avformat/hlsenc: improve to write m3u8 head block
[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     unsigned context_count = 0;
606     int nals_needed = 0; ///< number of NALs that need decoding before the next frame thread starts
607     int idr_cleared=0;
608     int i, ret = 0;
609
610     h->has_slice = 0;
611     h->nal_unit_type= 0;
612
613     h->max_contexts = h->nb_slice_ctx;
614     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)) {
615         h->current_slice = 0;
616         if (!h->first_field)
617             h->cur_pic_ptr = NULL;
618         ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
619     }
620
621     if (h->nal_length_size == 4) {
622         if (buf_size > 8 && AV_RB32(buf) == 1 && AV_RB32(buf+5) > (unsigned)buf_size) {
623             h->is_avc = 0;
624         }else if(buf_size > 3 && AV_RB32(buf) > 1 && AV_RB32(buf) <= (unsigned)buf_size)
625             h->is_avc = 1;
626     }
627
628     ret = ff_h2645_packet_split(&h->pkt, buf, buf_size, avctx, h->is_avc,
629                                 h->nal_length_size, avctx->codec_id, avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_FAST);
630     if (ret < 0) {
631         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
632                "Error splitting the input into NAL units.\n");
633         return ret;
634     }
635
636     if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
637         nals_needed = get_last_needed_nal(h);
638     if (nals_needed < 0)
639         return nals_needed;
640
641     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
642         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
643         H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[context_count];
644         int err;
645
646         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF &&
647             nal->ref_idc == 0 && nal->type != H264_NAL_SEI)
648             continue;
649
650 again:
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             sl->gb = nal->gb;
676             h->has_slice = 1;
677
678             if ((err = ff_h264_decode_slice_header(h, sl, nal)))
679                 break;
680
681             if (sl->redundant_pic_count > 0)
682                 break;
683
684             if (h->current_slice == 1) {
685                 if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME && !h->avctx->hwaccel &&
686                     i >= nals_needed && !h->setup_finished && h->cur_pic_ptr) {
687                     ff_thread_finish_setup(avctx);
688                     h->setup_finished = 1;
689                 }
690
691                 if (h->avctx->hwaccel &&
692                     (ret = h->avctx->hwaccel->start_frame(h->avctx, buf, buf_size)) < 0)
693                     goto end;
694 #if FF_API_CAP_VDPAU
695                 if (CONFIG_H264_VDPAU_DECODER &&
696                     h->avctx->codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_HWACCEL_VDPAU)
697                     ff_vdpau_h264_picture_start(h);
698 #endif
699             }
700
701             if (avctx->hwaccel) {
702                 ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx,
703                                                    nal->raw_data,
704                                                    nal->raw_size);
705                 if (ret < 0)
706                     goto end;
707 #if FF_API_CAP_VDPAU
708             } else if (CONFIG_H264_VDPAU_DECODER &&
709                        h->avctx->codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_HWACCEL_VDPAU) {
710                 ff_vdpau_add_data_chunk(h->cur_pic_ptr->f->data[0],
711                                         start_code,
712                                         sizeof(start_code));
713                 ff_vdpau_add_data_chunk(h->cur_pic_ptr->f->data[0],
714                                         nal->raw_data,
715                                         nal->raw_size);
716 #endif
717             } else
718                 context_count++;
719             break;
720         case H264_NAL_DPA:
721         case H264_NAL_DPB:
722         case H264_NAL_DPC:
723             avpriv_request_sample(avctx, "data partitioning");
724             break;
725         case H264_NAL_SEI:
726             ret = ff_h264_sei_decode(&h->sei, &nal->gb, &h->ps, avctx);
727             h->has_recovery_point = h->has_recovery_point || h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt != -1;
728             if (avctx->debug & FF_DEBUG_GREEN_MD)
729                 debug_green_metadata(&h->sei.green_metadata, h->avctx);
730 #if FF_API_AFD
731 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
732             h->avctx->dtg_active_format = h->sei.afd.active_format_description;
733 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
734 #endif /* FF_API_AFD */
735             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
736                 goto end;
737             break;
738         case H264_NAL_SPS: {
739             GetBitContext tmp_gb = nal->gb;
740             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
741                 break;
742             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG,
743                    "SPS decoding failure, trying again with the complete NAL\n");
744             init_get_bits8(&tmp_gb, nal->raw_data + 1, nal->raw_size - 1);
745             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
746                 break;
747             ff_h264_decode_seq_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps, 1);
748             break;
749         }
750         case H264_NAL_PPS:
751             ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps,
752                                                        nal->size_bits);
753             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
754                 goto end;
755             break;
756         case H264_NAL_AUD:
757         case H264_NAL_END_SEQUENCE:
758         case H264_NAL_END_STREAM:
759         case H264_NAL_FILLER_DATA:
760         case H264_NAL_SPS_EXT:
761         case H264_NAL_AUXILIARY_SLICE:
762             break;
763         default:
764             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Unknown NAL code: %d (%d bits)\n",
765                    nal->type, nal->size_bits);
766         }
767
768         if (context_count == h->max_contexts) {
769             ret = ff_h264_execute_decode_slices(h, context_count);
770             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
771                 goto end;
772             context_count = 0;
773         }
774
775         if (err < 0 || err == SLICE_SKIPED) {
776             if (err < 0)
777                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode_slice_header error\n");
778             sl->ref_count[0] = sl->ref_count[1] = sl->list_count = 0;
779         } else if (err == SLICE_SINGLETHREAD) {
780             if (context_count > 0) {
781                 ret = ff_h264_execute_decode_slices(h, context_count);
782                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
783                     goto end;
784                 context_count = 0;
785             }
786             /* Slice could not be decoded in parallel mode, restart. */
787             sl               = &h->slice_ctx[0];
788             goto again;
789         }
790     }
791     if (context_count) {
792         ret = ff_h264_execute_decode_slices(h, context_count);
793         if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
794             goto end;
795     }
796
797     ret = 0;
798 end:
799
800 #if CONFIG_ERROR_RESILIENCE
801     /*
802      * FIXME: Error handling code does not seem to support interlaced
803      * when slices span multiple rows
804      * The ff_er_add_slice calls don't work right for bottom
805      * fields; they cause massive erroneous error concealing
806      * Error marking covers both fields (top and bottom).
807      * This causes a mismatched s->error_count
808      * and a bad error table. Further, the error count goes to
809      * INT_MAX when called for bottom field, because mb_y is
810      * past end by one (callers fault) and resync_mb_y != 0
811      * causes problems for the first MB line, too.
812      */
813     if (!FIELD_PICTURE(h) && h->current_slice &&
814         h->ps.sps == (const SPS*)h->ps.sps_list[h->ps.pps->sps_id]->data &&
815         h->enable_er) {
816
817         H264SliceContext *sl = h->slice_ctx;
818         int use_last_pic = h->last_pic_for_ec.f->buf[0] && !sl->ref_count[0];
819
820         ff_h264_set_erpic(&sl->er.cur_pic, h->cur_pic_ptr);
821
822         if (use_last_pic) {
823             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, &h->last_pic_for_ec);
824             sl->ref_list[0][0].parent = &h->last_pic_for_ec;
825             memcpy(sl->ref_list[0][0].data, h->last_pic_for_ec.f->data, sizeof(sl->ref_list[0][0].data));
826             memcpy(sl->ref_list[0][0].linesize, h->last_pic_for_ec.f->linesize, sizeof(sl->ref_list[0][0].linesize));
827             sl->ref_list[0][0].reference = h->last_pic_for_ec.reference;
828         } else if (sl->ref_count[0]) {
829             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, sl->ref_list[0][0].parent);
830         } else
831             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, NULL);
832
833         if (sl->ref_count[1])
834             ff_h264_set_erpic(&sl->er.next_pic, sl->ref_list[1][0].parent);
835
836         sl->er.ref_count = sl->ref_count[0];
837
838         ff_er_frame_end(&sl->er);
839         if (use_last_pic)
840             memset(&sl->ref_list[0][0], 0, sizeof(sl->ref_list[0][0]));
841     }
842 #endif /* CONFIG_ERROR_RESILIENCE */
843     /* clean up */
844     if (h->cur_pic_ptr && !h->droppable && h->has_slice) {
845         ff_thread_report_progress(&h->cur_pic_ptr->tf, INT_MAX,
846                                   h->picture_structure == PICT_BOTTOM_FIELD);
847     }
848
849     return (ret < 0) ? ret : buf_size;
850 }
851
852 /**
853  * Return the number of bytes consumed for building the current frame.
854  */
855 static int get_consumed_bytes(int pos, int buf_size)
856 {
857     if (pos == 0)
858         pos = 1;        // avoid infinite loops (I doubt that is needed but...)
859     if (pos + 10 > buf_size)
860         pos = buf_size; // oops ;)
861
862     return pos;
863 }
864
865 static int output_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *srcp)
866 {
867     AVFrame *src = srcp->f;
868     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(src->format);
869     int i;
870     int ret = av_frame_ref(dst, src);
871     if (ret < 0)
872         return ret;
873
874     av_dict_set(&dst->metadata, "stereo_mode", ff_h264_sei_stereo_mode(&h->sei.frame_packing), 0);
875
876     h->backup_width   = h->avctx->width;
877     h->backup_height  = h->avctx->height;
878     h->backup_pix_fmt = h->avctx->pix_fmt;
879
880     h->avctx->width   = dst->width;
881     h->avctx->height  = dst->height;
882     h->avctx->pix_fmt = dst->format;
883
884     if (srcp->sei_recovery_frame_cnt == 0)
885         dst->key_frame = 1;
886     if (!srcp->crop)
887         return 0;
888
889     for (i = 0; i < desc->nb_components; i++) {
890         int hshift = (i > 0) ? desc->log2_chroma_w : 0;
891         int vshift = (i > 0) ? desc->log2_chroma_h : 0;
892         int off    = ((srcp->crop_left >> hshift) << h->pixel_shift) +
893                       (srcp->crop_top  >> vshift) * dst->linesize[i];
894         dst->data[i] += off;
895     }
896     return 0;
897 }
898
899 static int is_extra(const uint8_t *buf, int buf_size)
900 {
901     int cnt= buf[5]&0x1f;
902     const uint8_t *p= buf+6;
903     while(cnt--){
904         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
905         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 7)
906             return 0;
907         p += nalsize;
908     }
909     cnt = *(p++);
910     if(!cnt)
911         return 0;
912     while(cnt--){
913         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
914         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 8)
915             return 0;
916         p += nalsize;
917     }
918     return 1;
919 }
920
921 static int finalize_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *out, int *got_frame)
922 {
923     int ret;
924
925     if (((h->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_OUTPUT_CORRUPT) ||
926          (h->avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_SHOW_ALL) ||
927          out->recovered)) {
928
929         if (!h->avctx->hwaccel &&
930             (out->field_poc[0] == INT_MAX ||
931              out->field_poc[1] == INT_MAX)
932            ) {
933             int p;
934             AVFrame *f = out->f;
935             int field = out->field_poc[0] == INT_MAX;
936             uint8_t *dst_data[4];
937             int linesizes[4];
938             const uint8_t *src_data[4];
939
940             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Duplicating field %d to fill missing\n", field);
941
942             for (p = 0; p<4; p++) {
943                 dst_data[p] = f->data[p] + (field^1)*f->linesize[p];
944                 src_data[p] = f->data[p] +  field   *f->linesize[p];
945                 linesizes[p] = 2*f->linesize[p];
946             }
947
948             av_image_copy(dst_data, linesizes, src_data, linesizes,
949                           f->format, f->width, f->height>>1);
950         }
951
952         ret = output_frame(h, dst, out);
953         if (ret < 0)
954             return ret;
955
956         *got_frame = 1;
957
958         if (CONFIG_MPEGVIDEO) {
959             ff_print_debug_info2(h->avctx, dst, NULL,
960                                  out->mb_type,
961                                  out->qscale_table,
962                                  out->motion_val,
963                                  NULL,
964                                  h->mb_width, h->mb_height, h->mb_stride, 1);
965         }
966     }
967
968     return 0;
969 }
970
971 static int send_next_delayed_frame(H264Context *h, AVFrame *dst_frame,
972                                    int *got_frame, int buf_index)
973 {
974     int ret, i, out_idx;
975     H264Picture *out = h->delayed_pic[0];
976
977     h->cur_pic_ptr = NULL;
978     h->first_field = 0;
979
980     out_idx = 0;
981     for (i = 1;
982          h->delayed_pic[i] &&
983          !h->delayed_pic[i]->f->key_frame &&
984          !h->delayed_pic[i]->mmco_reset;
985          i++)
986         if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
987             out     = h->delayed_pic[i];
988             out_idx = i;
989         }
990
991     for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
992         h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
993
994     if (out) {
995         out->reference &= ~DELAYED_PIC_REF;
996         ret = finalize_frame(h, dst_frame, out, got_frame);
997         if (ret < 0)
998             return ret;
999     }
1000
1001     return buf_index;
1002 }
1003
1004 static int h264_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1005                              int *got_frame, AVPacket *avpkt)
1006 {
1007     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1008     int buf_size       = avpkt->size;
1009     H264Context *h     = avctx->priv_data;
1010     AVFrame *pict      = data;
1011     int buf_index;
1012     int ret;
1013
1014     h->flags = avctx->flags;
1015     h->setup_finished = 0;
1016
1017     if (h->backup_width != -1) {
1018         avctx->width    = h->backup_width;
1019         h->backup_width = -1;
1020     }
1021     if (h->backup_height != -1) {
1022         avctx->height    = h->backup_height;
1023         h->backup_height = -1;
1024     }
1025     if (h->backup_pix_fmt != AV_PIX_FMT_NONE) {
1026         avctx->pix_fmt    = h->backup_pix_fmt;
1027         h->backup_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
1028     }
1029
1030     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
1031
1032     /* end of stream, output what is still in the buffers */
1033     if (buf_size == 0)
1034         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, 0);
1035
1036     if (h->is_avc && av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, NULL)) {
1037         int side_size;
1038         uint8_t *side = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, &side_size);
1039         if (is_extra(side, side_size))
1040             ff_h264_decode_extradata(side, side_size,
1041                                      &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
1042                                      avctx->err_recognition, avctx);
1043     }
1044     if(h->is_avc && buf_size >= 9 && buf[0]==1 && buf[2]==0 && (buf[4]&0xFC)==0xFC && (buf[5]&0x1F) && buf[8]==0x67){
1045         if (is_extra(buf, buf_size))
1046             return ff_h264_decode_extradata(buf, buf_size,
1047                                             &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
1048                                             avctx->err_recognition, avctx);
1049     }
1050
1051     buf_index = decode_nal_units(h, buf, buf_size);
1052     if (buf_index < 0)
1053         return AVERROR_INVALIDDATA;
1054
1055     if (!h->cur_pic_ptr && h->nal_unit_type == H264_NAL_END_SEQUENCE) {
1056         av_assert0(buf_index <= buf_size);
1057         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, buf_index);
1058     }
1059
1060     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) && (!h->cur_pic_ptr || !h->has_slice)) {
1061         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF ||
1062             buf_size >= 4 && !memcmp("Q264", buf, 4))
1063             return buf_size;
1064         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "no frame!\n");
1065         return AVERROR_INVALIDDATA;
1066     }
1067
1068     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) ||
1069         (h->mb_y >= h->mb_height && h->mb_height)) {
1070         if ((ret = ff_h264_field_end(h, &h->slice_ctx[0], 0)) < 0)
1071             return ret;
1072
1073         /* Wait for second field. */
1074         if (h->next_output_pic) {
1075             ret = finalize_frame(h, pict, h->next_output_pic, got_frame);
1076             if (ret < 0)
1077                 return ret;
1078         }
1079     }
1080
1081     av_assert0(pict->buf[0] || !*got_frame);
1082
1083     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
1084
1085     return get_consumed_bytes(buf_index, buf_size);
1086 }
1087
1088 #define OFFSET(x) offsetof(H264Context, x)
1089 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
1090 static const AVOption h264_options[] = {
1091     {"is_avc", "is avc", offsetof(H264Context, is_avc), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 0}, 0, 1, 0},
1092     {"nal_length_size", "nal_length_size", offsetof(H264Context, nal_length_size), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 4, 0},
1093     { "enable_er", "Enable error resilience on damaged frames (unsafe)", OFFSET(enable_er), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = -1 }, -1, 1, VD },
1094     { NULL },
1095 };
1096
1097 static const AVClass h264_class = {
1098     .class_name = "H264 Decoder",
1099     .item_name  = av_default_item_name,
1100     .option     = h264_options,
1101     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1102 };
1103
1104 AVCodec ff_h264_decoder = {
1105     .name                  = "h264",
1106     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
1107     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1108     .id                    = AV_CODEC_ID_H264,
1109     .priv_data_size        = sizeof(H264Context),
1110     .init                  = ff_h264_decode_init,
1111     .close                 = h264_decode_end,
1112     .decode                = h264_decode_frame,
1113     .capabilities          = /*AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ AV_CODEC_CAP_DR1 |
1114                              AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS |
1115                              AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
1116     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
1117     .flush                 = flush_dpb,
1118     .init_thread_copy      = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_init_thread_copy),
1119     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(ff_h264_update_thread_context),
1120     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1121     .priv_class            = &h264_class,
1122 };
1123
1124 #if CONFIG_H264_VDPAU_DECODER && FF_API_VDPAU
1125 static const AVClass h264_vdpau_class = {
1126     .class_name = "H264 VDPAU Decoder",
1127     .item_name  = av_default_item_name,
1128     .option     = h264_options,
1129     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1130 };
1131
1132 AVCodec ff_h264_vdpau_decoder = {
1133     .name           = "h264_vdpau",
1134     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10 (VDPAU acceleration)"),
1135     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1136     .id             = AV_CODEC_ID_H264,
1137     .priv_data_size = sizeof(H264Context),
1138     .init           = ff_h264_decode_init,
1139     .close          = h264_decode_end,
1140     .decode         = h264_decode_frame,
1141     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_HWACCEL_VDPAU,
1142     .flush          = flush_dpb,
1143     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) { AV_PIX_FMT_VDPAU_H264,
1144                                                      AV_PIX_FMT_NONE},
1145     .profiles       = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1146     .priv_class     = &h264_vdpau_class,
1147 };
1148 #endif