Merge commit '38efff92f1ef81f3de20ff0460ec7b70c253d714'
[ffmpeg.git] / libavcodec / h264dec.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 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 /**
23  * @file
24  * H.264 / AVC / MPEG-4 part10 codec.
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #define UNCHECKED_BITSTREAM_READER 1
29
30 #include "libavutil/avassert.h"
31 #include "libavutil/display.h"
32 #include "libavutil/imgutils.h"
33 #include "libavutil/opt.h"
34 #include "libavutil/stereo3d.h"
35 #include "libavutil/timer.h"
36 #include "internal.h"
37 #include "bytestream.h"
38 #include "cabac.h"
39 #include "cabac_functions.h"
40 #include "error_resilience.h"
41 #include "avcodec.h"
42 #include "h264.h"
43 #include "h264dec.h"
44 #include "h2645_parse.h"
45 #include "h264data.h"
46 #include "h264chroma.h"
47 #include "h264_mvpred.h"
48 #include "h264_ps.h"
49 #include "golomb.h"
50 #include "mathops.h"
51 #include "me_cmp.h"
52 #include "mpegutils.h"
53 #include "profiles.h"
54 #include "rectangle.h"
55 #include "thread.h"
56 #include "vdpau_compat.h"
57
58 static int h264_decode_end(AVCodecContext *avctx);
59
60 const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4] = { 256, 384, 512, 768 };
61
62 int avpriv_h264_has_num_reorder_frames(AVCodecContext *avctx)
63 {
64     H264Context *h = avctx->priv_data;
65     return h && h->ps.sps ? h->ps.sps->num_reorder_frames : 0;
66 }
67
68 static void h264_er_decode_mb(void *opaque, int ref, int mv_dir, int mv_type,
69                               int (*mv)[2][4][2],
70                               int mb_x, int mb_y, int mb_intra, int mb_skipped)
71 {
72     H264Context *h = opaque;
73     H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[0];
74
75     sl->mb_x = mb_x;
76     sl->mb_y = mb_y;
77     sl->mb_xy = mb_x + mb_y * h->mb_stride;
78     memset(sl->non_zero_count_cache, 0, sizeof(sl->non_zero_count_cache));
79     av_assert1(ref >= 0);
80     /* FIXME: It is possible albeit uncommon that slice references
81      * differ between slices. We take the easy approach and ignore
82      * it for now. If this turns out to have any relevance in
83      * practice then correct remapping should be added. */
84     if (ref >= sl->ref_count[0])
85         ref = 0;
86     if (!sl->ref_list[0][ref].data[0]) {
87         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Reference not available for error concealing\n");
88         ref = 0;
89     }
90     if ((sl->ref_list[0][ref].reference&3) != 3) {
91         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Reference invalid\n");
92         return;
93     }
94     fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][4 * sl->mb_xy],
95                    2, 2, 2, ref, 1);
96     fill_rectangle(&sl->ref_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, ref, 1);
97     fill_rectangle(sl->mv_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8,
98                    pack16to32((*mv)[0][0][0], (*mv)[0][0][1]), 4);
99     sl->mb_mbaff =
100     sl->mb_field_decoding_flag = 0;
101     ff_h264_hl_decode_mb(h, &h->slice_ctx[0]);
102 }
103
104 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
105                              int y, int height)
106 {
107     AVCodecContext *avctx = h->avctx;
108     const AVFrame   *src  = h->cur_pic.f;
109     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
110     int vshift = desc->log2_chroma_h;
111     const int field_pic = h->picture_structure != PICT_FRAME;
112     if (field_pic) {
113         height <<= 1;
114         y      <<= 1;
115     }
116
117     height = FFMIN(height, avctx->height - y);
118
119     if (field_pic && h->first_field && !(avctx->slice_flags & SLICE_FLAG_ALLOW_FIELD))
120         return;
121
122     if (avctx->draw_horiz_band) {
123         int offset[AV_NUM_DATA_POINTERS];
124         int i;
125
126         offset[0] = y * src->linesize[0];
127         offset[1] =
128         offset[2] = (y >> vshift) * src->linesize[1];
129         for (i = 3; i < AV_NUM_DATA_POINTERS; i++)
130             offset[i] = 0;
131
132         emms_c();
133
134         avctx->draw_horiz_band(avctx, src, offset,
135                                y, h->picture_structure, height);
136     }
137 }
138
139 void ff_h264_free_tables(H264Context *h)
140 {
141     int i;
142
143     av_freep(&h->intra4x4_pred_mode);
144     av_freep(&h->chroma_pred_mode_table);
145     av_freep(&h->cbp_table);
146     av_freep(&h->mvd_table[0]);
147     av_freep(&h->mvd_table[1]);
148     av_freep(&h->direct_table);
149     av_freep(&h->non_zero_count);
150     av_freep(&h->slice_table_base);
151     h->slice_table = NULL;
152     av_freep(&h->list_counts);
153
154     av_freep(&h->mb2b_xy);
155     av_freep(&h->mb2br_xy);
156
157     av_buffer_pool_uninit(&h->qscale_table_pool);
158     av_buffer_pool_uninit(&h->mb_type_pool);
159     av_buffer_pool_uninit(&h->motion_val_pool);
160     av_buffer_pool_uninit(&h->ref_index_pool);
161
162     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++) {
163         H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[i];
164
165         av_freep(&sl->dc_val_base);
166         av_freep(&sl->er.mb_index2xy);
167         av_freep(&sl->er.error_status_table);
168         av_freep(&sl->er.er_temp_buffer);
169
170         av_freep(&sl->bipred_scratchpad);
171         av_freep(&sl->edge_emu_buffer);
172         av_freep(&sl->top_borders[0]);
173         av_freep(&sl->top_borders[1]);
174
175         sl->bipred_scratchpad_allocated = 0;
176         sl->edge_emu_buffer_allocated   = 0;
177         sl->top_borders_allocated[0]    = 0;
178         sl->top_borders_allocated[1]    = 0;
179     }
180 }
181
182 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h)
183 {
184     const int big_mb_num = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
185     const int row_mb_num = 2*h->mb_stride*FFMAX(h->nb_slice_ctx, 1);
186     int x, y;
187
188     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->intra4x4_pred_mode,
189                       row_mb_num, 8 * sizeof(uint8_t), fail)
190     h->slice_ctx[0].intra4x4_pred_mode = h->intra4x4_pred_mode;
191
192     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->non_zero_count,
193                       big_mb_num * 48 * sizeof(uint8_t), fail)
194     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->slice_table_base,
195                       (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base), fail)
196     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->cbp_table,
197                       big_mb_num * sizeof(uint16_t), fail)
198     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->chroma_pred_mode_table,
199                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
200     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[0],
201                       row_mb_num, 16 * sizeof(uint8_t), fail);
202     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[1],
203                       row_mb_num, 16 * sizeof(uint8_t), fail);
204     h->slice_ctx[0].mvd_table[0] = h->mvd_table[0];
205     h->slice_ctx[0].mvd_table[1] = h->mvd_table[1];
206
207     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->direct_table,
208                       4 * big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
209     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->list_counts,
210                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
211
212     memset(h->slice_table_base, -1,
213            (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base));
214     h->slice_table = h->slice_table_base + h->mb_stride * 2 + 1;
215
216     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2b_xy,
217                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
218     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2br_xy,
219                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
220     for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
221         for (x = 0; x < h->mb_width; x++) {
222             const int mb_xy = x + y * h->mb_stride;
223             const int b_xy  = 4 * x + 4 * y * h->b_stride;
224
225             h->mb2b_xy[mb_xy]  = b_xy;
226             h->mb2br_xy[mb_xy] = 8 * (FMO ? mb_xy : (mb_xy % (2 * h->mb_stride)));
227         }
228
229     return 0;
230
231 fail:
232     ff_h264_free_tables(h);
233     return AVERROR(ENOMEM);
234 }
235
236 /**
237  * Init context
238  * Allocate buffers which are not shared amongst multiple threads.
239  */
240 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl)
241 {
242     ERContext *er = &sl->er;
243     int mb_array_size = h->mb_height * h->mb_stride;
244     int y_size  = (2 * h->mb_width + 1) * (2 * h->mb_height + 1);
245     int c_size  = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
246     int yc_size = y_size + 2   * c_size;
247     int x, y, i;
248
249     sl->ref_cache[0][scan8[5]  + 1] =
250     sl->ref_cache[0][scan8[7]  + 1] =
251     sl->ref_cache[0][scan8[13] + 1] =
252     sl->ref_cache[1][scan8[5]  + 1] =
253     sl->ref_cache[1][scan8[7]  + 1] =
254     sl->ref_cache[1][scan8[13] + 1] = PART_NOT_AVAILABLE;
255
256     if (sl != h->slice_ctx) {
257         memset(er, 0, sizeof(*er));
258     } else
259     if (CONFIG_ERROR_RESILIENCE) {
260
261         /* init ER */
262         er->avctx          = h->avctx;
263         er->decode_mb      = h264_er_decode_mb;
264         er->opaque         = h;
265         er->quarter_sample = 1;
266
267         er->mb_num      = h->mb_num;
268         er->mb_width    = h->mb_width;
269         er->mb_height   = h->mb_height;
270         er->mb_stride   = h->mb_stride;
271         er->b8_stride   = h->mb_width * 2 + 1;
272
273         // error resilience code looks cleaner with this
274         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->mb_index2xy,
275                           (h->mb_num + 1) * sizeof(int), fail);
276
277         for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
278             for (x = 0; x < h->mb_width; x++)
279                 er->mb_index2xy[x + y * h->mb_width] = x + y * h->mb_stride;
280
281         er->mb_index2xy[h->mb_height * h->mb_width] = (h->mb_height - 1) *
282                                                       h->mb_stride + h->mb_width;
283
284         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->error_status_table,
285                           mb_array_size * sizeof(uint8_t), fail);
286
287         FF_ALLOC_OR_GOTO(h->avctx, er->er_temp_buffer,
288                          h->mb_height * h->mb_stride * (4*sizeof(int) + 1), fail);
289
290         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, sl->dc_val_base,
291                           yc_size * sizeof(int16_t), fail);
292         er->dc_val[0] = sl->dc_val_base + h->mb_width * 2 + 2;
293         er->dc_val[1] = sl->dc_val_base + y_size + h->mb_stride + 1;
294         er->dc_val[2] = er->dc_val[1] + c_size;
295         for (i = 0; i < yc_size; i++)
296             sl->dc_val_base[i] = 1024;
297     }
298
299     return 0;
300
301 fail:
302     return AVERROR(ENOMEM); // ff_h264_free_tables will clean up for us
303 }
304
305 static int h264_init_context(AVCodecContext *avctx, H264Context *h)
306 {
307     int i;
308
309     h->avctx                 = avctx;
310     h->backup_width          = -1;
311     h->backup_height         = -1;
312     h->backup_pix_fmt        = AV_PIX_FMT_NONE;
313     h->cur_chroma_format_idc = -1;
314
315     h->picture_structure     = PICT_FRAME;
316     h->workaround_bugs       = avctx->workaround_bugs;
317     h->flags                 = avctx->flags;
318     h->poc.prev_poc_msb      = 1 << 16;
319     h->recovery_frame        = -1;
320     h->frame_recovered       = 0;
321     h->poc.prev_frame_num    = -1;
322     h->sei.frame_packing.frame_packing_arrangement_cancel_flag = -1;
323     h->sei.unregistered.x264_build = -1;
324
325     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
326     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
327         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
328
329     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
330
331     avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
332
333     h->nb_slice_ctx = (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE) ? avctx->thread_count : 1;
334     h->slice_ctx = av_mallocz_array(h->nb_slice_ctx, sizeof(*h->slice_ctx));
335     if (!h->slice_ctx) {
336         h->nb_slice_ctx = 0;
337         return AVERROR(ENOMEM);
338     }
339
340     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
341         h->DPB[i].f = av_frame_alloc();
342         if (!h->DPB[i].f)
343             return AVERROR(ENOMEM);
344     }
345
346     h->cur_pic.f = av_frame_alloc();
347     if (!h->cur_pic.f)
348         return AVERROR(ENOMEM);
349
350     h->last_pic_for_ec.f = av_frame_alloc();
351     if (!h->last_pic_for_ec.f)
352         return AVERROR(ENOMEM);
353
354     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++)
355         h->slice_ctx[i].h264 = h;
356
357     return 0;
358 }
359
360 static av_cold int h264_decode_end(AVCodecContext *avctx)
361 {
362     H264Context *h = avctx->priv_data;
363     int i;
364
365     ff_h264_remove_all_refs(h);
366     ff_h264_free_tables(h);
367
368     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
369         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
370         av_frame_free(&h->DPB[i].f);
371     }
372     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
373
374     h->cur_pic_ptr = NULL;
375
376     av_freep(&h->slice_ctx);
377     h->nb_slice_ctx = 0;
378
379     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
380     ff_h264_ps_uninit(&h->ps);
381
382     ff_h2645_packet_uninit(&h->pkt);
383
384     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
385     av_frame_free(&h->cur_pic.f);
386     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
387     av_frame_free(&h->last_pic_for_ec.f);
388
389     return 0;
390 }
391
392 static AVOnce h264_vlc_init = AV_ONCE_INIT;
393
394 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx)
395 {
396     H264Context *h = avctx->priv_data;
397     int ret;
398
399     ret = h264_init_context(avctx, h);
400     if (ret < 0)
401         return ret;
402
403     ret = ff_thread_once(&h264_vlc_init, ff_h264_decode_init_vlc);
404     if (ret != 0) {
405         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "pthread_once has failed.");
406         return AVERROR_UNKNOWN;
407     }
408
409     if (avctx->ticks_per_frame == 1) {
410         if(h->avctx->time_base.den < INT_MAX/2) {
411             h->avctx->time_base.den *= 2;
412         } else
413             h->avctx->time_base.num /= 2;
414     }
415     avctx->ticks_per_frame = 2;
416
417     if (avctx->extradata_size > 0 && avctx->extradata) {
418         ret = ff_h264_decode_extradata(avctx->extradata, avctx->extradata_size,
419                                        &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
420                                        avctx->err_recognition, avctx);
421         if (ret < 0) {
422             h264_decode_end(avctx);
423             return ret;
424         }
425     }
426
427     if (h->ps.sps && h->ps.sps->bitstream_restriction_flag &&
428         h->avctx->has_b_frames < h->ps.sps->num_reorder_frames) {
429         h->avctx->has_b_frames = h->ps.sps->num_reorder_frames;
430     }
431
432     avctx->internal->allocate_progress = 1;
433
434     ff_h264_flush_change(h);
435
436     if (h->enable_er < 0 && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE))
437         h->enable_er = 0;
438
439     if (h->enable_er && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE)) {
440         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
441                "Error resilience with slice threads is enabled. It is unsafe and unsupported and may crash. "
442                "Use it at your own risk\n");
443     }
444
445     return 0;
446 }
447
448 #if HAVE_THREADS
449 static int decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
450 {
451     H264Context *h = avctx->priv_data;
452     int ret;
453
454     if (!avctx->internal->is_copy)
455         return 0;
456
457     memset(h, 0, sizeof(*h));
458
459     ret = h264_init_context(avctx, h);
460     if (ret < 0)
461         return ret;
462
463     h->context_initialized = 0;
464
465     return 0;
466 }
467 #endif
468
469 /**
470  * instantaneous decoder refresh.
471  */
472 static void idr(H264Context *h)
473 {
474     int i;
475     ff_h264_remove_all_refs(h);
476     h->poc.prev_frame_num        =
477     h->poc.prev_frame_num_offset = 0;
478     h->poc.prev_poc_msb          = 1<<16;
479     h->poc.prev_poc_lsb          = 0;
480     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
481         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
482 }
483
484 /* forget old pics after a seek */
485 void ff_h264_flush_change(H264Context *h)
486 {
487     int i, j;
488
489     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
490     h->prev_interlaced_frame = 1;
491     idr(h);
492
493     h->poc.prev_frame_num = -1;
494     if (h->cur_pic_ptr) {
495         h->cur_pic_ptr->reference = 0;
496         for (j=i=0; h->delayed_pic[i]; i++)
497             if (h->delayed_pic[i] != h->cur_pic_ptr)
498                 h->delayed_pic[j++] = h->delayed_pic[i];
499         h->delayed_pic[j] = NULL;
500     }
501     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
502
503     h->first_field = 0;
504     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
505     h->recovery_frame = -1;
506     h->frame_recovered = 0;
507     h->current_slice = 0;
508     h->mmco_reset = 1;
509 }
510
511 /* forget old pics after a seek */
512 static void flush_dpb(AVCodecContext *avctx)
513 {
514     H264Context *h = avctx->priv_data;
515     int i;
516
517     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
518
519     ff_h264_flush_change(h);
520
521     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++)
522         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
523     h->cur_pic_ptr = NULL;
524     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
525
526     h->mb_y = 0;
527
528     ff_h264_free_tables(h);
529     h->context_initialized = 0;
530 }
531
532 #if FF_API_CAP_VDPAU
533 static const uint8_t start_code[] = { 0x00, 0x00, 0x01 };
534 #endif
535
536 static int get_last_needed_nal(H264Context *h)
537 {
538     int nals_needed = 0;
539     int first_slice = 0;
540     int i;
541     int ret;
542
543     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
544         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
545         GetBitContext gb;
546
547         /* packets can sometimes contain multiple PPS/SPS,
548          * e.g. two PAFF field pictures in one packet, or a demuxer
549          * which splits NALs strangely if so, when frame threading we
550          * can't start the next thread until we've read all of them */
551         switch (nal->type) {
552         case H264_NAL_SPS:
553         case H264_NAL_PPS:
554             nals_needed = i;
555             break;
556         case H264_NAL_DPA:
557         case H264_NAL_IDR_SLICE:
558         case H264_NAL_SLICE:
559             ret = init_get_bits8(&gb, nal->data + 1, (nal->size - 1));
560             if (ret < 0)
561                 return ret;
562             if (!get_ue_golomb_long(&gb) ||  // first_mb_in_slice
563                 !first_slice ||
564                 first_slice != nal->type)
565                 nals_needed = i;
566             if (!first_slice)
567                 first_slice = nal->type;
568         }
569     }
570
571     return nals_needed;
572 }
573
574 static void debug_green_metadata(const H264SEIGreenMetaData *gm, void *logctx)
575 {
576     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Green Metadata Info SEI message\n");
577     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_type: %d\n", gm->green_metadata_type);
578
579     if (gm->green_metadata_type == 0) {
580         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_period_type: %d\n", gm->period_type);
581
582         if (gm->period_type == 2)
583             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_num_seconds: %d\n", gm->num_seconds);
584         else if (gm->period_type == 3)
585             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_num_pictures: %d\n", gm->num_pictures);
586
587         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  SEI GREEN Complexity Metrics: %f %f %f %f\n",
588                (float)gm->percent_non_zero_macroblocks/255,
589                (float)gm->percent_intra_coded_macroblocks/255,
590                (float)gm->percent_six_tap_filtering/255,
591                (float)gm->percent_alpha_point_deblocking_instance/255);
592
593     } else if (gm->green_metadata_type == 1) {
594         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  xsd_metric_type: %d\n", gm->xsd_metric_type);
595
596         if (gm->xsd_metric_type == 0)
597             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  xsd_metric_value: %f\n",
598                    (float)gm->xsd_metric_value/100);
599     }
600 }
601
602 static int decode_nal_units(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size)
603 {
604     AVCodecContext *const avctx = h->avctx;
605     int nals_needed = 0; ///< number of NALs that need decoding before the next frame thread starts
606     int idr_cleared=0;
607     int i, ret = 0;
608
609     h->has_slice = 0;
610     h->nal_unit_type= 0;
611
612     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)) {
613         h->current_slice = 0;
614         if (!h->first_field)
615             h->cur_pic_ptr = NULL;
616         ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
617     }
618
619     if (h->nal_length_size == 4) {
620         if (buf_size > 8 && AV_RB32(buf) == 1 && AV_RB32(buf+5) > (unsigned)buf_size) {
621             h->is_avc = 0;
622         }else if(buf_size > 3 && AV_RB32(buf) > 1 && AV_RB32(buf) <= (unsigned)buf_size)
623             h->is_avc = 1;
624     }
625
626     ret = ff_h2645_packet_split(&h->pkt, buf, buf_size, avctx, h->is_avc,
627                                 h->nal_length_size, avctx->codec_id, avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_FAST);
628     if (ret < 0) {
629         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
630                "Error splitting the input into NAL units.\n");
631         return ret;
632     }
633
634     if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
635         nals_needed = get_last_needed_nal(h);
636     if (nals_needed < 0)
637         return nals_needed;
638
639     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
640         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
641         int max_slice_ctx, err;
642
643         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF &&
644             nal->ref_idc == 0 && nal->type != H264_NAL_SEI)
645             continue;
646
647         // FIXME these should stop being context-global variables
648         h->nal_ref_idc   = nal->ref_idc;
649         h->nal_unit_type = nal->type;
650
651         err = 0;
652         switch (nal->type) {
653         case H264_NAL_IDR_SLICE:
654             if ((nal->data[1] & 0xFC) == 0x98) {
655                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid inter IDR frame\n");
656                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
657                 ret = -1;
658                 goto end;
659             }
660             if(!idr_cleared) {
661                 if (h->current_slice && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE)) {
662                     av_log(h, AV_LOG_ERROR, "invalid mixed IDR / non IDR frames cannot be decoded in slice multithreading mode\n");
663                     ret = AVERROR_INVALIDDATA;
664                     goto end;
665                 }
666                 idr(h); // FIXME ensure we don't lose some frames if there is reordering
667             }
668             idr_cleared = 1;
669             h->has_recovery_point = 1;
670         case H264_NAL_SLICE:
671             h->has_slice = 1;
672
673             if ((err = ff_h264_queue_decode_slice(h, nal)))
674                 break;
675
676             if (h->current_slice == 1) {
677                 if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME && !h->avctx->hwaccel &&
678                     i >= nals_needed && !h->setup_finished && h->cur_pic_ptr) {
679                     ff_thread_finish_setup(avctx);
680                     h->setup_finished = 1;
681                 }
682
683                 if (h->avctx->hwaccel &&
684                     (ret = h->avctx->hwaccel->start_frame(h->avctx, buf, buf_size)) < 0)
685                     goto end;
686 #if FF_API_CAP_VDPAU
687                 if (CONFIG_H264_VDPAU_DECODER &&
688                     h->avctx->codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_HWACCEL_VDPAU)
689                     ff_vdpau_h264_picture_start(h);
690 #endif
691             }
692
693             max_slice_ctx = avctx->hwaccel ? 1 : h->nb_slice_ctx;
694             if (h->nb_slice_ctx_queued == max_slice_ctx) {
695                 if (h->avctx->hwaccel) {
696                     ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx, nal->raw_data, nal->raw_size);
697                     h->nb_slice_ctx_queued = 0;
698                 } else
699 #if FF_API_CAP_VDPAU
700             if (CONFIG_H264_VDPAU_DECODER &&
701                        h->avctx->codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_HWACCEL_VDPAU) {
702                 ff_vdpau_add_data_chunk(h->cur_pic_ptr->f->data[0],
703                                         start_code,
704                                         sizeof(start_code));
705                 ff_vdpau_add_data_chunk(h->cur_pic_ptr->f->data[0],
706                                         nal->raw_data,
707                                         nal->raw_size);
708                 ret = 0;
709             } else
710 #endif
711                     ret = ff_h264_execute_decode_slices(h);
712                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
713                     goto end;
714             }
715             break;
716         case H264_NAL_DPA:
717         case H264_NAL_DPB:
718         case H264_NAL_DPC:
719             avpriv_request_sample(avctx, "data partitioning");
720             break;
721         case H264_NAL_SEI:
722             ret = ff_h264_sei_decode(&h->sei, &nal->gb, &h->ps, avctx);
723             h->has_recovery_point = h->has_recovery_point || h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt != -1;
724             if (avctx->debug & FF_DEBUG_GREEN_MD)
725                 debug_green_metadata(&h->sei.green_metadata, h->avctx);
726 #if FF_API_AFD
727 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
728             h->avctx->dtg_active_format = h->sei.afd.active_format_description;
729 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
730 #endif /* FF_API_AFD */
731             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
732                 goto end;
733             break;
734         case H264_NAL_SPS: {
735             GetBitContext tmp_gb = nal->gb;
736             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
737                 break;
738             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG,
739                    "SPS decoding failure, trying again with the complete NAL\n");
740             init_get_bits8(&tmp_gb, nal->raw_data + 1, nal->raw_size - 1);
741             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
742                 break;
743             ff_h264_decode_seq_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps, 1);
744             break;
745         }
746         case H264_NAL_PPS:
747             ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps,
748                                                        nal->size_bits);
749             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
750                 goto end;
751             break;
752         case H264_NAL_AUD:
753         case H264_NAL_END_SEQUENCE:
754         case H264_NAL_END_STREAM:
755         case H264_NAL_FILLER_DATA:
756         case H264_NAL_SPS_EXT:
757         case H264_NAL_AUXILIARY_SLICE:
758             break;
759         default:
760             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Unknown NAL code: %d (%d bits)\n",
761                    nal->type, nal->size_bits);
762         }
763
764         if (err < 0) {
765             av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode_slice_header error\n");
766         }
767     }
768
769     ret = ff_h264_execute_decode_slices(h);
770     if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
771         goto end;
772
773     ret = 0;
774 end:
775
776 #if CONFIG_ERROR_RESILIENCE
777     /*
778      * FIXME: Error handling code does not seem to support interlaced
779      * when slices span multiple rows
780      * The ff_er_add_slice calls don't work right for bottom
781      * fields; they cause massive erroneous error concealing
782      * Error marking covers both fields (top and bottom).
783      * This causes a mismatched s->error_count
784      * and a bad error table. Further, the error count goes to
785      * INT_MAX when called for bottom field, because mb_y is
786      * past end by one (callers fault) and resync_mb_y != 0
787      * causes problems for the first MB line, too.
788      */
789     if (!FIELD_PICTURE(h) && h->current_slice &&
790         h->ps.sps == (const SPS*)h->ps.sps_list[h->ps.pps->sps_id]->data &&
791         h->enable_er) {
792
793         H264SliceContext *sl = h->slice_ctx;
794         int use_last_pic = h->last_pic_for_ec.f->buf[0] && !sl->ref_count[0];
795
796         ff_h264_set_erpic(&sl->er.cur_pic, h->cur_pic_ptr);
797
798         if (use_last_pic) {
799             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, &h->last_pic_for_ec);
800             sl->ref_list[0][0].parent = &h->last_pic_for_ec;
801             memcpy(sl->ref_list[0][0].data, h->last_pic_for_ec.f->data, sizeof(sl->ref_list[0][0].data));
802             memcpy(sl->ref_list[0][0].linesize, h->last_pic_for_ec.f->linesize, sizeof(sl->ref_list[0][0].linesize));
803             sl->ref_list[0][0].reference = h->last_pic_for_ec.reference;
804         } else if (sl->ref_count[0]) {
805             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, sl->ref_list[0][0].parent);
806         } else
807             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, NULL);
808
809         if (sl->ref_count[1])
810             ff_h264_set_erpic(&sl->er.next_pic, sl->ref_list[1][0].parent);
811
812         sl->er.ref_count = sl->ref_count[0];
813
814         ff_er_frame_end(&sl->er);
815         if (use_last_pic)
816             memset(&sl->ref_list[0][0], 0, sizeof(sl->ref_list[0][0]));
817     }
818 #endif /* CONFIG_ERROR_RESILIENCE */
819     /* clean up */
820     if (h->cur_pic_ptr && !h->droppable && h->has_slice) {
821         ff_thread_report_progress(&h->cur_pic_ptr->tf, INT_MAX,
822                                   h->picture_structure == PICT_BOTTOM_FIELD);
823     }
824
825     return (ret < 0) ? ret : buf_size;
826 }
827
828 /**
829  * Return the number of bytes consumed for building the current frame.
830  */
831 static int get_consumed_bytes(int pos, int buf_size)
832 {
833     if (pos == 0)
834         pos = 1;        // avoid infinite loops (I doubt that is needed but...)
835     if (pos + 10 > buf_size)
836         pos = buf_size; // oops ;)
837
838     return pos;
839 }
840
841 static int output_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *srcp)
842 {
843     AVFrame *src = srcp->f;
844     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(src->format);
845     int i;
846     int ret = av_frame_ref(dst, src);
847     if (ret < 0)
848         return ret;
849
850     av_dict_set(&dst->metadata, "stereo_mode", ff_h264_sei_stereo_mode(&h->sei.frame_packing), 0);
851
852     h->backup_width   = h->avctx->width;
853     h->backup_height  = h->avctx->height;
854     h->backup_pix_fmt = h->avctx->pix_fmt;
855
856     h->avctx->width   = dst->width;
857     h->avctx->height  = dst->height;
858     h->avctx->pix_fmt = dst->format;
859
860     if (srcp->sei_recovery_frame_cnt == 0)
861         dst->key_frame = 1;
862     if (!srcp->crop)
863         return 0;
864
865     for (i = 0; i < desc->nb_components; i++) {
866         int hshift = (i > 0) ? desc->log2_chroma_w : 0;
867         int vshift = (i > 0) ? desc->log2_chroma_h : 0;
868         int off    = ((srcp->crop_left >> hshift) << h->pixel_shift) +
869                       (srcp->crop_top  >> vshift) * dst->linesize[i];
870         dst->data[i] += off;
871     }
872     return 0;
873 }
874
875 static int is_extra(const uint8_t *buf, int buf_size)
876 {
877     int cnt= buf[5]&0x1f;
878     const uint8_t *p= buf+6;
879     while(cnt--){
880         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
881         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 7)
882             return 0;
883         p += nalsize;
884     }
885     cnt = *(p++);
886     if(!cnt)
887         return 0;
888     while(cnt--){
889         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
890         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 8)
891             return 0;
892         p += nalsize;
893     }
894     return 1;
895 }
896
897 static int finalize_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *out, int *got_frame)
898 {
899     int ret;
900
901     if (((h->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_OUTPUT_CORRUPT) ||
902          (h->avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_SHOW_ALL) ||
903          out->recovered)) {
904
905         if (!h->avctx->hwaccel &&
906             (out->field_poc[0] == INT_MAX ||
907              out->field_poc[1] == INT_MAX)
908            ) {
909             int p;
910             AVFrame *f = out->f;
911             int field = out->field_poc[0] == INT_MAX;
912             uint8_t *dst_data[4];
913             int linesizes[4];
914             const uint8_t *src_data[4];
915
916             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Duplicating field %d to fill missing\n", field);
917
918             for (p = 0; p<4; p++) {
919                 dst_data[p] = f->data[p] + (field^1)*f->linesize[p];
920                 src_data[p] = f->data[p] +  field   *f->linesize[p];
921                 linesizes[p] = 2*f->linesize[p];
922             }
923
924             av_image_copy(dst_data, linesizes, src_data, linesizes,
925                           f->format, f->width, f->height>>1);
926         }
927
928         ret = output_frame(h, dst, out);
929         if (ret < 0)
930             return ret;
931
932         *got_frame = 1;
933
934         if (CONFIG_MPEGVIDEO) {
935             ff_print_debug_info2(h->avctx, dst, NULL,
936                                  out->mb_type,
937                                  out->qscale_table,
938                                  out->motion_val,
939                                  NULL,
940                                  h->mb_width, h->mb_height, h->mb_stride, 1);
941         }
942     }
943
944     return 0;
945 }
946
947 static int send_next_delayed_frame(H264Context *h, AVFrame *dst_frame,
948                                    int *got_frame, int buf_index)
949 {
950     int ret, i, out_idx;
951     H264Picture *out = h->delayed_pic[0];
952
953     h->cur_pic_ptr = NULL;
954     h->first_field = 0;
955
956     out_idx = 0;
957     for (i = 1;
958          h->delayed_pic[i] &&
959          !h->delayed_pic[i]->f->key_frame &&
960          !h->delayed_pic[i]->mmco_reset;
961          i++)
962         if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
963             out     = h->delayed_pic[i];
964             out_idx = i;
965         }
966
967     for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
968         h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
969
970     if (out) {
971         out->reference &= ~DELAYED_PIC_REF;
972         ret = finalize_frame(h, dst_frame, out, got_frame);
973         if (ret < 0)
974             return ret;
975     }
976
977     return buf_index;
978 }
979
980 static int h264_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
981                              int *got_frame, AVPacket *avpkt)
982 {
983     const uint8_t *buf = avpkt->data;
984     int buf_size       = avpkt->size;
985     H264Context *h     = avctx->priv_data;
986     AVFrame *pict      = data;
987     int buf_index;
988     int ret;
989
990     h->flags = avctx->flags;
991     h->setup_finished = 0;
992     h->nb_slice_ctx_queued = 0;
993
994     if (h->backup_width != -1) {
995         avctx->width    = h->backup_width;
996         h->backup_width = -1;
997     }
998     if (h->backup_height != -1) {
999         avctx->height    = h->backup_height;
1000         h->backup_height = -1;
1001     }
1002     if (h->backup_pix_fmt != AV_PIX_FMT_NONE) {
1003         avctx->pix_fmt    = h->backup_pix_fmt;
1004         h->backup_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
1005     }
1006
1007     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
1008
1009     /* end of stream, output what is still in the buffers */
1010     if (buf_size == 0)
1011         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, 0);
1012
1013     if (h->is_avc && av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, NULL)) {
1014         int side_size;
1015         uint8_t *side = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, &side_size);
1016         if (is_extra(side, side_size))
1017             ff_h264_decode_extradata(side, side_size,
1018                                      &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
1019                                      avctx->err_recognition, avctx);
1020     }
1021     if(h->is_avc && buf_size >= 9 && buf[0]==1 && buf[2]==0 && (buf[4]&0xFC)==0xFC && (buf[5]&0x1F) && buf[8]==0x67){
1022         if (is_extra(buf, buf_size))
1023             return ff_h264_decode_extradata(buf, buf_size,
1024                                             &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
1025                                             avctx->err_recognition, avctx);
1026     }
1027
1028     buf_index = decode_nal_units(h, buf, buf_size);
1029     if (buf_index < 0)
1030         return AVERROR_INVALIDDATA;
1031
1032     if (!h->cur_pic_ptr && h->nal_unit_type == H264_NAL_END_SEQUENCE) {
1033         av_assert0(buf_index <= buf_size);
1034         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, buf_index);
1035     }
1036
1037     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) && (!h->cur_pic_ptr || !h->has_slice)) {
1038         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF ||
1039             buf_size >= 4 && !memcmp("Q264", buf, 4))
1040             return buf_size;
1041         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "no frame!\n");
1042         return AVERROR_INVALIDDATA;
1043     }
1044
1045     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) ||
1046         (h->mb_y >= h->mb_height && h->mb_height)) {
1047         if ((ret = ff_h264_field_end(h, &h->slice_ctx[0], 0)) < 0)
1048             return ret;
1049
1050         /* Wait for second field. */
1051         if (h->next_output_pic) {
1052             ret = finalize_frame(h, pict, h->next_output_pic, got_frame);
1053             if (ret < 0)
1054                 return ret;
1055         }
1056     }
1057
1058     av_assert0(pict->buf[0] || !*got_frame);
1059
1060     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
1061
1062     return get_consumed_bytes(buf_index, buf_size);
1063 }
1064
1065 #define OFFSET(x) offsetof(H264Context, x)
1066 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
1067 static const AVOption h264_options[] = {
1068     {"is_avc", "is avc", offsetof(H264Context, is_avc), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 0}, 0, 1, 0},
1069     {"nal_length_size", "nal_length_size", offsetof(H264Context, nal_length_size), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 4, 0},
1070     { "enable_er", "Enable error resilience on damaged frames (unsafe)", OFFSET(enable_er), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = -1 }, -1, 1, VD },
1071     { NULL },
1072 };
1073
1074 static const AVClass h264_class = {
1075     .class_name = "H264 Decoder",
1076     .item_name  = av_default_item_name,
1077     .option     = h264_options,
1078     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1079 };
1080
1081 AVCodec ff_h264_decoder = {
1082     .name                  = "h264",
1083     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
1084     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1085     .id                    = AV_CODEC_ID_H264,
1086     .priv_data_size        = sizeof(H264Context),
1087     .init                  = ff_h264_decode_init,
1088     .close                 = h264_decode_end,
1089     .decode                = h264_decode_frame,
1090     .capabilities          = /*AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ AV_CODEC_CAP_DR1 |
1091                              AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS |
1092                              AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
1093     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
1094     .flush                 = flush_dpb,
1095     .init_thread_copy      = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_init_thread_copy),
1096     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(ff_h264_update_thread_context),
1097     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1098     .priv_class            = &h264_class,
1099 };
1100
1101 #if CONFIG_H264_VDPAU_DECODER && FF_API_VDPAU
1102 static const AVClass h264_vdpau_class = {
1103     .class_name = "H264 VDPAU Decoder",
1104     .item_name  = av_default_item_name,
1105     .option     = h264_options,
1106     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1107 };
1108
1109 AVCodec ff_h264_vdpau_decoder = {
1110     .name           = "h264_vdpau",
1111     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10 (VDPAU acceleration)"),
1112     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1113     .id             = AV_CODEC_ID_H264,
1114     .priv_data_size = sizeof(H264Context),
1115     .init           = ff_h264_decode_init,
1116     .close          = h264_decode_end,
1117     .decode         = h264_decode_frame,
1118     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_HWACCEL_VDPAU,
1119     .flush          = flush_dpb,
1120     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) { AV_PIX_FMT_VDPAU_H264,
1121                                                      AV_PIX_FMT_NONE},
1122     .profiles       = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1123     .priv_class     = &h264_vdpau_class,
1124 };
1125 #endif