vp9: assert -> av_assert and fix associated compile error.
[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 const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4] = { 256, 384, 512, 768 };
59
60 int avpriv_h264_has_num_reorder_frames(AVCodecContext *avctx)
61 {
62     H264Context *h = avctx->priv_data;
63     return h && h->ps.sps ? h->ps.sps->num_reorder_frames : 0;
64 }
65
66 static void h264_er_decode_mb(void *opaque, int ref, int mv_dir, int mv_type,
67                               int (*mv)[2][4][2],
68                               int mb_x, int mb_y, int mb_intra, int mb_skipped)
69 {
70     H264Context *h = opaque;
71     H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[0];
72
73     sl->mb_x = mb_x;
74     sl->mb_y = mb_y;
75     sl->mb_xy = mb_x + mb_y * h->mb_stride;
76     memset(sl->non_zero_count_cache, 0, sizeof(sl->non_zero_count_cache));
77     av_assert1(ref >= 0);
78     /* FIXME: It is possible albeit uncommon that slice references
79      * differ between slices. We take the easy approach and ignore
80      * it for now. If this turns out to have any relevance in
81      * practice then correct remapping should be added. */
82     if (ref >= sl->ref_count[0])
83         ref = 0;
84     if (!sl->ref_list[0][ref].data[0]) {
85         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Reference not available for error concealing\n");
86         ref = 0;
87     }
88     if ((sl->ref_list[0][ref].reference&3) != 3) {
89         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Reference invalid\n");
90         return;
91     }
92     fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][4 * sl->mb_xy],
93                    2, 2, 2, ref, 1);
94     fill_rectangle(&sl->ref_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, ref, 1);
95     fill_rectangle(sl->mv_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8,
96                    pack16to32((*mv)[0][0][0], (*mv)[0][0][1]), 4);
97     sl->mb_mbaff =
98     sl->mb_field_decoding_flag = 0;
99     ff_h264_hl_decode_mb(h, &h->slice_ctx[0]);
100 }
101
102 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
103                              int y, int height)
104 {
105     AVCodecContext *avctx = h->avctx;
106     const AVFrame   *src  = h->cur_pic.f;
107     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
108     int vshift = desc->log2_chroma_h;
109     const int field_pic = h->picture_structure != PICT_FRAME;
110     if (field_pic) {
111         height <<= 1;
112         y      <<= 1;
113     }
114
115     height = FFMIN(height, avctx->height - y);
116
117     if (field_pic && h->first_field && !(avctx->slice_flags & SLICE_FLAG_ALLOW_FIELD))
118         return;
119
120     if (avctx->draw_horiz_band) {
121         int offset[AV_NUM_DATA_POINTERS];
122         int i;
123
124         offset[0] = y * src->linesize[0];
125         offset[1] =
126         offset[2] = (y >> vshift) * src->linesize[1];
127         for (i = 3; i < AV_NUM_DATA_POINTERS; i++)
128             offset[i] = 0;
129
130         emms_c();
131
132         avctx->draw_horiz_band(avctx, src, offset,
133                                y, h->picture_structure, height);
134     }
135 }
136
137 void ff_h264_free_tables(H264Context *h)
138 {
139     int i;
140
141     av_freep(&h->intra4x4_pred_mode);
142     av_freep(&h->chroma_pred_mode_table);
143     av_freep(&h->cbp_table);
144     av_freep(&h->mvd_table[0]);
145     av_freep(&h->mvd_table[1]);
146     av_freep(&h->direct_table);
147     av_freep(&h->non_zero_count);
148     av_freep(&h->slice_table_base);
149     h->slice_table = NULL;
150     av_freep(&h->list_counts);
151
152     av_freep(&h->mb2b_xy);
153     av_freep(&h->mb2br_xy);
154
155     av_buffer_pool_uninit(&h->qscale_table_pool);
156     av_buffer_pool_uninit(&h->mb_type_pool);
157     av_buffer_pool_uninit(&h->motion_val_pool);
158     av_buffer_pool_uninit(&h->ref_index_pool);
159
160     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++) {
161         H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[i];
162
163         av_freep(&sl->dc_val_base);
164         av_freep(&sl->er.mb_index2xy);
165         av_freep(&sl->er.error_status_table);
166         av_freep(&sl->er.er_temp_buffer);
167
168         av_freep(&sl->bipred_scratchpad);
169         av_freep(&sl->edge_emu_buffer);
170         av_freep(&sl->top_borders[0]);
171         av_freep(&sl->top_borders[1]);
172
173         sl->bipred_scratchpad_allocated = 0;
174         sl->edge_emu_buffer_allocated   = 0;
175         sl->top_borders_allocated[0]    = 0;
176         sl->top_borders_allocated[1]    = 0;
177     }
178 }
179
180 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h)
181 {
182     const int big_mb_num = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
183     const int row_mb_num = 2*h->mb_stride*FFMAX(h->nb_slice_ctx, 1);
184     int x, y;
185
186     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->intra4x4_pred_mode,
187                       row_mb_num, 8 * sizeof(uint8_t), fail)
188     h->slice_ctx[0].intra4x4_pred_mode = h->intra4x4_pred_mode;
189
190     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->non_zero_count,
191                       big_mb_num * 48 * sizeof(uint8_t), fail)
192     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->slice_table_base,
193                       (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base), fail)
194     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->cbp_table,
195                       big_mb_num * sizeof(uint16_t), fail)
196     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->chroma_pred_mode_table,
197                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
198     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[0],
199                       row_mb_num, 16 * sizeof(uint8_t), fail);
200     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[1],
201                       row_mb_num, 16 * sizeof(uint8_t), fail);
202     h->slice_ctx[0].mvd_table[0] = h->mvd_table[0];
203     h->slice_ctx[0].mvd_table[1] = h->mvd_table[1];
204
205     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->direct_table,
206                       4 * big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
207     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->list_counts,
208                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
209
210     memset(h->slice_table_base, -1,
211            (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base));
212     h->slice_table = h->slice_table_base + h->mb_stride * 2 + 1;
213
214     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2b_xy,
215                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
216     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2br_xy,
217                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
218     for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
219         for (x = 0; x < h->mb_width; x++) {
220             const int mb_xy = x + y * h->mb_stride;
221             const int b_xy  = 4 * x + 4 * y * h->b_stride;
222
223             h->mb2b_xy[mb_xy]  = b_xy;
224             h->mb2br_xy[mb_xy] = 8 * (FMO ? mb_xy : (mb_xy % (2 * h->mb_stride)));
225         }
226
227     return 0;
228
229 fail:
230     ff_h264_free_tables(h);
231     return AVERROR(ENOMEM);
232 }
233
234 /**
235  * Init context
236  * Allocate buffers which are not shared amongst multiple threads.
237  */
238 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl)
239 {
240     ERContext *er = &sl->er;
241     int mb_array_size = h->mb_height * h->mb_stride;
242     int y_size  = (2 * h->mb_width + 1) * (2 * h->mb_height + 1);
243     int c_size  = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
244     int yc_size = y_size + 2   * c_size;
245     int x, y, i;
246
247     sl->ref_cache[0][scan8[5]  + 1] =
248     sl->ref_cache[0][scan8[7]  + 1] =
249     sl->ref_cache[0][scan8[13] + 1] =
250     sl->ref_cache[1][scan8[5]  + 1] =
251     sl->ref_cache[1][scan8[7]  + 1] =
252     sl->ref_cache[1][scan8[13] + 1] = PART_NOT_AVAILABLE;
253
254     if (sl != h->slice_ctx) {
255         memset(er, 0, sizeof(*er));
256     } else
257     if (CONFIG_ERROR_RESILIENCE) {
258
259         /* init ER */
260         er->avctx          = h->avctx;
261         er->decode_mb      = h264_er_decode_mb;
262         er->opaque         = h;
263         er->quarter_sample = 1;
264
265         er->mb_num      = h->mb_num;
266         er->mb_width    = h->mb_width;
267         er->mb_height   = h->mb_height;
268         er->mb_stride   = h->mb_stride;
269         er->b8_stride   = h->mb_width * 2 + 1;
270
271         // error resilience code looks cleaner with this
272         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->mb_index2xy,
273                           (h->mb_num + 1) * sizeof(int), fail);
274
275         for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
276             for (x = 0; x < h->mb_width; x++)
277                 er->mb_index2xy[x + y * h->mb_width] = x + y * h->mb_stride;
278
279         er->mb_index2xy[h->mb_height * h->mb_width] = (h->mb_height - 1) *
280                                                       h->mb_stride + h->mb_width;
281
282         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->error_status_table,
283                           mb_array_size * sizeof(uint8_t), fail);
284
285         FF_ALLOC_OR_GOTO(h->avctx, er->er_temp_buffer,
286                          h->mb_height * h->mb_stride * (4*sizeof(int) + 1), fail);
287
288         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, sl->dc_val_base,
289                           yc_size * sizeof(int16_t), fail);
290         er->dc_val[0] = sl->dc_val_base + h->mb_width * 2 + 2;
291         er->dc_val[1] = sl->dc_val_base + y_size + h->mb_stride + 1;
292         er->dc_val[2] = er->dc_val[1] + c_size;
293         for (i = 0; i < yc_size; i++)
294             sl->dc_val_base[i] = 1024;
295     }
296
297     return 0;
298
299 fail:
300     return AVERROR(ENOMEM); // ff_h264_free_tables will clean up for us
301 }
302
303 static int h264_init_context(AVCodecContext *avctx, H264Context *h)
304 {
305     int i;
306
307     h->avctx                 = avctx;
308     h->cur_chroma_format_idc = -1;
309
310     h->width_from_caller     = avctx->width;
311     h->height_from_caller    = avctx->height;
312
313     h->picture_structure     = PICT_FRAME;
314     h->workaround_bugs       = avctx->workaround_bugs;
315     h->flags                 = avctx->flags;
316     h->poc.prev_poc_msb      = 1 << 16;
317     h->recovery_frame        = -1;
318     h->frame_recovered       = 0;
319     h->poc.prev_frame_num    = -1;
320     h->sei.frame_packing.frame_packing_arrangement_cancel_flag = -1;
321     h->sei.unregistered.x264_build = -1;
322
323     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
324     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
325         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
326
327     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
328
329     avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
330
331     h->nb_slice_ctx = (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE) ? avctx->thread_count : 1;
332     h->slice_ctx = av_mallocz_array(h->nb_slice_ctx, sizeof(*h->slice_ctx));
333     if (!h->slice_ctx) {
334         h->nb_slice_ctx = 0;
335         return AVERROR(ENOMEM);
336     }
337
338     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
339         h->DPB[i].f = av_frame_alloc();
340         if (!h->DPB[i].f)
341             return AVERROR(ENOMEM);
342     }
343
344     h->cur_pic.f = av_frame_alloc();
345     if (!h->cur_pic.f)
346         return AVERROR(ENOMEM);
347
348     h->last_pic_for_ec.f = av_frame_alloc();
349     if (!h->last_pic_for_ec.f)
350         return AVERROR(ENOMEM);
351
352     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++)
353         h->slice_ctx[i].h264 = h;
354
355     return 0;
356 }
357
358 static av_cold int h264_decode_end(AVCodecContext *avctx)
359 {
360     H264Context *h = avctx->priv_data;
361     int i;
362
363     ff_h264_remove_all_refs(h);
364     ff_h264_free_tables(h);
365
366     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
367         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
368         av_frame_free(&h->DPB[i].f);
369     }
370     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
371
372     h->cur_pic_ptr = NULL;
373
374     av_freep(&h->slice_ctx);
375     h->nb_slice_ctx = 0;
376
377     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
378     ff_h264_ps_uninit(&h->ps);
379
380     ff_h2645_packet_uninit(&h->pkt);
381
382     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
383     av_frame_free(&h->cur_pic.f);
384     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
385     av_frame_free(&h->last_pic_for_ec.f);
386
387     return 0;
388 }
389
390 static AVOnce h264_vlc_init = AV_ONCE_INIT;
391
392 static av_cold int h264_decode_init(AVCodecContext *avctx)
393 {
394     H264Context *h = avctx->priv_data;
395     int ret;
396
397     ret = h264_init_context(avctx, h);
398     if (ret < 0)
399         return ret;
400
401     ret = ff_thread_once(&h264_vlc_init, ff_h264_decode_init_vlc);
402     if (ret != 0) {
403         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "pthread_once has failed.");
404         return AVERROR_UNKNOWN;
405     }
406
407     if (avctx->ticks_per_frame == 1) {
408         if(h->avctx->time_base.den < INT_MAX/2) {
409             h->avctx->time_base.den *= 2;
410         } else
411             h->avctx->time_base.num /= 2;
412     }
413     avctx->ticks_per_frame = 2;
414
415     if (avctx->extradata_size > 0 && avctx->extradata) {
416         ret = ff_h264_decode_extradata(avctx->extradata, avctx->extradata_size,
417                                        &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
418                                        avctx->err_recognition, avctx);
419         if (ret < 0) {
420             h264_decode_end(avctx);
421             return ret;
422         }
423     }
424
425     if (h->ps.sps && h->ps.sps->bitstream_restriction_flag &&
426         h->avctx->has_b_frames < h->ps.sps->num_reorder_frames) {
427         h->avctx->has_b_frames = h->ps.sps->num_reorder_frames;
428     }
429
430     avctx->internal->allocate_progress = 1;
431
432     ff_h264_flush_change(h);
433
434     if (h->enable_er < 0 && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE))
435         h->enable_er = 0;
436
437     if (h->enable_er && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE)) {
438         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
439                "Error resilience with slice threads is enabled. It is unsafe and unsupported and may crash. "
440                "Use it at your own risk\n");
441     }
442
443     return 0;
444 }
445
446 #if HAVE_THREADS
447 static int decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
448 {
449     H264Context *h = avctx->priv_data;
450     int ret;
451
452     if (!avctx->internal->is_copy)
453         return 0;
454
455     memset(h, 0, sizeof(*h));
456
457     ret = h264_init_context(avctx, h);
458     if (ret < 0)
459         return ret;
460
461     h->context_initialized = 0;
462
463     return 0;
464 }
465 #endif
466
467 /**
468  * instantaneous decoder refresh.
469  */
470 static void idr(H264Context *h)
471 {
472     int i;
473     ff_h264_remove_all_refs(h);
474     h->poc.prev_frame_num        =
475     h->poc.prev_frame_num_offset = 0;
476     h->poc.prev_poc_msb          = 1<<16;
477     h->poc.prev_poc_lsb          = 0;
478     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
479         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
480 }
481
482 /* forget old pics after a seek */
483 void ff_h264_flush_change(H264Context *h)
484 {
485     int i, j;
486
487     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
488     h->prev_interlaced_frame = 1;
489     idr(h);
490
491     h->poc.prev_frame_num = -1;
492     if (h->cur_pic_ptr) {
493         h->cur_pic_ptr->reference = 0;
494         for (j=i=0; h->delayed_pic[i]; i++)
495             if (h->delayed_pic[i] != h->cur_pic_ptr)
496                 h->delayed_pic[j++] = h->delayed_pic[i];
497         h->delayed_pic[j] = NULL;
498     }
499     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
500
501     h->first_field = 0;
502     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
503     h->recovery_frame = -1;
504     h->frame_recovered = 0;
505     h->current_slice = 0;
506     h->mmco_reset = 1;
507 }
508
509 /* forget old pics after a seek */
510 static void flush_dpb(AVCodecContext *avctx)
511 {
512     H264Context *h = avctx->priv_data;
513     int i;
514
515     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
516
517     ff_h264_flush_change(h);
518
519     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++)
520         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
521     h->cur_pic_ptr = NULL;
522     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
523
524     h->mb_y = 0;
525
526     ff_h264_free_tables(h);
527     h->context_initialized = 0;
528 }
529
530 #if FF_API_CAP_VDPAU
531 static const uint8_t start_code[] = { 0x00, 0x00, 0x01 };
532 #endif
533
534 static int get_last_needed_nal(H264Context *h)
535 {
536     int nals_needed = 0;
537     int first_slice = 0;
538     int i, ret;
539
540     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
541         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
542         GetBitContext gb;
543
544         /* packets can sometimes contain multiple PPS/SPS,
545          * e.g. two PAFF field pictures in one packet, or a demuxer
546          * which splits NALs strangely if so, when frame threading we
547          * can't start the next thread until we've read all of them */
548         switch (nal->type) {
549         case H264_NAL_SPS:
550         case H264_NAL_PPS:
551             nals_needed = i;
552             break;
553         case H264_NAL_DPA:
554         case H264_NAL_IDR_SLICE:
555         case H264_NAL_SLICE:
556             ret = init_get_bits8(&gb, nal->data + 1, nal->size - 1);
557             if (ret < 0) {
558                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid zero-sized VCL NAL unit\n");
559                 if (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
560                     return ret;
561
562                 break;
563             }
564             if (!get_ue_golomb_long(&gb) ||  // first_mb_in_slice
565                 !first_slice ||
566                 first_slice != nal->type)
567                 nals_needed = i;
568             if (!first_slice)
569                 first_slice = nal->type;
570         }
571     }
572
573     return nals_needed;
574 }
575
576 static void debug_green_metadata(const H264SEIGreenMetaData *gm, void *logctx)
577 {
578     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Green Metadata Info SEI message\n");
579     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_type: %d\n", gm->green_metadata_type);
580
581     if (gm->green_metadata_type == 0) {
582         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_period_type: %d\n", gm->period_type);
583
584         if (gm->period_type == 2)
585             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_num_seconds: %d\n", gm->num_seconds);
586         else if (gm->period_type == 3)
587             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_num_pictures: %d\n", gm->num_pictures);
588
589         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  SEI GREEN Complexity Metrics: %f %f %f %f\n",
590                (float)gm->percent_non_zero_macroblocks/255,
591                (float)gm->percent_intra_coded_macroblocks/255,
592                (float)gm->percent_six_tap_filtering/255,
593                (float)gm->percent_alpha_point_deblocking_instance/255);
594
595     } else if (gm->green_metadata_type == 1) {
596         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  xsd_metric_type: %d\n", gm->xsd_metric_type);
597
598         if (gm->xsd_metric_type == 0)
599             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  xsd_metric_value: %f\n",
600                    (float)gm->xsd_metric_value/100);
601     }
602 }
603
604 static int decode_nal_units(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size)
605 {
606     AVCodecContext *const avctx = h->avctx;
607     int nals_needed = 0; ///< number of NALs that need decoding before the next frame thread starts
608     int idr_cleared=0;
609     int i, ret = 0;
610
611     h->has_slice = 0;
612     h->nal_unit_type= 0;
613
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         int max_slice_ctx, err;
644
645         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF &&
646             nal->ref_idc == 0 && nal->type != H264_NAL_SEI)
647             continue;
648
649         // FIXME these should stop being context-global variables
650         h->nal_ref_idc   = nal->ref_idc;
651         h->nal_unit_type = nal->type;
652
653         err = 0;
654         switch (nal->type) {
655         case H264_NAL_IDR_SLICE:
656             if ((nal->data[1] & 0xFC) == 0x98) {
657                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid inter IDR frame\n");
658                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
659                 ret = -1;
660                 goto end;
661             }
662             if(!idr_cleared) {
663                 if (h->current_slice && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE)) {
664                     av_log(h, AV_LOG_ERROR, "invalid mixed IDR / non IDR frames cannot be decoded in slice multithreading mode\n");
665                     ret = AVERROR_INVALIDDATA;
666                     goto end;
667                 }
668                 idr(h); // FIXME ensure we don't lose some frames if there is reordering
669             }
670             idr_cleared = 1;
671             h->has_recovery_point = 1;
672         case H264_NAL_SLICE:
673             h->has_slice = 1;
674
675             if ((err = ff_h264_queue_decode_slice(h, nal))) {
676                 H264SliceContext *sl = h->slice_ctx + h->nb_slice_ctx_queued;
677                 sl->ref_count[0] = sl->ref_count[1] = 0;
678                 break;
679             }
680
681             if (h->current_slice == 1) {
682                 if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME &&
683                     i >= nals_needed && !h->setup_finished && h->cur_pic_ptr) {
684                     ff_thread_finish_setup(avctx);
685                     h->setup_finished = 1;
686                 }
687
688                 if (h->avctx->hwaccel &&
689                     (ret = h->avctx->hwaccel->start_frame(h->avctx, buf, buf_size)) < 0)
690                     goto end;
691 #if FF_API_CAP_VDPAU
692                 if (CONFIG_H264_VDPAU_DECODER &&
693                     h->avctx->codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_HWACCEL_VDPAU)
694                     ff_vdpau_h264_picture_start(h);
695 #endif
696             }
697
698             max_slice_ctx = avctx->hwaccel ? 1 : h->nb_slice_ctx;
699             if (h->nb_slice_ctx_queued == max_slice_ctx) {
700                 if (h->avctx->hwaccel) {
701                     ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx, nal->raw_data, nal->raw_size);
702                     h->nb_slice_ctx_queued = 0;
703                 } else
704 #if FF_API_CAP_VDPAU
705             if (CONFIG_H264_VDPAU_DECODER &&
706                        h->avctx->codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_HWACCEL_VDPAU) {
707                 ff_vdpau_add_data_chunk(h->cur_pic_ptr->f->data[0],
708                                         start_code,
709                                         sizeof(start_code));
710                 ff_vdpau_add_data_chunk(h->cur_pic_ptr->f->data[0],
711                                         nal->raw_data,
712                                         nal->raw_size);
713                 ret = 0;
714             } else
715 #endif
716                     ret = ff_h264_execute_decode_slices(h);
717                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
718                     goto end;
719             }
720             break;
721         case H264_NAL_DPA:
722         case H264_NAL_DPB:
723         case H264_NAL_DPC:
724             avpriv_request_sample(avctx, "data partitioning");
725             break;
726         case H264_NAL_SEI:
727             ret = ff_h264_sei_decode(&h->sei, &nal->gb, &h->ps, avctx);
728             h->has_recovery_point = h->has_recovery_point || h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt != -1;
729             if (avctx->debug & FF_DEBUG_GREEN_MD)
730                 debug_green_metadata(&h->sei.green_metadata, h->avctx);
731 #if FF_API_AFD
732 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
733             h->avctx->dtg_active_format = h->sei.afd.active_format_description;
734 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
735 #endif /* FF_API_AFD */
736             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
737                 goto end;
738             break;
739         case H264_NAL_SPS: {
740             GetBitContext tmp_gb = nal->gb;
741             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
742                 break;
743             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG,
744                    "SPS decoding failure, trying again with the complete NAL\n");
745             init_get_bits8(&tmp_gb, nal->raw_data + 1, nal->raw_size - 1);
746             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
747                 break;
748             ff_h264_decode_seq_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps, 1);
749             break;
750         }
751         case H264_NAL_PPS:
752             ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps,
753                                                        nal->size_bits);
754             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
755                 goto end;
756             break;
757         case H264_NAL_AUD:
758         case H264_NAL_END_SEQUENCE:
759         case H264_NAL_END_STREAM:
760         case H264_NAL_FILLER_DATA:
761         case H264_NAL_SPS_EXT:
762         case H264_NAL_AUXILIARY_SLICE:
763             break;
764         default:
765             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Unknown NAL code: %d (%d bits)\n",
766                    nal->type, nal->size_bits);
767         }
768
769         if (err < 0) {
770             av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode_slice_header error\n");
771         }
772     }
773
774     ret = ff_h264_execute_decode_slices(h);
775     if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
776         goto end;
777
778     ret = 0;
779 end:
780
781 #if CONFIG_ERROR_RESILIENCE
782     /*
783      * FIXME: Error handling code does not seem to support interlaced
784      * when slices span multiple rows
785      * The ff_er_add_slice calls don't work right for bottom
786      * fields; they cause massive erroneous error concealing
787      * Error marking covers both fields (top and bottom).
788      * This causes a mismatched s->error_count
789      * and a bad error table. Further, the error count goes to
790      * INT_MAX when called for bottom field, because mb_y is
791      * past end by one (callers fault) and resync_mb_y != 0
792      * causes problems for the first MB line, too.
793      */
794     if (!FIELD_PICTURE(h) && h->current_slice &&
795         h->ps.sps == (const SPS*)h->ps.sps_list[h->ps.pps->sps_id]->data &&
796         h->enable_er) {
797
798         H264SliceContext *sl = h->slice_ctx;
799         int use_last_pic = h->last_pic_for_ec.f->buf[0] && !sl->ref_count[0];
800
801         ff_h264_set_erpic(&sl->er.cur_pic, h->cur_pic_ptr);
802
803         if (use_last_pic) {
804             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, &h->last_pic_for_ec);
805             sl->ref_list[0][0].parent = &h->last_pic_for_ec;
806             memcpy(sl->ref_list[0][0].data, h->last_pic_for_ec.f->data, sizeof(sl->ref_list[0][0].data));
807             memcpy(sl->ref_list[0][0].linesize, h->last_pic_for_ec.f->linesize, sizeof(sl->ref_list[0][0].linesize));
808             sl->ref_list[0][0].reference = h->last_pic_for_ec.reference;
809         } else if (sl->ref_count[0]) {
810             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, sl->ref_list[0][0].parent);
811         } else
812             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, NULL);
813
814         if (sl->ref_count[1])
815             ff_h264_set_erpic(&sl->er.next_pic, sl->ref_list[1][0].parent);
816
817         sl->er.ref_count = sl->ref_count[0];
818
819         ff_er_frame_end(&sl->er);
820         if (use_last_pic)
821             memset(&sl->ref_list[0][0], 0, sizeof(sl->ref_list[0][0]));
822     }
823 #endif /* CONFIG_ERROR_RESILIENCE */
824     /* clean up */
825     if (h->cur_pic_ptr && !h->droppable && h->has_slice) {
826         ff_thread_report_progress(&h->cur_pic_ptr->tf, INT_MAX,
827                                   h->picture_structure == PICT_BOTTOM_FIELD);
828     }
829
830     return (ret < 0) ? ret : buf_size;
831 }
832
833 /**
834  * Return the number of bytes consumed for building the current frame.
835  */
836 static int get_consumed_bytes(int pos, int buf_size)
837 {
838     if (pos == 0)
839         pos = 1;        // avoid infinite loops (I doubt that is needed but...)
840     if (pos + 10 > buf_size)
841         pos = buf_size; // oops ;)
842
843     return pos;
844 }
845
846 static int output_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *srcp)
847 {
848     AVFrame *src = srcp->f;
849     int ret;
850
851     if (src->format == AV_PIX_FMT_VIDEOTOOLBOX && src->buf[0]->size == 1)
852         return AVERROR_EXTERNAL;
853
854     ret = av_frame_ref(dst, src);
855     if (ret < 0)
856         return ret;
857
858     av_dict_set(&dst->metadata, "stereo_mode", ff_h264_sei_stereo_mode(&h->sei.frame_packing), 0);
859
860     if (srcp->sei_recovery_frame_cnt == 0)
861         dst->key_frame = 1;
862
863     return 0;
864 }
865
866 static int is_extra(const uint8_t *buf, int buf_size)
867 {
868     int cnt= buf[5]&0x1f;
869     const uint8_t *p= buf+6;
870     while(cnt--){
871         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
872         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 7)
873             return 0;
874         p += nalsize;
875     }
876     cnt = *(p++);
877     if(!cnt)
878         return 0;
879     while(cnt--){
880         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
881         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 8)
882             return 0;
883         p += nalsize;
884     }
885     return 1;
886 }
887
888 static int finalize_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *out, int *got_frame)
889 {
890     int ret;
891
892     if (((h->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_OUTPUT_CORRUPT) ||
893          (h->avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_SHOW_ALL) ||
894          out->recovered)) {
895
896         if (!h->avctx->hwaccel &&
897             (out->field_poc[0] == INT_MAX ||
898              out->field_poc[1] == INT_MAX)
899            ) {
900             int p;
901             AVFrame *f = out->f;
902             int field = out->field_poc[0] == INT_MAX;
903             uint8_t *dst_data[4];
904             int linesizes[4];
905             const uint8_t *src_data[4];
906
907             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Duplicating field %d to fill missing\n", field);
908
909             for (p = 0; p<4; p++) {
910                 dst_data[p] = f->data[p] + (field^1)*f->linesize[p];
911                 src_data[p] = f->data[p] +  field   *f->linesize[p];
912                 linesizes[p] = 2*f->linesize[p];
913             }
914
915             av_image_copy(dst_data, linesizes, src_data, linesizes,
916                           f->format, f->width, f->height>>1);
917         }
918
919         ret = output_frame(h, dst, out);
920         if (ret < 0)
921             return ret;
922
923         *got_frame = 1;
924
925         if (CONFIG_MPEGVIDEO) {
926             ff_print_debug_info2(h->avctx, dst, NULL,
927                                  out->mb_type,
928                                  out->qscale_table,
929                                  out->motion_val,
930                                  NULL,
931                                  h->mb_width, h->mb_height, h->mb_stride, 1);
932         }
933     }
934
935     return 0;
936 }
937
938 static int send_next_delayed_frame(H264Context *h, AVFrame *dst_frame,
939                                    int *got_frame, int buf_index)
940 {
941     int ret, i, out_idx;
942     H264Picture *out = h->delayed_pic[0];
943
944     h->cur_pic_ptr = NULL;
945     h->first_field = 0;
946
947     out_idx = 0;
948     for (i = 1;
949          h->delayed_pic[i] &&
950          !h->delayed_pic[i]->f->key_frame &&
951          !h->delayed_pic[i]->mmco_reset;
952          i++)
953         if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
954             out     = h->delayed_pic[i];
955             out_idx = i;
956         }
957
958     for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
959         h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
960
961     if (out) {
962         out->reference &= ~DELAYED_PIC_REF;
963         ret = finalize_frame(h, dst_frame, out, got_frame);
964         if (ret < 0)
965             return ret;
966     }
967
968     return buf_index;
969 }
970
971 static int h264_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
972                              int *got_frame, AVPacket *avpkt)
973 {
974     const uint8_t *buf = avpkt->data;
975     int buf_size       = avpkt->size;
976     H264Context *h     = avctx->priv_data;
977     AVFrame *pict      = data;
978     int buf_index;
979     int ret;
980
981     h->flags = avctx->flags;
982     h->setup_finished = 0;
983     h->nb_slice_ctx_queued = 0;
984
985     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
986
987     /* end of stream, output what is still in the buffers */
988     if (buf_size == 0)
989         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, 0);
990
991     if (h->is_avc && av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, NULL)) {
992         int side_size;
993         uint8_t *side = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, &side_size);
994         if (is_extra(side, side_size))
995             ff_h264_decode_extradata(side, side_size,
996                                      &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
997                                      avctx->err_recognition, avctx);
998     }
999     if(h->is_avc && buf_size >= 9 && buf[0]==1 && buf[2]==0 && (buf[4]&0xFC)==0xFC && (buf[5]&0x1F) && buf[8]==0x67){
1000         if (is_extra(buf, buf_size))
1001             return ff_h264_decode_extradata(buf, buf_size,
1002                                             &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
1003                                             avctx->err_recognition, avctx);
1004     }
1005
1006     buf_index = decode_nal_units(h, buf, buf_size);
1007     if (buf_index < 0)
1008         return AVERROR_INVALIDDATA;
1009
1010     if (!h->cur_pic_ptr && h->nal_unit_type == H264_NAL_END_SEQUENCE) {
1011         av_assert0(buf_index <= buf_size);
1012         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, buf_index);
1013     }
1014
1015     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) && (!h->cur_pic_ptr || !h->has_slice)) {
1016         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF ||
1017             buf_size >= 4 && !memcmp("Q264", buf, 4))
1018             return buf_size;
1019         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "no frame!\n");
1020         return AVERROR_INVALIDDATA;
1021     }
1022
1023     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) ||
1024         (h->mb_y >= h->mb_height && h->mb_height)) {
1025         if ((ret = ff_h264_field_end(h, &h->slice_ctx[0], 0)) < 0)
1026             return ret;
1027
1028         /* Wait for second field. */
1029         if (h->next_output_pic) {
1030             ret = finalize_frame(h, pict, h->next_output_pic, got_frame);
1031             if (ret < 0)
1032                 return ret;
1033         }
1034     }
1035
1036     av_assert0(pict->buf[0] || !*got_frame);
1037
1038     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
1039
1040     return get_consumed_bytes(buf_index, buf_size);
1041 }
1042
1043 #define OFFSET(x) offsetof(H264Context, x)
1044 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
1045 static const AVOption h264_options[] = {
1046     { "is_avc", "is avc", OFFSET(is_avc), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 0}, 0, 1, 0 },
1047     { "nal_length_size", "nal_length_size", OFFSET(nal_length_size), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 4, 0 },
1048     { "enable_er", "Enable error resilience on damaged frames (unsafe)", OFFSET(enable_er), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = -1 }, -1, 1, VD },
1049     { NULL },
1050 };
1051
1052 static const AVClass h264_class = {
1053     .class_name = "H264 Decoder",
1054     .item_name  = av_default_item_name,
1055     .option     = h264_options,
1056     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1057 };
1058
1059 AVCodec ff_h264_decoder = {
1060     .name                  = "h264",
1061     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
1062     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1063     .id                    = AV_CODEC_ID_H264,
1064     .priv_data_size        = sizeof(H264Context),
1065     .init                  = h264_decode_init,
1066     .close                 = h264_decode_end,
1067     .decode                = h264_decode_frame,
1068     .capabilities          = /*AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ AV_CODEC_CAP_DR1 |
1069                              AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS |
1070                              AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
1071     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_EXPORTS_CROPPING,
1072     .flush                 = flush_dpb,
1073     .init_thread_copy      = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_init_thread_copy),
1074     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(ff_h264_update_thread_context),
1075     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1076     .priv_class            = &h264_class,
1077 };
1078
1079 #if CONFIG_H264_VDPAU_DECODER && FF_API_VDPAU
1080 static const AVClass h264_vdpau_class = {
1081     .class_name = "H264 VDPAU Decoder",
1082     .item_name  = av_default_item_name,
1083     .option     = h264_options,
1084     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1085 };
1086
1087 AVCodec ff_h264_vdpau_decoder = {
1088     .name           = "h264_vdpau",
1089     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10 (VDPAU acceleration)"),
1090     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1091     .id             = AV_CODEC_ID_H264,
1092     .priv_data_size = sizeof(H264Context),
1093     .init           = h264_decode_init,
1094     .close          = h264_decode_end,
1095     .decode         = h264_decode_frame,
1096     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_HWACCEL_VDPAU,
1097     .flush          = flush_dpb,
1098     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) { AV_PIX_FMT_VDPAU_H264,
1099                                                      AV_PIX_FMT_NONE},
1100     .profiles       = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1101     .priv_class     = &h264_vdpau_class,
1102 };
1103 #endif