 2) {
171         if (src[i])
172             continue;
173         if (i > 0 && src[i - 1] == 0)
174             i--;
175         STARTCODE_TEST;
176     }
177 #endif
178
179     if (i >= length - 1) { // no escaped 0
180         *dst_length = length;
181         *consumed   = length + 1; // +1 for the header
182         return src;
183     }
184
185     av_fast_malloc(&sl->rbsp_buffer, &sl->rbsp_buffer_size,
186                    length + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
187     dst = sl->rbsp_buffer;
188
189     if (!dst)
190         return NULL;
191
192     memcpy(dst, src, i);
193     si = di = i;
194     while (si + 2 < length) {
195         // remove escapes (very rare 1:2^22)
196         if (src[si + 2] > 3) {
197             dst[di++] = src[si++];
198             dst[di++] = src[si++];
199         } else if (src[si] == 0 && src[si + 1] == 0) {
200             if (src[si + 2] == 3) { // escape
201                 dst[di++]  = 0;
202                 dst[di++]  = 0;
203                 si        += 3;
204                 continue;
205             } else // next start code
206                 goto nsc;
207         }
208
209         dst[di++] = src[si++];
210     }
211     while (si < length)
212         dst[di++] = src[si++];
213
214 nsc:
215     memset(dst + di, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
216
217     *dst_length = di;
218     *consumed   = si + 1; // +1 for the header
219     /* FIXME store exact number of bits in the getbitcontext
220      * (it is needed for decoding) */
221     return dst;
222 }
223
224 /**
225  * Identify the exact end of the bitstream
226  * @return the length of the trailing, or 0 if damaged
227  */
228 static int decode_rbsp_trailing(H264Context *h, const uint8_t *src)
229 {
230     int v = *src;
231     int r;
232
233     ff_tlog(h->avctx, "rbsp trailing %X\n", v);
234
235     for (r = 1; r < 9; r++) {
236         if (v & 1)
237             return r;
238         v >>= 1;
239     }
240     return 0;
241 }
242
243 void ff_h264_free_tables(H264Context *h)
244 {
245     int i;
246
247     av_freep(&h->intra4x4_pred_mode);
248     av_freep(&h->chroma_pred_mode_table);
249     av_freep(&h->cbp_table);
250     av_freep(&h->mvd_table[0]);
251     av_freep(&h->mvd_table[1]);
252     av_freep(&h->direct_table);
253     av_freep(&h->non_zero_count);
254     av_freep(&h->slice_table_base);
255     h->slice_table = NULL;
256     av_freep(&h->list_counts);
257
258     av_freep(&h->mb2b_xy);
259     av_freep(&h->mb2br_xy);
260
261     av_buffer_pool_uninit(&h->qscale_table_pool);
262     av_buffer_pool_uninit(&h->mb_type_pool);
263     av_buffer_pool_uninit(&h->motion_val_pool);
264     av_buffer_pool_uninit(&h->ref_index_pool);
265
266     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++) {
267         H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[i];
268
269         av_freep(&sl->dc_val_base);
270         av_freep(&sl->er.mb_index2xy);
271         av_freep(&sl->er.error_status_table);
272         av_freep(&sl->er.er_temp_buffer);
273
274         av_freep(&sl->bipred_scratchpad);
275         av_freep(&sl->edge_emu_buffer);
276         av_freep(&sl->top_borders[0]);
277         av_freep(&sl->top_borders[1]);
278
279         sl->bipred_scratchpad_allocated = 0;
280         sl->edge_emu_buffer_allocated   = 0;
281         sl->top_borders_allocated[0]    = 0;
282         sl->top_borders_allocated[1]    = 0;
283     }
284 }
285
286 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h)
287 {
288     const int big_mb_num = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
289     const int row_mb_num = h->mb_stride * 2 * h->avctx->thread_count;
290     int x, y;
291
292     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->intra4x4_pred_mode,
293                       row_mb_num * 8 * sizeof(uint8_t), fail)
294     h->slice_ctx[0].intra4x4_pred_mode = h->intra4x4_pred_mode;
295
296     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->non_zero_count,
297                       big_mb_num * 48 * sizeof(uint8_t), fail)
298     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->slice_table_base,
299                       (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base), fail)
300     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->cbp_table,
301                       big_mb_num * sizeof(uint16_t), fail)
302     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->chroma_pred_mode_table,
303                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
304     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[0],
305                       16 * row_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
306     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[1],
307                       16 * row_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
308     h->slice_ctx[0].mvd_table[0] = h->mvd_table[0];
309     h->slice_ctx[0].mvd_table[1] = h->mvd_table[1];
310
311     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->direct_table,
312                       4 * big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
313     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->list_counts,
314                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
315
316     memset(h->slice_table_base, -1,
317            (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base));
318     h->slice_table = h->slice_table_base + h->mb_stride * 2 + 1;
319
320     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2b_xy,
321                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
322     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2br_xy,
323                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
324     for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
325         for (x = 0; x < h->mb_width; x++) {
326             const int mb_xy = x + y * h->mb_stride;
327             const int b_xy  = 4 * x + 4 * y * h->b_stride;
328
329             h->mb2b_xy[mb_xy]  = b_xy;
330             h->mb2br_xy[mb_xy] = 8 * (FMO ? mb_xy : (mb_xy % (2 * h->mb_stride)));
331         }
332
333     if (!h->dequant4_coeff[0])
334         h264_init_dequant_tables(h);
335
336     return 0;
337
338 fail:
339     ff_h264_free_tables(h);
340     return AVERROR(ENOMEM);
341 }
342
343 /**
344  * Init context
345  * Allocate buffers which are not shared amongst multiple threads.
346  */
347 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl)
348 {
349     ERContext *er = &sl->er;
350     int mb_array_size = h->mb_height * h->mb_stride;
351     int y_size  = (2 * h->mb_width + 1) * (2 * h->mb_height + 1);
352     int c_size  = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
353     int yc_size = y_size + 2   * c_size;
354     int x, y, i;
355
356     sl->ref_cache[0][scan8[5]  + 1] =
357     sl->ref_cache[0][scan8[7]  + 1] =
358     sl->ref_cache[0][scan8[13] + 1] =
359     sl->ref_cache[1][scan8[5]  + 1] =
360     sl->ref_cache[1][scan8[7]  + 1] =
361     sl->ref_cache[1][scan8[13] + 1] = PART_NOT_AVAILABLE;
362
363     if (CONFIG_ERROR_RESILIENCE) {
364         /* init ER */
365         er->avctx          = h->avctx;
366         er->decode_mb      = h264_er_decode_mb;
367         er->opaque         = h;
368         er->quarter_sample = 1;
369
370         er->mb_num      = h->mb_num;
371         er->mb_width    = h->mb_width;
372         er->mb_height   = h->mb_height;
373         er->mb_stride   = h->mb_stride;
374         er->b8_stride   = h->mb_width * 2 + 1;
375
376         // error resilience code looks cleaner with this
377         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->mb_index2xy,
378                           (h->mb_num + 1) * sizeof(int), fail);
379
380         for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
381             for (x = 0; x < h->mb_width; x++)
382                 er->mb_index2xy[x + y * h->mb_width] = x + y * h->mb_stride;
383
384         er->mb_index2xy[h->mb_height * h->mb_width] = (h->mb_height - 1) *
385                                                       h->mb_stride + h->mb_width;
386
387         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->error_status_table,
388                           mb_array_size * sizeof(uint8_t), fail);
389
390         FF_ALLOC_OR_GOTO(h->avctx, er->er_temp_buffer,
391                          h->mb_height * h->mb_stride, fail);
392
393         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, sl->dc_val_base,
394                           yc_size * sizeof(int16_t), fail);
395         er->dc_val[0] = sl->dc_val_base + h->mb_width * 2 + 2;
396         er->dc_val[1] = sl->dc_val_base + y_size + h->mb_stride + 1;
397         er->dc_val[2] = er->dc_val[1] + c_size;
398         for (i = 0; i < yc_size; i++)
399             sl->dc_val_base[i] = 1024;
400     }
401
402     return 0;
403
404 fail:
405     return AVERROR(ENOMEM); // ff_h264_free_tables will clean up for us
406 }
407
408 static int decode_nal_units(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size,
409                             int parse_extradata);
410
411 /* There are (invalid) samples in the wild with mp4-style extradata, where the
412  * parameter sets are stored unescaped (i.e. as RBSP).
413  * This function catches the parameter set decoding failure and tries again
414  * after escaping it */
415 static int decode_extradata_ps_mp4(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size)
416 {
417     int ret;
418
419     ret = decode_nal_units(h, buf, buf_size, 1);
420     if (ret < 0 && !(h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)) {
421         GetByteContext gbc;
422         PutByteContext pbc;
423         uint8_t *escaped_buf;
424         int escaped_buf_size;
425
426         av_log(h->avctx, AV_LOG_WARNING,
427                "SPS decoding failure, trying again after escaping the NAL\n");
428
429         if (buf_size / 2 >= (INT16_MAX - AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE) / 3)
430             return AVERROR(ERANGE);
431         escaped_buf_size = buf_size * 3 / 2 + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE;
432         escaped_buf = av_mallocz(escaped_buf_size);
433         if (!escaped_buf)
434             return AVERROR(ENOMEM);
435
436         bytestream2_init(&gbc, buf, buf_size);
437         bytestream2_init_writer(&pbc, escaped_buf, escaped_buf_size);
438
439         while (bytestream2_get_bytes_left(&gbc)) {
440             if (bytestream2_get_bytes_left(&gbc) >= 3 &&
441                 bytestream2_peek_be24(&gbc) <= 3) {
442                 bytestream2_put_be24(&pbc, 3);
443                 bytestream2_skip(&gbc, 2);
444             } else
445                 bytestream2_put_byte(&pbc, bytestream2_get_byte(&gbc));
446         }
447
448         escaped_buf_size = bytestream2_tell_p(&pbc);
449         AV_WB16(escaped_buf, escaped_buf_size - 2);
450
451         ret = decode_nal_units(h, escaped_buf, escaped_buf_size, 1);
452         av_freep(&escaped_buf);
453         if (ret < 0)
454             return ret;
455     }
456
457     return 0;
458 }
459
460 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h)
461 {
462     AVCodecContext *avctx = h->avctx;
463     int ret;
464
465     if (avctx->extradata[0] == 1) {
466         int i, cnt, nalsize;
467         unsigned char *p = avctx->extradata;
468
469         h->is_avc = 1;
470
471         if (avctx->extradata_size < 7) {
472             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
473                    "avcC %d too short\n", avctx->extradata_size);
474             return AVERROR_INVALIDDATA;
475         }
476         /* sps and pps in the avcC always have length coded with 2 bytes,
477          * so put a fake nal_length_size = 2 while parsing them */
478         h->nal_length_size = 2;
479         // Decode sps from avcC
480         cnt = *(p + 5) & 0x1f; // Number of sps
481         p  += 6;
482         for (i = 0; i < cnt; i++) {
483             nalsize = AV_RB16(p) + 2;
484             if (p - avctx->extradata + nalsize > avctx->extradata_size)
485                 return AVERROR_INVALIDDATA;
486             ret = decode_extradata_ps_mp4(h, p, nalsize);
487             if (ret < 0) {
488                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
489                        "Decoding sps %d from avcC failed\n", i);
490                 return ret;
491             }
492             p += nalsize;
493         }
494         // Decode pps from avcC
495         cnt = *(p++); // Number of pps
496         for (i = 0; i < cnt; i++) {
497             nalsize = AV_RB16(p) + 2;
498             if (p - avctx->extradata + nalsize > avctx->extradata_size)
499                 return AVERROR_INVALIDDATA;
500             ret = decode_extradata_ps_mp4(h, p, nalsize);
501             if (ret < 0) {
502                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
503                        "Decoding pps %d from avcC failed\n", i);
504                 return ret;
505             }
506             p += nalsize;
507         }
508         // Store right nal length size that will be used to parse all other nals
509         h->nal_length_size = (avctx->extradata[4] & 0x03) + 1;
510     } else {
511         h->is_avc = 0;
512         ret = decode_nal_units(h, avctx->extradata, avctx->extradata_size, 1);
513         if (ret < 0)
514             return ret;
515     }
516     return 0;
517 }
518
519 static int h264_init_context(AVCodecContext *avctx, H264Context *h)
520 {
521     int i;
522
523     h->avctx                 = avctx;
524     h->dequant_coeff_pps     = -1;
525
526     h->picture_structure     = PICT_FRAME;
527     h->slice_context_count   = 1;
528     h->workaround_bugs       = avctx->workaround_bugs;
529     h->flags                 = avctx->flags;
530     h->prev_poc_msb          = 1 << 16;
531     h->x264_build            = -1;
532     h->recovery_frame        = -1;
533     h->frame_recovered       = 0;
534
535     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
536     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
537         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
538
539     ff_h264_reset_sei(h);
540
541     avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
542
543     h->nb_slice_ctx = (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE) ?  H264_MAX_THREADS : 1;
544     h->slice_ctx = av_mallocz_array(h->nb_slice_ctx, sizeof(*h->slice_ctx));
545     if (!h->slice_ctx) {
546         h->nb_slice_ctx = 0;
547         return AVERROR(ENOMEM);
548     }
549
550     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
551         h->DPB[i].f = av_frame_alloc();
552         if (!h->DPB[i].f)
553             return AVERROR(ENOMEM);
554     }
555
556     h->cur_pic.f = av_frame_alloc();
557     if (!h->cur_pic.f)
558         return AVERROR(ENOMEM);
559
560     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++)
561         h->slice_ctx[i].h264 = h;
562
563     return 0;
564 }
565
566 static AVOnce h264_vlc_init = AV_ONCE_INIT;
567
568 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx)
569 {
570     H264Context *h = avctx->priv_data;
571     int ret;
572
573     ret = h264_init_context(avctx, h);
574     if (ret < 0)
575         return ret;
576
577     /* set defaults */
578     if (!avctx->has_b_frames)
579         h->low_delay = 1;
580
581     ret = ff_thread_once(&h264_vlc_init, ff_h264_decode_init_vlc);
582     if (ret != 0) {
583         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "pthread_once has failed.");
584         return AVERROR_UNKNOWN;
585     }
586
587     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
588         if (avctx->ticks_per_frame == 1)
589             h->avctx->framerate.num *= 2;
590         avctx->ticks_per_frame = 2;
591     }
592
593     if (avctx->extradata_size > 0 && avctx->extradata) {
594        ret = ff_h264_decode_extradata(h);
595        if (ret < 0) {
596            ff_h264_free_context(h);
597            return ret;
598        }
599     }
600
601     if (h->sps.bitstream_restriction_flag &&
602         h->avctx->has_b_frames < h->sps.num_reorder_frames) {
603         h->avctx->has_b_frames = h->sps.num_reorder_frames;
604         h->low_delay           = 0;
605     }
606
607     avctx->internal->allocate_progress = 1;
608
609     if (h->enable_er) {
610         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
611                "Error resilience is enabled. It is unsafe and unsupported and may crash. "
612                "Use it at your own risk\n");
613     }
614
615     return 0;
616 }
617
618 static int decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
619 {
620     H264Context *h = avctx->priv_data;
621     int ret;
622
623     if (!avctx->internal->is_copy)
624         return 0;
625
626     memset(h, 0, sizeof(*h));
627
628     ret = h264_init_context(avctx, h);
629     if (ret < 0)
630         return ret;
631
632     h->context_initialized = 0;
633
634     return 0;
635 }
636
637 /**
638  * Run setup operations that must be run after slice header decoding.
639  * This includes finding the next displayed frame.
640  *
641  * @param h h264 master context
642  * @param setup_finished enough NALs have been read that we can call
643  * ff_thread_finish_setup()
644  */
645 static void decode_postinit(H264Context *h, int setup_finished)
646 {
647     H264Picture *out = h->cur_pic_ptr;
648     H264Picture *cur = h->cur_pic_ptr;
649     int i, pics, out_of_order, out_idx;
650     int invalid = 0, cnt = 0;
651
652     h->cur_pic_ptr->f->pict_type = h->pict_type;
653
654     if (h->next_output_pic)
655         return;
656
657     if (cur->field_poc[0] == INT_MAX || cur->field_poc[1] == INT_MAX) {
658         /* FIXME: if we have two PAFF fields in one packet, we can't start
659          * the next thread here. If we have one field per packet, we can.
660          * The check in decode_nal_units() is not good enough to find this
661          * yet, so we assume the worst for now. */
662         // if (setup_finished)
663         //    ff_thread_finish_setup(h->avctx);
664         return;
665     }
666
667     cur->f->interlaced_frame = 0;
668     cur->f->repeat_pict      = 0;
669
670     /* Signal interlacing information externally. */
671     /* Prioritize picture timing SEI information over used
672      * decoding process if it exists. */
673
674     if (h->sps.pic_struct_present_flag) {
675         switch (h->sei_pic_struct) {
676         case SEI_PIC_STRUCT_FRAME:
677             break;
678         case SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD:
679         case SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD:
680             cur->f->interlaced_frame = 1;
681             break;
682         case SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM:
683         case SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP:
684             if (FIELD_OR_MBAFF_PICTURE(h))
685                 cur->f->interlaced_frame = 1;
686             else
687                 // try to flag soft telecine progressive
688                 cur->f->interlaced_frame = h->prev_interlaced_frame;
689             break;
690         case SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP:
691         case SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM:
692             /* Signal the possibility of telecined film externally
693              * (pic_struct 5,6). From these hints, let the applications
694              * decide if they apply deinterlacing. */
695             cur->f->repeat_pict = 1;
696             break;
697         case SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING:
698             cur->f->repeat_pict = 2;
699             break;
700         case SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING:
701             cur->f->repeat_pict = 4;
702             break;
703         }
704
705         if ((h->sei_ct_type & 3) &&
706             h->sei_pic_struct <= SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP)
707             cur->f->interlaced_frame = (h->sei_ct_type & (1 << 1)) != 0;
708     } else {
709         /* Derive interlacing flag from used decoding process. */
710         cur->f->interlaced_frame = FIELD_OR_MBAFF_PICTURE(h);
711     }
712     h->prev_interlaced_frame = cur->f->interlaced_frame;
713
714     if (cur->field_poc[0] != cur->field_poc[1]) {
715         /* Derive top_field_first from field pocs. */
716         cur->f->top_field_first = cur->field_poc[0] < cur->field_poc[1];
717     } else {
718         if (cur->f->interlaced_frame || h->sps.pic_struct_present_flag) {
719             /* Use picture timing SEI information. Even if it is a
720              * information of a past frame, better than nothing. */
721             if (h->sei_pic_struct == SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM ||
722                 h->sei_pic_struct == SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP)
723                 cur->f->top_field_first = 1;
724             else
725                 cur->f->top_field_first = 0;
726         } else {
727             /* Most likely progressive */
728             cur->f->top_field_first = 0;
729         }
730     }
731
732     if (h->sei_frame_packing_present &&
733         h->frame_packing_arrangement_type >= 0 &&
734         h->frame_packing_arrangement_type <= 6 &&
735         h->content_interpretation_type > 0 &&
736         h->content_interpretation_type < 3) {
737         AVStereo3D *stereo = av_stereo3d_create_side_data(cur->f);
738         if (!stereo)
739             return;
740
741         switch (h->frame_packing_arrangement_type) {
742         case 0:
743             stereo->type = AV_STEREO3D_CHECKERBOARD;
744             break;
745         case 1:
746             stereo->type = AV_STEREO3D_COLUMNS;
747             break;
748         case 2:
749             stereo->type = AV_STEREO3D_LINES;
750             break;
751         case 3:
752             if (h->quincunx_subsampling)
753                 stereo->type = AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE_QUINCUNX;
754             else
755                 stereo->type = AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE;
756             break;
757         case 4:
758             stereo->type = AV_STEREO3D_TOPBOTTOM;
759             break;
760         case 5:
761             stereo->type = AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE;
762             break;
763         case 6:
764             stereo->type = AV_STEREO3D_2D;
765             break;
766         }
767
768         if (h->content_interpretation_type == 2)
769             stereo->flags = AV_STEREO3D_FLAG_INVERT;
770     }
771
772     if (h->sei_display_orientation_present &&
773         (h->sei_anticlockwise_rotation || h->sei_hflip || h->sei_vflip)) {
774         double angle = h->sei_anticlockwise_rotation * 360 / (double) (1 << 16);
775         AVFrameSideData *rotation = av_frame_new_side_data(cur->f,
776                                                            AV_FRAME_DATA_DISPLAYMATRIX,
777                                                            sizeof(int32_t) * 9);
778         if (!rotation)
779             return;
780
781         av_display_rotation_set((int32_t *)rotation->data, angle);
782         av_display_matrix_flip((int32_t *)rotation->data,
783                                h->sei_hflip, h->sei_vflip);
784     }
785
786     if (h->sei_reguserdata_afd_present) {
787         AVFrameSideData *sd = av_frame_new_side_data(cur->f, AV_FRAME_DATA_AFD,
788                                                      sizeof(uint8_t));
789         if (!sd)
790             return;
791
792         *sd->data = h->active_format_description;
793         h->sei_reguserdata_afd_present = 0;
794     }
795
796     if (h->a53_caption) {
797         AVFrameSideData *sd = av_frame_new_side_data(cur->f,
798                                                      AV_FRAME_DATA_A53_CC,
799                                                      h->a53_caption_size);
800         if (!sd)
801             return;
802
803         memcpy(sd->data, h->a53_caption, h->a53_caption_size);
804         av_freep(&h->a53_caption);
805         h->a53_caption_size = 0;
806     }
807
808     // FIXME do something with unavailable reference frames
809
810     /* Sort B-frames into display order */
811     if (h->sps.bitstream_restriction_flag ||
812         h->avctx->strict_std_compliance >= FF_COMPLIANCE_NORMAL) {
813         h->avctx->has_b_frames = FFMAX(h->avctx->has_b_frames, h->sps.num_reorder_frames);
814     }
815     h->low_delay = !h->avctx->has_b_frames;
816
817     pics = 0;
818     while (h->delayed_pic[pics])
819         pics++;
820
821     assert(pics <= MAX_DELAYED_PIC_COUNT);
822
823     h->delayed_pic[pics++] = cur;
824     if (cur->reference == 0)
825         cur->reference = DELAYED_PIC_REF;
826
827     /* Frame reordering. This code takes pictures from coding order and sorts
828      * them by their incremental POC value into display order. It supports POC
829      * gaps, MMCO reset codes and random resets.
830      * A "display group" can start either with a IDR frame (f.key_frame = 1),
831      * and/or can be closed down with a MMCO reset code. In sequences where
832      * there is no delay, we can't detect that (since the frame was already
833      * output to the user), so we also set h->mmco_reset to detect the MMCO
834      * reset code.
835      * FIXME: if we detect insufficient delays (as per h->avctx->has_b_frames),
836      * we increase the delay between input and output. All frames affected by
837      * the lag (e.g. those that should have been output before another frame
838      * that we already returned to the user) will be dropped. This is a bug
839      * that we will fix later. */
840     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++) {
841         cnt     += out->poc < h->last_pocs[i];
842         invalid += out->poc == INT_MIN;
843     }
844     if (!h->mmco_reset && !cur->f->key_frame &&
845         cnt + invalid == MAX_DELAYED_PIC_COUNT && cnt > 0) {
846         h->mmco_reset = 2;
847         if (pics > 1)
848             h->delayed_pic[pics - 2]->mmco_reset = 2;
849     }
850     if (h->mmco_reset || cur->f->key_frame) {
851         for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
852             h->last_pocs[i] = INT_MIN;
853         cnt     = 0;
854         invalid = MAX_DELAYED_PIC_COUNT;
855     }
856     out     = h->delayed_pic[0];
857     out_idx = 0;
858     for (i = 1; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT &&
859                 h->delayed_pic[i] &&
860                 !h->delayed_pic[i - 1]->mmco_reset &&
861                 !h->delayed_pic[i]->f->key_frame;
862          i++)
863         if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
864             out     = h->delayed_pic[i];
865             out_idx = i;
866         }
867     if (h->avctx->has_b_frames == 0 &&
868         (h->delayed_pic[0]->f->key_frame || h->mmco_reset))
869         h->next_outputed_poc = INT_MIN;
870     out_of_order = !out->f->key_frame && !h->mmco_reset &&
871                    (out->poc < h->next_outputed_poc);
872
873     if (h->sps.bitstream_restriction_flag &&
874         h->avctx->has_b_frames >= h->sps.num_reorder_frames) {
875     } else if (out_of_order && pics - 1 == h->avctx->has_b_frames &&
876                h->avctx->has_b_frames < MAX_DELAYED_PIC_COUNT) {
877         if (invalid + cnt < MAX_DELAYED_PIC_COUNT) {
878             h->avctx->has_b_frames = FFMAX(h->avctx->has_b_frames, cnt);
879         }
880         h->low_delay = 0;
881     } else if (h->low_delay &&
882                ((h->next_outputed_poc != INT_MIN &&
883                  out->poc > h->next_outputed_poc + 2) ||
884                 cur->f->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B)) {
885         h->low_delay = 0;
886         h->avctx->has_b_frames++;
887     }
888
889     if (pics > h->avctx->has_b_frames) {
890         out->reference &= ~DELAYED_PIC_REF;
891         // for frame threading, the owner must be the second field's thread or
892         // else the first thread can release the picture and reuse it unsafely
893         for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
894             h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
895     }
896     memmove(h->last_pocs, &h->last_pocs[1],
897             sizeof(*h->last_pocs) * (MAX_DELAYED_PIC_COUNT - 1));
898     h->last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT - 1] = cur->poc;
899     if (!out_of_order && pics > h->avctx->has_b_frames) {
900         h->next_output_pic = out;
901         if (out->mmco_reset) {
902             if (out_idx > 0) {
903                 h->next_outputed_poc                    = out->poc;
904                 h->delayed_pic[out_idx - 1]->mmco_reset = out->mmco_reset;
905             } else {
906                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
907             }
908         } else {
909             if (out_idx == 0 && pics > 1 && h->delayed_pic[0]->f->key_frame) {
910                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
911             } else {
912                 h->next_outputed_poc = out->poc;
913             }
914         }
915         h->mmco_reset = 0;
916     } else {
917         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "no picture\n");
918     }
919
920     if (h->next_output_pic) {
921         if (h->next_output_pic->recovered) {
922             // We have reached an recovery point and all frames after it in
923             // display order are "recovered".
924             h->frame_recovered |= FRAME_RECOVERED_SEI;
925         }
926         h->next_output_pic->recovered |= !!(h->frame_recovered & FRAME_RECOVERED_SEI);
927     }
928
929     if (setup_finished && !h->avctx->hwaccel) {
930         ff_thread_finish_setup(h->avctx);
931
932         if (h->avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
933             h->setup_finished = 1;
934     }
935 }
936
937 /**
938  * instantaneous decoder refresh.
939  */
940 static void idr(H264Context *h)
941 {
942     ff_h264_remove_all_refs(h);
943     h->prev_frame_num        =
944     h->prev_frame_num_offset =
945     h->prev_poc_msb          =
946     h->prev_poc_lsb          = 0;
947 }
948
949 /* forget old pics after a seek */
950 void ff_h264_flush_change(H264Context *h)
951 {
952     int i;
953     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
954         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
955     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
956     h->prev_interlaced_frame = 1;
957     idr(h);
958     if (h->cur_pic_ptr)
959         h->cur_pic_ptr->reference = 0;
960     h->first_field = 0;
961     ff_h264_reset_sei(h);
962     h->recovery_frame = -1;
963     h->frame_recovered = 0;
964 }
965
966 /* forget old pics after a seek */
967 static void flush_dpb(AVCodecContext *avctx)
968 {
969     H264Context *h = avctx->priv_data;
970     int i;
971
972     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
973
974     ff_h264_flush_change(h);
975
976     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++)
977         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
978     h->cur_pic_ptr = NULL;
979     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
980
981     h->mb_y = 0;
982
983     ff_h264_free_tables(h);
984     h->context_initialized = 0;
985 }
986
987 int ff_init_poc(H264Context *h, int pic_field_poc[2], int *pic_poc)
988 {
989     const int max_frame_num = 1 << h->sps.log2_max_frame_num;
990     int field_poc[2];
991
992     h->frame_num_offset = h->prev_frame_num_offset;
993     if (h->frame_num < h->prev_frame_num)
994         h->frame_num_offset += max_frame_num;
995
996     if (h->sps.poc_type == 0) {
997         const int max_poc_lsb = 1 << h->sps.log2_max_poc_lsb;
998
999         if (h->poc_lsb < h->prev_poc_lsb &&
1000             h->prev_poc_lsb - h->poc_lsb >= max_poc_lsb / 2)
1001             h->poc_msb = h->prev_poc_msb + max_poc_lsb;
1002         else if (h->poc_lsb > h->prev_poc_lsb &&
1003                  h->prev_poc_lsb - h->poc_lsb < -max_poc_lsb / 2)
1004             h->poc_msb = h->prev_poc_msb - max_poc_lsb;
1005         else
1006             h->poc_msb = h->prev_poc_msb;
1007         field_poc[0] =
1008         field_poc[1] = h->poc_msb + h->poc_lsb;
1009         if (h->picture_structure == PICT_FRAME)
1010             field_poc[1] += h->delta_poc_bottom;
1011     } else if (h->sps.poc_type == 1) {
1012         int abs_frame_num, expected_delta_per_poc_cycle, expectedpoc;
1013         int i;
1014
1015         if (h->sps.poc_cycle_length != 0)
1016             abs_frame_num = h->frame_num_offset + h->frame_num;
1017         else
1018             abs_frame_num = 0;
1019
1020         if (h->nal_ref_idc == 0 && abs_frame_num > 0)
1021             abs_frame_num--;
1022
1023         expected_delta_per_poc_cycle = 0;
1024         for (i = 0; i < h->sps.poc_cycle_length; i++)
1025             // FIXME integrate during sps parse
1026             expected_delta_per_poc_cycle += h->sps.offset_for_ref_frame[i];
1027
1028         if (abs_frame_num > 0) {
1029             int poc_cycle_cnt          = (abs_frame_num - 1) / h->sps.poc_cycle_length;
1030             int frame_num_in_poc_cycle = (abs_frame_num - 1) % h->sps.poc_cycle_length;
1031
1032             expectedpoc = poc_cycle_cnt * expected_delta_per_poc_cycle;
1033             for (i = 0; i <= frame_num_in_poc_cycle; i++)
1034                 expectedpoc = expectedpoc + h->sps.offset_for_ref_frame[i];
1035         } else
1036             expectedpoc = 0;
1037
1038         if (h->nal_ref_idc == 0)
1039             expectedpoc = expectedpoc + h->sps.offset_for_non_ref_pic;
1040
1041         field_poc[0] = expectedpoc + h->delta_poc[0];
1042         field_poc[1] = field_poc[0] + h->sps.offset_for_top_to_bottom_field;
1043
1044         if (h->picture_structure == PICT_FRAME)
1045             field_poc[1] += h->delta_poc[1];
1046     } else {
1047         int poc = 2 * (h->frame_num_offset + h->frame_num);
1048
1049         if (!h->nal_ref_idc)
1050             poc--;
1051
1052         field_poc[0] = poc;
1053         field_poc[1] = poc;
1054     }
1055
1056     if (h->picture_structure != PICT_BOTTOM_FIELD)
1057         pic_field_poc[0] = field_poc[0];
1058     if (h->picture_structure != PICT_TOP_FIELD)
1059         pic_field_poc[1] = field_poc[1];
1060     *pic_poc = FFMIN(pic_field_poc[0], pic_field_poc[1]);
1061
1062     return 0;
1063 }
1064
1065 /**
1066  * Compute profile from profile_idc and constraint_set?_flags.
1067  *
1068  * @param sps SPS
1069  *
1070  * @return profile as defined by FF_PROFILE_H264_*
1071  */
1072 int ff_h264_get_profile(SPS *sps)
1073 {
1074     int profile = sps->profile_idc;
1075
1076     switch (sps->profile_idc) {
1077     case FF_PROFILE_H264_BASELINE:
1078         // constraint_set1_flag set to 1
1079         profile |= (sps->constraint_set_flags & 1 << 1) ? FF_PROFILE_H264_CONSTRAINED : 0;
1080         break;
1081     case FF_PROFILE_H264_HIGH_10:
1082     case FF_PROFILE_H264_HIGH_422:
1083     case FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE:
1084         // constraint_set3_flag set to 1
1085         profile |= (sps->constraint_set_flags & 1 << 3) ? FF_PROFILE_H264_INTRA : 0;
1086         break;
1087     }
1088
1089     return profile;
1090 }
1091
1092 int ff_set_ref_count(H264Context *h, H264SliceContext *sl)
1093 {
1094     int ref_count[2], list_count;
1095     int num_ref_idx_active_override_flag, max_refs;
1096
1097     // set defaults, might be overridden a few lines later
1098     ref_count[0] = h->pps.ref_count[0];
1099     ref_count[1] = h->pps.ref_count[1];
1100
1101     if (sl->slice_type_nos != AV_PICTURE_TYPE_I) {
1102         if (sl->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B)
1103             sl->direct_spatial_mv_pred = get_bits1(&sl->gb);
1104         num_ref_idx_active_override_flag = get_bits1(&sl->gb);
1105
1106         if (num_ref_idx_active_override_flag) {
1107             ref_count[0] = get_ue_golomb(&sl->gb) + 1;
1108             if (ref_count[0] < 1)
1109                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1110             if (sl->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B) {
1111                 ref_count[1] = get_ue_golomb(&sl->gb) + 1;
1112                 if (ref_count[1] < 1)
1113                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1114             }
1115         }
1116
1117         if (sl->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B)
1118             list_count = 2;
1119         else
1120             list_count = 1;
1121     } else {
1122         list_count   = 0;
1123         ref_count[0] = ref_count[1] = 0;
1124     }
1125
1126     max_refs = h->picture_structure == PICT_FRAME ? 16 : 32;
1127
1128     if (ref_count[0] > max_refs || ref_count[1] > max_refs) {
1129         av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "reference overflow\n");
1130         sl->ref_count[0] = sl->ref_count[1] = 0;
1131         return AVERROR_INVALIDDATA;
1132     }
1133
1134     if (list_count   != sl->list_count   ||
1135         ref_count[0] != sl->ref_count[0] ||
1136         ref_count[1] != sl->ref_count[1]) {
1137         sl->ref_count[0] = ref_count[0];
1138         sl->ref_count[1] = ref_count[1];
1139         sl->list_count   = list_count;
1140         return 1;
1141     }
1142
1143     return 0;
1144 }
1145
1146 static int find_start_code(const uint8_t *buf, int buf_size,
1147                            int buf_index, int next_avc)
1148 {
1149     // start code prefix search
1150     for (; buf_index + 3 < next_avc; buf_index++)
1151         // This should always succeed in the first iteration.
1152         if (buf[buf_index]     == 0 &&
1153             buf[buf_index + 1] == 0 &&
1154             buf[buf_index + 2] == 1)
1155             break;
1156
1157     if (buf_index + 3 >= buf_size)
1158         return buf_size;
1159
1160     return buf_index + 3;
1161 }
1162
1163 static int get_avc_nalsize(H264Context *h, const uint8_t *buf,
1164                            int buf_size, int *buf_index)
1165 {
1166     int i, nalsize = 0;
1167
1168     if (*buf_index >= buf_size - h->nal_length_size) {
1169         // the end of the buffer is reached, refill it.
1170         return AVERROR(EAGAIN);
1171     }
1172
1173     for (i = 0; i < h->nal_length_size; i++)
1174         nalsize = (nalsize << 8) | buf[(*buf_index)++];
1175     if (nalsize <= 0 || nalsize > buf_size - *buf_index) {
1176         av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR,
1177                "AVC: nal size %d\n", nalsize);
1178         return AVERROR_INVALIDDATA;
1179     }
1180     return nalsize;
1181 }
1182
1183 static int get_bit_length(H264Context *h, const uint8_t *buf,
1184                           const uint8_t *ptr, int dst_length,
1185                           int i, int next_avc)
1186 {
1187     if ((h->workaround_bugs & FF_BUG_AUTODETECT) && i + 3 < next_avc &&
1188         buf[i]     == 0x00 && buf[i + 1] == 0x00 &&
1189         buf[i + 2] == 0x01 && buf[i + 3] == 0xE0)
1190         h->workaround_bugs |= FF_BUG_TRUNCATED;
1191
1192     if (!(h->workaround_bugs & FF_BUG_TRUNCATED))
1193         while (dst_length > 0 && ptr[dst_length - 1] == 0)
1194             dst_length--;
1195
1196     if (!dst_length)
1197         return 0;
1198
1199     return 8 * dst_length - decode_rbsp_trailing(h, ptr + dst_length - 1);
1200 }
1201
1202 static int get_last_needed_nal(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size)
1203 {
1204     int next_avc    = h->is_avc ? 0 : buf_size;
1205     int nal_index   = 0;
1206     int buf_index   = 0;
1207     int nals_needed = 0;
1208
1209     while(1) {
1210         GetBitContext gb;
1211         int nalsize = 0;
1212         int dst_length, bit_length, consumed;
1213         const uint8_t *ptr;
1214
1215         if (buf_index >= next_avc) {
1216             nalsize = get_avc_nalsize(h, buf, buf_size, &buf_index);
1217             if (nalsize < 0)
1218                 break;
1219             next_avc = buf_index + nalsize;
1220         } else {
1221             buf_index = find_start_code(buf, buf_size, buf_index, next_avc);
1222             if (buf_index >= buf_size)
1223                 break;
1224         }
1225
1226         ptr = ff_h264_decode_nal(h, &h->slice_ctx[0], buf + buf_index, &dst_length, &consumed,
1227                                  next_avc - buf_index);
1228
1229         if (!ptr || dst_length < 0)
1230             return AVERROR_INVALIDDATA;
1231
1232         buf_index += consumed;
1233
1234         bit_length = get_bit_length(h, buf, ptr, dst_length,
1235                                     buf_index, next_avc);
1236         nal_index++;
1237
1238         /* packets can sometimes contain multiple PPS/SPS,
1239          * e.g. two PAFF field pictures in one packet, or a demuxer
1240          * which splits NALs strangely if so, when frame threading we
1241          * can't start the next thread until we've read all of them */
1242         switch (h->nal_unit_type) {
1243         case NAL_SPS:
1244         case NAL_PPS:
1245             nals_needed = nal_index;
1246             break;
1247         case NAL_DPA:
1248         case NAL_IDR_SLICE:
1249         case NAL_SLICE:
1250             init_get_bits(&gb, ptr, bit_length);
1251             if (!get_ue_golomb(&gb))
1252                 nals_needed = nal_index;
1253         }
1254     }
1255
1256     return nals_needed;
1257 }
1258
1259 static int decode_nal_units(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size,
1260                             int parse_extradata)
1261 {
1262     AVCodecContext *const avctx = h->avctx;
1263     H264SliceContext *sl;
1264     int buf_index;
1265     unsigned context_count;
1266     int next_avc;
1267     int nals_needed = 0; ///< number of NALs that need decoding before the next frame thread starts
1268     int nal_index;
1269     int ret = 0;
1270
1271     h->max_contexts = h->slice_context_count;
1272     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)) {
1273         h->current_slice = 0;
1274         if (!h->first_field)
1275             h->cur_pic_ptr = NULL;
1276         ff_h264_reset_sei(h);
1277     }
1278
1279     if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
1280         nals_needed = get_last_needed_nal(h, buf, buf_size);
1281
1282     {
1283         buf_index     = 0;
1284         context_count = 0;
1285         next_avc      = h->is_avc ? 0 : buf_size;
1286         nal_index     = 0;
1287         for (;;) {
1288             int consumed;
1289             int dst_length;
1290             int bit_length;
1291             const uint8_t *ptr;
1292             int nalsize = 0;
1293             int err;
1294
1295             if (buf_index >= next_avc) {
1296                 nalsize = get_avc_nalsize(h, buf, buf_size, &buf_index);
1297                 if (nalsize < 0)
1298                     break;
1299                 next_avc = buf_index + nalsize;
1300             } else {
1301                 buf_index = find_start_code(buf, buf_size, buf_index, next_avc);
1302                 if (buf_index >= buf_size)
1303                     break;
1304                 if (buf_index >= next_avc)
1305                     continue;
1306             }
1307
1308             sl = &h->slice_ctx[context_count];
1309
1310             ptr = ff_h264_decode_nal(h, sl, buf + buf_index, &dst_length,
1311                                      &consumed, next_avc - buf_index);
1312             if (!ptr || dst_length < 0) {
1313                 ret = -1;
1314                 goto end;
1315             }
1316
1317             bit_length = get_bit_length(h, buf, ptr, dst_length,
1318                                         buf_index + consumed, next_avc);
1319
1320             if (h->avctx->debug & FF_DEBUG_STARTCODE)
1321                 av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG,
1322                        "NAL %d at %d/%d length %d\n",
1323                        h->nal_unit_type, buf_index, buf_size, dst_length);
1324
1325             if (h->is_avc && (nalsize != consumed) && nalsize)
1326                 av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG,
1327                        "AVC: Consumed only %d bytes instead of %d\n",
1328                        consumed, nalsize);
1329
1330             buf_index += consumed;
1331             nal_index++;
1332
1333             if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF &&
1334                 h->nal_ref_idc == 0 &&
1335                 h->nal_unit_type != NAL_SEI)
1336                 continue;
1337
1338 again:
1339             /* Ignore every NAL unit type except PPS and SPS during extradata
1340              * parsing. Decoding slices is not possible in codec init
1341              * with frame-mt */
1342             if (parse_extradata && HAVE_THREADS &&
1343                 (h->avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME) &&
1344                 (h->nal_unit_type != NAL_PPS &&
1345                  h->nal_unit_type != NAL_SPS)) {
1346                 if (h->nal_unit_type < NAL_AUD ||
1347                     h->nal_unit_type > NAL_AUXILIARY_SLICE)
1348                     av_log(avctx, AV_LOG_INFO,
1349                            "Ignoring NAL unit %d during extradata parsing\n",
1350                            h->nal_unit_type);
1351                 h->nal_unit_type = NAL_FF_IGNORE;
1352             }
1353             err = 0;
1354             switch (h->nal_unit_type) {
1355             case NAL_IDR_SLICE:
1356                 if (h->nal_unit_type != NAL_IDR_SLICE) {
1357                     av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR,
1358                            "Invalid mix of idr and non-idr slices\n");
1359                     ret = -1;
1360                     goto end;
1361                 }
1362                 idr(h); // FIXME ensure we don't lose some frames if there is reordering
1363             case NAL_SLICE:
1364                 init_get_bits(&sl->gb, ptr, bit_length);
1365
1366                 if ((err = ff_h264_decode_slice_header(h, sl)))
1367                     break;
1368
1369                 if (h->sei_recovery_frame_cnt >= 0 && h->recovery_frame < 0) {
1370                     h->recovery_frame = (h->frame_num + h->sei_recovery_frame_cnt) &
1371                                         ((1 << h->sps.log2_max_frame_num) - 1);
1372                 }
1373
1374                 h->cur_pic_ptr->f->key_frame |=
1375                     (h->nal_unit_type == NAL_IDR_SLICE) ||
1376                     (h->sei_recovery_frame_cnt >= 0);
1377
1378                 if (h->nal_unit_type == NAL_IDR_SLICE ||
1379                     h->recovery_frame == h->frame_num) {
1380                     h->recovery_frame         = -1;
1381                     h->cur_pic_ptr->recovered = 1;
1382                 }
1383                 // If we have an IDR, all frames after it in decoded order are
1384                 // "recovered".
1385                 if (h->nal_unit_type == NAL_IDR_SLICE)
1386                     h->frame_recovered |= FRAME_RECOVERED_IDR;
1387                 h->cur_pic_ptr->recovered |= !!(h->frame_recovered & FRAME_RECOVERED_IDR);
1388
1389                 if (h->current_slice == 1) {
1390                     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS))
1391                         decode_postinit(h, nal_index >= nals_needed);
1392
1393                     if (h->avctx->hwaccel &&
1394                         (ret = h->avctx->hwaccel->start_frame(h->avctx, NULL, 0)) < 0)
1395                         return ret;
1396                 }
1397
1398                 if (sl->redundant_pic_count == 0 &&
1399                     (avctx->skip_frame < AVDISCARD_NONREF ||
1400                      h->nal_ref_idc) &&
1401                     (avctx->skip_frame < AVDISCARD_BIDIR  ||
1402                      sl->slice_type_nos != AV_PICTURE_TYPE_B) &&
1403                     (avctx->skip_frame < AVDISCARD_NONKEY ||
1404                      h->cur_pic_ptr->f->key_frame) &&
1405                     avctx->skip_frame < AVDISCARD_ALL) {
1406                     if (avctx->hwaccel) {
1407                         ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx,
1408                                                            &buf[buf_index - consumed],
1409                                                            consumed);
1410                         if (ret < 0)
1411                             return ret;
1412                     } else
1413                         context_count++;
1414                 }
1415                 break;
1416             case NAL_DPA:
1417             case NAL_DPB:
1418             case NAL_DPC:
1419                 avpriv_request_sample(avctx, "data partitioning");
1420                 ret = AVERROR(ENOSYS);
1421                 goto end;
1422                 break;
1423             case NAL_SEI:
1424                 init_get_bits(&h->gb, ptr, bit_length);
1425                 ret = ff_h264_decode_sei(h);
1426                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
1427                     goto end;
1428                 break;
1429             case NAL_SPS:
1430                 init_get_bits(&h->gb, ptr, bit_length);
1431                 ret = ff_h264_decode_seq_parameter_set(h);
1432                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
1433                     goto end;
1434                 break;
1435             case NAL_PPS:
1436                 init_get_bits(&h->gb, ptr, bit_length);
1437                 ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(h, bit_length);
1438                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
1439                     goto end;
1440                 break;
1441             case NAL_AUD:
1442             case NAL_END_SEQUENCE:
1443             case NAL_END_STREAM:
1444             case NAL_FILLER_DATA:
1445             case NAL_SPS_EXT:
1446             case NAL_AUXILIARY_SLICE:
1447                 break;
1448             case NAL_FF_IGNORE:
1449                 break;
1450             default:
1451                 av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Unknown NAL code: %d (%d bits)\n",
1452                        h->nal_unit_type, bit_length);
1453             }
1454
1455             if (context_count == h->max_contexts) {
1456                 ret = ff_h264_execute_decode_slices(h, context_count);
1457                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
1458                     goto end;
1459                 context_count = 0;
1460             }
1461
1462             if (err < 0) {
1463                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode_slice_header error\n");
1464                 sl->ref_count[0] = sl->ref_count[1] = sl->list_count = 0;
1465             } else if (err == 1) {
1466                 /* Slice could not be decoded in parallel mode, restart. Note
1467                  * that rbsp_buffer is not transferred, but since we no longer
1468                  * run in parallel mode this should not be an issue. */
1469                 sl               = &h->slice_ctx[0];
1470                 goto again;
1471             }
1472         }
1473     }
1474     if (context_count) {
1475         ret = ff_h264_execute_decode_slices(h, context_count);
1476         if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
1477             goto end;
1478     }
1479
1480     ret = 0;
1481 end:
1482     /* clean up */
1483     if (h->cur_pic_ptr && !h->droppable) {
1484         ff_thread_report_progress(&h->cur_pic_ptr->tf, INT_MAX,
1485                                   h->picture_structure == PICT_BOTTOM_FIELD);
1486     }
1487
1488     return (ret < 0) ? ret : buf_index;
1489 }
1490
1491 /**
1492  * Return the number of bytes consumed for building the current frame.
1493  */
1494 static int get_consumed_bytes(int pos, int buf_size)
1495 {
1496     if (pos == 0)
1497         pos = 1;        // avoid infinite loops (I doubt that is needed but...)
1498     if (pos + 10 > buf_size)
1499         pos = buf_size; // oops ;)
1500
1501     return pos;
1502 }
1503
1504 static int output_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, AVFrame *src)
1505 {
1506     int i;
1507     int ret = av_frame_ref(dst, src);
1508     if (ret < 0)
1509         return ret;
1510
1511     if (!h->sps.crop)
1512         return 0;
1513
1514     for (i = 0; i < 3; i++) {
1515         int hshift = (i > 0) ? h->chroma_x_shift : 0;
1516         int vshift = (i > 0) ? h->chroma_y_shift : 0;
1517         int off    = ((h->sps.crop_left >> hshift) << h->pixel_shift) +
1518                      (h->sps.crop_top >> vshift) * dst->linesize[i];
1519         dst->data[i] += off;
1520     }
1521     return 0;
1522 }
1523
1524 static int h264_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1525                              int *got_frame, AVPacket *avpkt)
1526 {
1527     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1528     int buf_size       = avpkt->size;
1529     H264Context *h     = avctx->priv_data;
1530     AVFrame *pict      = data;
1531     int buf_index      = 0;
1532     int ret;
1533
1534     h->flags = avctx->flags;
1535     h->setup_finished = 0;
1536
1537     /* end of stream, output what is still in the buffers */
1538 out:
1539     if (buf_size == 0) {
1540         H264Picture *out;
1541         int i, out_idx;
1542
1543         h->cur_pic_ptr = NULL;
1544
1545         // FIXME factorize this with the output code below
1546         out     = h->delayed_pic[0];
1547         out_idx = 0;
1548         for (i = 1;
1549              h->delayed_pic[i] &&
1550              !h->delayed_pic[i]->f->key_frame &&
1551              !h->delayed_pic[i]->mmco_reset;
1552              i++)
1553             if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
1554                 out     = h->delayed_pic[i];
1555                 out_idx = i;
1556             }
1557
1558         for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
1559             h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
1560
1561         if (out) {
1562             ret = output_frame(h, pict, out->f);
1563             if (ret < 0)
1564                 return ret;
1565             *got_frame = 1;
1566         }
1567
1568         return buf_index;
1569     }
1570
1571     buf_index = decode_nal_units(h, buf, buf_size, 0);
1572     if (buf_index < 0)
1573         return AVERROR_INVALIDDATA;
1574
1575     if (!h->cur_pic_ptr && h->nal_unit_type == NAL_END_SEQUENCE) {
1576         buf_size = 0;
1577         goto out;
1578     }
1579
1580     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) && !h->cur_pic_ptr) {
1581         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF)
1582             return 0;
1583         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "no frame!\n");
1584         return AVERROR_INVALIDDATA;
1585     }
1586
1587     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) ||
1588         (h->mb_y >= h->mb_height && h->mb_height)) {
1589         if (avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)
1590             decode_postinit(h, 1);
1591
1592         ff_h264_field_end(h, &h->slice_ctx[0], 0);
1593
1594         *got_frame = 0;
1595         if (h->next_output_pic && ((avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_OUTPUT_CORRUPT) ||
1596                                    h->next_output_pic->recovered)) {
1597             if (!h->next_output_pic->recovered)
1598                 h->next_output_pic->f->flags |= AV_FRAME_FLAG_CORRUPT;
1599
1600             ret = output_frame(h, pict, h->next_output_pic->f);
1601             if (ret < 0)
1602                 return ret;
1603             *got_frame = 1;
1604         }
1605     }
1606
1607     assert(pict->buf[0] || !*got_frame);
1608
1609     return get_consumed_bytes(buf_index, buf_size);
1610 }
1611
1612 av_cold void ff_h264_free_context(H264Context *h)
1613 {
1614     int i;
1615
1616     ff_h264_free_tables(h);
1617
1618     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
1619         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
1620         av_frame_free(&h->DPB[i].f);
1621     }
1622
1623     h->cur_pic_ptr = NULL;
1624
1625     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++)
1626         av_freep(&h->slice_ctx[i].rbsp_buffer);
1627     av_freep(&h->slice_ctx);
1628     h->nb_slice_ctx = 0;
1629
1630     for (i = 0; i < MAX_SPS_COUNT; i++)
1631         av_freep(h->sps_buffers + i);
1632
1633     for (i = 0; i < MAX_PPS_COUNT; i++)
1634         av_freep(h->pps_buffers + i);
1635 }
1636
1637 static av_cold int h264_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1638 {
1639     H264Context *h = avctx->priv_data;
1640
1641     ff_h264_free_context(h);
1642
1643     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
1644     av_frame_free(&h->cur_pic.f);
1645
1646     return 0;
1647 }
1648
1649 #define OFFSET(x) offsetof(H264Context, x)
1650 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
1651 static const AVOption h264_options[] = {
1652     { "enable_er", "Enable error resilience on damaged frames (unsafe)", OFFSET(enable_er), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, VD },
1653     { NULL },
1654 };
1655
1656 static const AVClass h264_class = {
1657     .class_name = "h264",
1658     .item_name  = av_default_item_name,
1659     .option     = h264_options,
1660     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1661 };
1662
1663 AVCodec ff_h264_decoder = {
1664     .name                  = "h264",
1665     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
1666     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1667     .id                    = AV_CODEC_ID_H264,
1668     .priv_data_size        = sizeof(H264Context),
1669     .init                  = ff_h264_decode_init,
1670     .close                 = h264_decode_end,
1671     .decode                = h264_decode_frame,
1672     .capabilities          = /*AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ AV_CODEC_CAP_DR1 |
1673                              AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS |
1674                              AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
1675     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
1676     .flush                 = flush_dpb,
1677     .init_thread_copy      = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_init_thread_copy),
1678     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(ff_h264_update_thread_context),
1679     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1680     .priv_class            = &h264_class,
1681 };