avcodec/gsmdec_template: Fix runtime error: signed integer overflow: -22527 * 99113...
[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, ret;
541
542     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
543         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
544         GetBitContext gb;
545
546         /* packets can sometimes contain multiple PPS/SPS,
547          * e.g. two PAFF field pictures in one packet, or a demuxer
548          * which splits NALs strangely if so, when frame threading we
549          * can't start the next thread until we've read all of them */
550         switch (nal->type) {
551         case H264_NAL_SPS:
552         case H264_NAL_PPS:
553             nals_needed = i;
554             break;
555         case H264_NAL_DPA:
556         case H264_NAL_IDR_SLICE:
557         case H264_NAL_SLICE:
558             ret = init_get_bits8(&gb, nal->data + 1, nal->size - 1);
559             if (ret < 0) {
560                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid zero-sized VCL NAL unit\n");
561                 if (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
562                     return ret;
563
564                 break;
565             }
566             if (!get_ue_golomb_long(&gb) ||  // first_mb_in_slice
567                 !first_slice ||
568                 first_slice != nal->type)
569                 nals_needed = i;
570             if (!first_slice)
571                 first_slice = nal->type;
572         }
573     }
574
575     return nals_needed;
576 }
577
578 static void debug_green_metadata(const H264SEIGreenMetaData *gm, void *logctx)
579 {
580     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Green Metadata Info SEI message\n");
581     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_type: %d\n", gm->green_metadata_type);
582
583     if (gm->green_metadata_type == 0) {
584         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_period_type: %d\n", gm->period_type);
585
586         if (gm->period_type == 2)
587             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_num_seconds: %d\n", gm->num_seconds);
588         else if (gm->period_type == 3)
589             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_num_pictures: %d\n", gm->num_pictures);
590
591         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  SEI GREEN Complexity Metrics: %f %f %f %f\n",
592                (float)gm->percent_non_zero_macroblocks/255,
593                (float)gm->percent_intra_coded_macroblocks/255,
594                (float)gm->percent_six_tap_filtering/255,
595                (float)gm->percent_alpha_point_deblocking_instance/255);
596
597     } else if (gm->green_metadata_type == 1) {
598         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  xsd_metric_type: %d\n", gm->xsd_metric_type);
599
600         if (gm->xsd_metric_type == 0)
601             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  xsd_metric_value: %f\n",
602                    (float)gm->xsd_metric_value/100);
603     }
604 }
605
606 static int decode_nal_units(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size)
607 {
608     AVCodecContext *const avctx = h->avctx;
609     int nals_needed = 0; ///< number of NALs that need decoding before the next frame thread starts
610     int idr_cleared=0;
611     int i, ret = 0;
612
613     h->has_slice = 0;
614     h->nal_unit_type= 0;
615
616     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)) {
617         h->current_slice = 0;
618         if (!h->first_field)
619             h->cur_pic_ptr = NULL;
620         ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
621     }
622
623     if (h->nal_length_size == 4) {
624         if (buf_size > 8 && AV_RB32(buf) == 1 && AV_RB32(buf+5) > (unsigned)buf_size) {
625             h->is_avc = 0;
626         }else if(buf_size > 3 && AV_RB32(buf) > 1 && AV_RB32(buf) <= (unsigned)buf_size)
627             h->is_avc = 1;
628     }
629
630     ret = ff_h2645_packet_split(&h->pkt, buf, buf_size, avctx, h->is_avc,
631                                 h->nal_length_size, avctx->codec_id, avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_FAST);
632     if (ret < 0) {
633         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
634                "Error splitting the input into NAL units.\n");
635         return ret;
636     }
637
638     if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
639         nals_needed = get_last_needed_nal(h);
640     if (nals_needed < 0)
641         return nals_needed;
642
643     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
644         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
645         int max_slice_ctx, err;
646
647         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF &&
648             nal->ref_idc == 0 && nal->type != H264_NAL_SEI)
649             continue;
650
651         // FIXME these should stop being context-global variables
652         h->nal_ref_idc   = nal->ref_idc;
653         h->nal_unit_type = nal->type;
654
655         err = 0;
656         switch (nal->type) {
657         case H264_NAL_IDR_SLICE:
658             if ((nal->data[1] & 0xFC) == 0x98) {
659                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid inter IDR frame\n");
660                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
661                 ret = -1;
662                 goto end;
663             }
664             if(!idr_cleared) {
665                 if (h->current_slice && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE)) {
666                     av_log(h, AV_LOG_ERROR, "invalid mixed IDR / non IDR frames cannot be decoded in slice multithreading mode\n");
667                     ret = AVERROR_INVALIDDATA;
668                     goto end;
669                 }
670                 idr(h); // FIXME ensure we don't lose some frames if there is reordering
671             }
672             idr_cleared = 1;
673             h->has_recovery_point = 1;
674         case H264_NAL_SLICE:
675             h->has_slice = 1;
676
677             if ((err = ff_h264_queue_decode_slice(h, nal))) {
678                 H264SliceContext *sl = h->slice_ctx + h->nb_slice_ctx_queued;
679                 sl->ref_count[0] = sl->ref_count[1] = 0;
680                 break;
681             }
682
683             if (h->current_slice == 1) {
684                 if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME && !h->avctx->hwaccel &&
685                     i >= nals_needed && !h->setup_finished && h->cur_pic_ptr) {
686                     ff_thread_finish_setup(avctx);
687                     h->setup_finished = 1;
688                 }
689
690                 if (h->avctx->hwaccel &&
691                     (ret = h->avctx->hwaccel->start_frame(h->avctx, buf, buf_size)) < 0)
692                     goto end;
693 #if FF_API_CAP_VDPAU
694                 if (CONFIG_H264_VDPAU_DECODER &&
695                     h->avctx->codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_HWACCEL_VDPAU)
696                     ff_vdpau_h264_picture_start(h);
697 #endif
698             }
699
700             max_slice_ctx = avctx->hwaccel ? 1 : h->nb_slice_ctx;
701             if (h->nb_slice_ctx_queued == max_slice_ctx) {
702                 if (h->avctx->hwaccel) {
703                     ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx, nal->raw_data, nal->raw_size);
704                     h->nb_slice_ctx_queued = 0;
705                 } else
706 #if FF_API_CAP_VDPAU
707             if (CONFIG_H264_VDPAU_DECODER &&
708                        h->avctx->codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_HWACCEL_VDPAU) {
709                 ff_vdpau_add_data_chunk(h->cur_pic_ptr->f->data[0],
710                                         start_code,
711                                         sizeof(start_code));
712                 ff_vdpau_add_data_chunk(h->cur_pic_ptr->f->data[0],
713                                         nal->raw_data,
714                                         nal->raw_size);
715                 ret = 0;
716             } else
717 #endif
718                     ret = ff_h264_execute_decode_slices(h);
719                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
720                     goto end;
721             }
722             break;
723         case H264_NAL_DPA:
724         case H264_NAL_DPB:
725         case H264_NAL_DPC:
726             avpriv_request_sample(avctx, "data partitioning");
727             break;
728         case H264_NAL_SEI:
729             ret = ff_h264_sei_decode(&h->sei, &nal->gb, &h->ps, avctx);
730             h->has_recovery_point = h->has_recovery_point || h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt != -1;
731             if (avctx->debug & FF_DEBUG_GREEN_MD)
732                 debug_green_metadata(&h->sei.green_metadata, h->avctx);
733 #if FF_API_AFD
734 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
735             h->avctx->dtg_active_format = h->sei.afd.active_format_description;
736 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
737 #endif /* FF_API_AFD */
738             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
739                 goto end;
740             break;
741         case H264_NAL_SPS: {
742             GetBitContext tmp_gb = nal->gb;
743             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
744                 break;
745             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG,
746                    "SPS decoding failure, trying again with the complete NAL\n");
747             init_get_bits8(&tmp_gb, nal->raw_data + 1, nal->raw_size - 1);
748             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
749                 break;
750             ff_h264_decode_seq_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps, 1);
751             break;
752         }
753         case H264_NAL_PPS:
754             ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps,
755                                                        nal->size_bits);
756             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
757                 goto end;
758             break;
759         case H264_NAL_AUD:
760         case H264_NAL_END_SEQUENCE:
761         case H264_NAL_END_STREAM:
762         case H264_NAL_FILLER_DATA:
763         case H264_NAL_SPS_EXT:
764         case H264_NAL_AUXILIARY_SLICE:
765             break;
766         default:
767             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Unknown NAL code: %d (%d bits)\n",
768                    nal->type, nal->size_bits);
769         }
770
771         if (err < 0) {
772             av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode_slice_header error\n");
773         }
774     }
775
776     ret = ff_h264_execute_decode_slices(h);
777     if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
778         goto end;
779
780     ret = 0;
781 end:
782
783 #if CONFIG_ERROR_RESILIENCE
784     /*
785      * FIXME: Error handling code does not seem to support interlaced
786      * when slices span multiple rows
787      * The ff_er_add_slice calls don't work right for bottom
788      * fields; they cause massive erroneous error concealing
789      * Error marking covers both fields (top and bottom).
790      * This causes a mismatched s->error_count
791      * and a bad error table. Further, the error count goes to
792      * INT_MAX when called for bottom field, because mb_y is
793      * past end by one (callers fault) and resync_mb_y != 0
794      * causes problems for the first MB line, too.
795      */
796     if (!FIELD_PICTURE(h) && h->current_slice &&
797         h->ps.sps == (const SPS*)h->ps.sps_list[h->ps.pps->sps_id]->data &&
798         h->enable_er) {
799
800         H264SliceContext *sl = h->slice_ctx;
801         int use_last_pic = h->last_pic_for_ec.f->buf[0] && !sl->ref_count[0];
802
803         ff_h264_set_erpic(&sl->er.cur_pic, h->cur_pic_ptr);
804
805         if (use_last_pic) {
806             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, &h->last_pic_for_ec);
807             sl->ref_list[0][0].parent = &h->last_pic_for_ec;
808             memcpy(sl->ref_list[0][0].data, h->last_pic_for_ec.f->data, sizeof(sl->ref_list[0][0].data));
809             memcpy(sl->ref_list[0][0].linesize, h->last_pic_for_ec.f->linesize, sizeof(sl->ref_list[0][0].linesize));
810             sl->ref_list[0][0].reference = h->last_pic_for_ec.reference;
811         } else if (sl->ref_count[0]) {
812             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, sl->ref_list[0][0].parent);
813         } else
814             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, NULL);
815
816         if (sl->ref_count[1])
817             ff_h264_set_erpic(&sl->er.next_pic, sl->ref_list[1][0].parent);
818
819         sl->er.ref_count = sl->ref_count[0];
820
821         ff_er_frame_end(&sl->er);
822         if (use_last_pic)
823             memset(&sl->ref_list[0][0], 0, sizeof(sl->ref_list[0][0]));
824     }
825 #endif /* CONFIG_ERROR_RESILIENCE */
826     /* clean up */
827     if (h->cur_pic_ptr && !h->droppable && h->has_slice) {
828         ff_thread_report_progress(&h->cur_pic_ptr->tf, INT_MAX,
829                                   h->picture_structure == PICT_BOTTOM_FIELD);
830     }
831
832     return (ret < 0) ? ret : buf_size;
833 }
834
835 /**
836  * Return the number of bytes consumed for building the current frame.
837  */
838 static int get_consumed_bytes(int pos, int buf_size)
839 {
840     if (pos == 0)
841         pos = 1;        // avoid infinite loops (I doubt that is needed but...)
842     if (pos + 10 > buf_size)
843         pos = buf_size; // oops ;)
844
845     return pos;
846 }
847
848 static int output_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *srcp)
849 {
850     AVFrame *src = srcp->f;
851     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(src->format);
852     int i;
853     int ret = av_frame_ref(dst, src);
854     if (ret < 0)
855         return ret;
856
857     av_dict_set(&dst->metadata, "stereo_mode", ff_h264_sei_stereo_mode(&h->sei.frame_packing), 0);
858
859     h->backup_width   = h->avctx->width;
860     h->backup_height  = h->avctx->height;
861     h->backup_pix_fmt = h->avctx->pix_fmt;
862
863     h->avctx->width   = dst->width;
864     h->avctx->height  = dst->height;
865     h->avctx->pix_fmt = dst->format;
866
867     if (srcp->sei_recovery_frame_cnt == 0)
868         dst->key_frame = 1;
869     if (!srcp->crop)
870         return 0;
871
872     for (i = 0; i < desc->nb_components; i++) {
873         int hshift = (i > 0) ? desc->log2_chroma_w : 0;
874         int vshift = (i > 0) ? desc->log2_chroma_h : 0;
875         int off    = ((srcp->crop_left >> hshift) << h->pixel_shift) +
876                       (srcp->crop_top  >> vshift) * dst->linesize[i];
877         dst->data[i] += off;
878     }
879     return 0;
880 }
881
882 static int is_extra(const uint8_t *buf, int buf_size)
883 {
884     int cnt= buf[5]&0x1f;
885     const uint8_t *p= buf+6;
886     while(cnt--){
887         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
888         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 7)
889             return 0;
890         p += nalsize;
891     }
892     cnt = *(p++);
893     if(!cnt)
894         return 0;
895     while(cnt--){
896         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
897         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 8)
898             return 0;
899         p += nalsize;
900     }
901     return 1;
902 }
903
904 static int finalize_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *out, int *got_frame)
905 {
906     int ret;
907
908     if (((h->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_OUTPUT_CORRUPT) ||
909          (h->avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_SHOW_ALL) ||
910          out->recovered)) {
911
912         if (!h->avctx->hwaccel &&
913             (out->field_poc[0] == INT_MAX ||
914              out->field_poc[1] == INT_MAX)
915            ) {
916             int p;
917             AVFrame *f = out->f;
918             int field = out->field_poc[0] == INT_MAX;
919             uint8_t *dst_data[4];
920             int linesizes[4];
921             const uint8_t *src_data[4];
922
923             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Duplicating field %d to fill missing\n", field);
924
925             for (p = 0; p<4; p++) {
926                 dst_data[p] = f->data[p] + (field^1)*f->linesize[p];
927                 src_data[p] = f->data[p] +  field   *f->linesize[p];
928                 linesizes[p] = 2*f->linesize[p];
929             }
930
931             av_image_copy(dst_data, linesizes, src_data, linesizes,
932                           f->format, f->width, f->height>>1);
933         }
934
935         ret = output_frame(h, dst, out);
936         if (ret < 0)
937             return ret;
938
939         *got_frame = 1;
940
941         if (CONFIG_MPEGVIDEO) {
942             ff_print_debug_info2(h->avctx, dst, NULL,
943                                  out->mb_type,
944                                  out->qscale_table,
945                                  out->motion_val,
946                                  NULL,
947                                  h->mb_width, h->mb_height, h->mb_stride, 1);
948         }
949     }
950
951     return 0;
952 }
953
954 static int send_next_delayed_frame(H264Context *h, AVFrame *dst_frame,
955                                    int *got_frame, int buf_index)
956 {
957     int ret, i, out_idx;
958     H264Picture *out = h->delayed_pic[0];
959
960     h->cur_pic_ptr = NULL;
961     h->first_field = 0;
962
963     out_idx = 0;
964     for (i = 1;
965          h->delayed_pic[i] &&
966          !h->delayed_pic[i]->f->key_frame &&
967          !h->delayed_pic[i]->mmco_reset;
968          i++)
969         if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
970             out     = h->delayed_pic[i];
971             out_idx = i;
972         }
973
974     for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
975         h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
976
977     if (out) {
978         out->reference &= ~DELAYED_PIC_REF;
979         ret = finalize_frame(h, dst_frame, out, got_frame);
980         if (ret < 0)
981             return ret;
982     }
983
984     return buf_index;
985 }
986
987 static int h264_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
988                              int *got_frame, AVPacket *avpkt)
989 {
990     const uint8_t *buf = avpkt->data;
991     int buf_size       = avpkt->size;
992     H264Context *h     = avctx->priv_data;
993     AVFrame *pict      = data;
994     int buf_index;
995     int ret;
996
997     h->flags = avctx->flags;
998     h->setup_finished = 0;
999     h->nb_slice_ctx_queued = 0;
1000
1001     if (h->backup_width != -1) {
1002         avctx->width    = h->backup_width;
1003         h->backup_width = -1;
1004     }
1005     if (h->backup_height != -1) {
1006         avctx->height    = h->backup_height;
1007         h->backup_height = -1;
1008     }
1009     if (h->backup_pix_fmt != AV_PIX_FMT_NONE) {
1010         avctx->pix_fmt    = h->backup_pix_fmt;
1011         h->backup_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
1012     }
1013
1014     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
1015
1016     /* end of stream, output what is still in the buffers */
1017     if (buf_size == 0)
1018         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, 0);
1019
1020     if (h->is_avc && av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, NULL)) {
1021         int side_size;
1022         uint8_t *side = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, &side_size);
1023         if (is_extra(side, side_size))
1024             ff_h264_decode_extradata(side, side_size,
1025                                      &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
1026                                      avctx->err_recognition, avctx);
1027     }
1028     if(h->is_avc && buf_size >= 9 && buf[0]==1 && buf[2]==0 && (buf[4]&0xFC)==0xFC && (buf[5]&0x1F) && buf[8]==0x67){
1029         if (is_extra(buf, buf_size))
1030             return ff_h264_decode_extradata(buf, buf_size,
1031                                             &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
1032                                             avctx->err_recognition, avctx);
1033     }
1034
1035     buf_index = decode_nal_units(h, buf, buf_size);
1036     if (buf_index < 0)
1037         return AVERROR_INVALIDDATA;
1038
1039     if (!h->cur_pic_ptr && h->nal_unit_type == H264_NAL_END_SEQUENCE) {
1040         av_assert0(buf_index <= buf_size);
1041         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, buf_index);
1042     }
1043
1044     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) && (!h->cur_pic_ptr || !h->has_slice)) {
1045         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF ||
1046             buf_size >= 4 && !memcmp("Q264", buf, 4))
1047             return buf_size;
1048         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "no frame!\n");
1049         return AVERROR_INVALIDDATA;
1050     }
1051
1052     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) ||
1053         (h->mb_y >= h->mb_height && h->mb_height)) {
1054         if ((ret = ff_h264_field_end(h, &h->slice_ctx[0], 0)) < 0)
1055             return ret;
1056
1057         /* Wait for second field. */
1058         if (h->next_output_pic) {
1059             ret = finalize_frame(h, pict, h->next_output_pic, got_frame);
1060             if (ret < 0)
1061                 return ret;
1062         }
1063     }
1064
1065     av_assert0(pict->buf[0] || !*got_frame);
1066
1067     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
1068
1069     return get_consumed_bytes(buf_index, buf_size);
1070 }
1071
1072 #define OFFSET(x) offsetof(H264Context, x)
1073 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
1074 static const AVOption h264_options[] = {
1075     {"is_avc", "is avc", offsetof(H264Context, is_avc), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 0}, 0, 1, 0},
1076     {"nal_length_size", "nal_length_size", offsetof(H264Context, nal_length_size), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 4, 0},
1077     { "enable_er", "Enable error resilience on damaged frames (unsafe)", OFFSET(enable_er), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = -1 }, -1, 1, VD },
1078     { NULL },
1079 };
1080
1081 static const AVClass h264_class = {
1082     .class_name = "H264 Decoder",
1083     .item_name  = av_default_item_name,
1084     .option     = h264_options,
1085     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1086 };
1087
1088 AVCodec ff_h264_decoder = {
1089     .name                  = "h264",
1090     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
1091     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1092     .id                    = AV_CODEC_ID_H264,
1093     .priv_data_size        = sizeof(H264Context),
1094     .init                  = ff_h264_decode_init,
1095     .close                 = h264_decode_end,
1096     .decode                = h264_decode_frame,
1097     .capabilities          = /*AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ AV_CODEC_CAP_DR1 |
1098                              AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS |
1099                              AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
1100     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
1101     .flush                 = flush_dpb,
1102     .init_thread_copy      = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_init_thread_copy),
1103     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(ff_h264_update_thread_context),
1104     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1105     .priv_class            = &h264_class,
1106 };
1107
1108 #if CONFIG_H264_VDPAU_DECODER && FF_API_VDPAU
1109 static const AVClass h264_vdpau_class = {
1110     .class_name = "H264 VDPAU Decoder",
1111     .item_name  = av_default_item_name,
1112     .option     = h264_options,
1113     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1114 };
1115
1116 AVCodec ff_h264_vdpau_decoder = {
1117     .name           = "h264_vdpau",
1118     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10 (VDPAU acceleration)"),
1119     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1120     .id             = AV_CODEC_ID_H264,
1121     .priv_data_size = sizeof(H264Context),
1122     .init           = ff_h264_decode_init,
1123     .close          = h264_decode_end,
1124     .decode         = h264_decode_frame,
1125     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_HWACCEL_VDPAU,
1126     .flush          = flush_dpb,
1127     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) { AV_PIX_FMT_VDPAU_H264,
1128                                                      AV_PIX_FMT_NONE},
1129     .profiles       = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1130     .priv_class     = &h264_vdpau_class,
1131 };
1132 #endif