b4b78bd48acc97025e569dc134d5937afb62e752
[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 Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * H.264 / AVC / MPEG-4 part10 codec.
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #include "libavutil/display.h"
29 #include "libavutil/imgutils.h"
30 #include "libavutil/opt.h"
31 #include "libavutil/stereo3d.h"
32 #include "libavutil/timer.h"
33 #include "internal.h"
34 #include "bytestream.h"
35 #include "cabac.h"
36 #include "cabac_functions.h"
37 #include "error_resilience.h"
38 #include "avcodec.h"
39 #include "h264.h"
40 #include "h264dec.h"
41 #include "h2645_parse.h"
42 #include "h264data.h"
43 #include "h264chroma.h"
44 #include "h264_mvpred.h"
45 #include "h264_ps.h"
46 #include "golomb.h"
47 #include "mathops.h"
48 #include "me_cmp.h"
49 #include "mpegutils.h"
50 #include "profiles.h"
51 #include "rectangle.h"
52 #include "thread.h"
53
54 #include <assert.h>
55
56 const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4] = { 256, 384, 512, 768 };
57
58 static void h264_er_decode_mb(void *opaque, int ref, int mv_dir, int mv_type,
59                               int (*mv)[2][4][2],
60                               int mb_x, int mb_y, int mb_intra, int mb_skipped)
61 {
62     H264Context *h = opaque;
63     H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[0];
64
65     sl->mb_x = mb_x;
66     sl->mb_y = mb_y;
67     sl->mb_xy = mb_x + mb_y * h->mb_stride;
68     memset(sl->non_zero_count_cache, 0, sizeof(sl->non_zero_count_cache));
69     assert(ref >= 0);
70     /* FIXME: It is possible albeit uncommon that slice references
71      * differ between slices. We take the easy approach and ignore
72      * it for now. If this turns out to have any relevance in
73      * practice then correct remapping should be added. */
74     if (ref >= sl->ref_count[0])
75         ref = 0;
76     fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][4 * sl->mb_xy],
77                    2, 2, 2, ref, 1);
78     fill_rectangle(&sl->ref_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, ref, 1);
79     fill_rectangle(sl->mv_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8,
80                    pack16to32((*mv)[0][0][0], (*mv)[0][0][1]), 4);
81     assert(!FRAME_MBAFF(h));
82     ff_h264_hl_decode_mb(h, &h->slice_ctx[0]);
83 }
84
85 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
86                              int y, int height)
87 {
88     AVCodecContext *avctx = h->avctx;
89     const AVFrame   *src  = h->cur_pic.f;
90     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
91     int vshift = desc->log2_chroma_h;
92     const int field_pic = h->picture_structure != PICT_FRAME;
93     if (field_pic) {
94         height <<= 1;
95         y      <<= 1;
96     }
97
98     height = FFMIN(height, avctx->height - y);
99
100     if (field_pic && h->first_field && !(avctx->slice_flags & SLICE_FLAG_ALLOW_FIELD))
101         return;
102
103     if (avctx->draw_horiz_band) {
104         int offset[AV_NUM_DATA_POINTERS];
105         int i;
106
107         offset[0] = y * src->linesize[0];
108         offset[1] =
109         offset[2] = (y >> vshift) * src->linesize[1];
110         for (i = 3; i < AV_NUM_DATA_POINTERS; i++)
111             offset[i] = 0;
112
113         emms_c();
114
115         avctx->draw_horiz_band(avctx, src, offset,
116                                y, h->picture_structure, height);
117     }
118 }
119
120 void ff_h264_free_tables(H264Context *h)
121 {
122     int i;
123
124     av_freep(&h->intra4x4_pred_mode);
125     av_freep(&h->chroma_pred_mode_table);
126     av_freep(&h->cbp_table);
127     av_freep(&h->mvd_table[0]);
128     av_freep(&h->mvd_table[1]);
129     av_freep(&h->direct_table);
130     av_freep(&h->non_zero_count);
131     av_freep(&h->slice_table_base);
132     h->slice_table = NULL;
133     av_freep(&h->list_counts);
134
135     av_freep(&h->mb2b_xy);
136     av_freep(&h->mb2br_xy);
137
138     av_buffer_pool_uninit(&h->qscale_table_pool);
139     av_buffer_pool_uninit(&h->mb_type_pool);
140     av_buffer_pool_uninit(&h->motion_val_pool);
141     av_buffer_pool_uninit(&h->ref_index_pool);
142
143     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++) {
144         H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[i];
145
146         av_freep(&sl->dc_val_base);
147         av_freep(&sl->er.mb_index2xy);
148         av_freep(&sl->er.error_status_table);
149         av_freep(&sl->er.er_temp_buffer);
150
151         av_freep(&sl->bipred_scratchpad);
152         av_freep(&sl->edge_emu_buffer);
153         av_freep(&sl->top_borders[0]);
154         av_freep(&sl->top_borders[1]);
155
156         sl->bipred_scratchpad_allocated = 0;
157         sl->edge_emu_buffer_allocated   = 0;
158         sl->top_borders_allocated[0]    = 0;
159         sl->top_borders_allocated[1]    = 0;
160     }
161 }
162
163 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h)
164 {
165     const int big_mb_num = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
166     const int row_mb_num = h->mb_stride * 2 * h->nb_slice_ctx;
167     int x, y;
168
169     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->intra4x4_pred_mode,
170                       row_mb_num * 8 * sizeof(uint8_t), fail)
171     h->slice_ctx[0].intra4x4_pred_mode = h->intra4x4_pred_mode;
172
173     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->non_zero_count,
174                       big_mb_num * 48 * sizeof(uint8_t), fail)
175     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->slice_table_base,
176                       (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base), fail)
177     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->cbp_table,
178                       big_mb_num * sizeof(uint16_t), fail)
179     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->chroma_pred_mode_table,
180                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
181     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[0],
182                       16 * row_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
183     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[1],
184                       16 * row_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
185     h->slice_ctx[0].mvd_table[0] = h->mvd_table[0];
186     h->slice_ctx[0].mvd_table[1] = h->mvd_table[1];
187
188     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->direct_table,
189                       4 * big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
190     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->list_counts,
191                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
192
193     memset(h->slice_table_base, -1,
194            (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base));
195     h->slice_table = h->slice_table_base + h->mb_stride * 2 + 1;
196
197     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2b_xy,
198                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
199     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2br_xy,
200                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
201     for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
202         for (x = 0; x < h->mb_width; x++) {
203             const int mb_xy = x + y * h->mb_stride;
204             const int b_xy  = 4 * x + 4 * y * h->b_stride;
205
206             h->mb2b_xy[mb_xy]  = b_xy;
207             h->mb2br_xy[mb_xy] = 8 * (FMO ? mb_xy : (mb_xy % (2 * h->mb_stride)));
208         }
209
210     return 0;
211
212 fail:
213     ff_h264_free_tables(h);
214     return AVERROR(ENOMEM);
215 }
216
217 /**
218  * Init context
219  * Allocate buffers which are not shared amongst multiple threads.
220  */
221 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl)
222 {
223     ERContext *er = &sl->er;
224     int mb_array_size = h->mb_height * h->mb_stride;
225     int y_size  = (2 * h->mb_width + 1) * (2 * h->mb_height + 1);
226     int c_size  = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
227     int yc_size = y_size + 2   * c_size;
228     int x, y, i;
229
230     sl->ref_cache[0][scan8[5]  + 1] =
231     sl->ref_cache[0][scan8[7]  + 1] =
232     sl->ref_cache[0][scan8[13] + 1] =
233     sl->ref_cache[1][scan8[5]  + 1] =
234     sl->ref_cache[1][scan8[7]  + 1] =
235     sl->ref_cache[1][scan8[13] + 1] = PART_NOT_AVAILABLE;
236
237     if (CONFIG_ERROR_RESILIENCE) {
238         /* init ER */
239         er->avctx          = h->avctx;
240         er->decode_mb      = h264_er_decode_mb;
241         er->opaque         = h;
242         er->quarter_sample = 1;
243
244         er->mb_num      = h->mb_num;
245         er->mb_width    = h->mb_width;
246         er->mb_height   = h->mb_height;
247         er->mb_stride   = h->mb_stride;
248         er->b8_stride   = h->mb_width * 2 + 1;
249
250         // error resilience code looks cleaner with this
251         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->mb_index2xy,
252                           (h->mb_num + 1) * sizeof(int), fail);
253
254         for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
255             for (x = 0; x < h->mb_width; x++)
256                 er->mb_index2xy[x + y * h->mb_width] = x + y * h->mb_stride;
257
258         er->mb_index2xy[h->mb_height * h->mb_width] = (h->mb_height - 1) *
259                                                       h->mb_stride + h->mb_width;
260
261         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->error_status_table,
262                           mb_array_size * sizeof(uint8_t), fail);
263
264         FF_ALLOC_OR_GOTO(h->avctx, er->er_temp_buffer,
265                          h->mb_height * h->mb_stride, fail);
266
267         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, sl->dc_val_base,
268                           yc_size * sizeof(int16_t), fail);
269         er->dc_val[0] = sl->dc_val_base + h->mb_width * 2 + 2;
270         er->dc_val[1] = sl->dc_val_base + y_size + h->mb_stride + 1;
271         er->dc_val[2] = er->dc_val[1] + c_size;
272         for (i = 0; i < yc_size; i++)
273             sl->dc_val_base[i] = 1024;
274     }
275
276     return 0;
277
278 fail:
279     return AVERROR(ENOMEM); // ff_h264_free_tables will clean up for us
280 }
281
282 static int h264_init_context(AVCodecContext *avctx, H264Context *h)
283 {
284     int i;
285
286     h->avctx                 = avctx;
287
288     h->picture_structure     = PICT_FRAME;
289     h->workaround_bugs       = avctx->workaround_bugs;
290     h->flags                 = avctx->flags;
291     h->poc.prev_poc_msb      = 1 << 16;
292     h->recovery_frame        = -1;
293     h->frame_recovered       = 0;
294
295     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
296     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
297         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
298
299     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
300
301     avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
302
303     h->nb_slice_ctx = (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE) ? avctx->thread_count : 1;
304     h->slice_ctx = av_mallocz_array(h->nb_slice_ctx, sizeof(*h->slice_ctx));
305     if (!h->slice_ctx) {
306         h->nb_slice_ctx = 0;
307         return AVERROR(ENOMEM);
308     }
309
310     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
311         h->DPB[i].f = av_frame_alloc();
312         if (!h->DPB[i].f)
313             return AVERROR(ENOMEM);
314     }
315
316     h->cur_pic.f = av_frame_alloc();
317     if (!h->cur_pic.f)
318         return AVERROR(ENOMEM);
319
320     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++)
321         h->slice_ctx[i].h264 = h;
322
323     return 0;
324 }
325
326 static av_cold int h264_decode_end(AVCodecContext *avctx)
327 {
328     H264Context *h = avctx->priv_data;
329     int i;
330
331     ff_h264_free_tables(h);
332
333     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
334         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
335         av_frame_free(&h->DPB[i].f);
336     }
337
338     h->cur_pic_ptr = NULL;
339
340     av_freep(&h->slice_ctx);
341     h->nb_slice_ctx = 0;
342
343     for (i = 0; i < MAX_SPS_COUNT; i++)
344         av_buffer_unref(&h->ps.sps_list[i]);
345
346     for (i = 0; i < MAX_PPS_COUNT; i++)
347         av_buffer_unref(&h->ps.pps_list[i]);
348
349     ff_h2645_packet_uninit(&h->pkt);
350
351     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
352     av_frame_free(&h->cur_pic.f);
353
354     return 0;
355 }
356
357 static AVOnce h264_vlc_init = AV_ONCE_INIT;
358
359 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx)
360 {
361     H264Context *h = avctx->priv_data;
362     int ret;
363
364     ret = h264_init_context(avctx, h);
365     if (ret < 0)
366         return ret;
367
368     ret = ff_thread_once(&h264_vlc_init, ff_h264_decode_init_vlc);
369     if (ret != 0) {
370         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "pthread_once has failed.");
371         return AVERROR_UNKNOWN;
372     }
373
374     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
375         if (avctx->ticks_per_frame == 1)
376             h->avctx->framerate.num *= 2;
377         avctx->ticks_per_frame = 2;
378     }
379
380     if (avctx->extradata_size > 0 && avctx->extradata) {
381        ret = ff_h264_decode_extradata(avctx->extradata, avctx->extradata_size,
382                                       &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
383                                       avctx->err_recognition, avctx);
384        if (ret < 0) {
385            h264_decode_end(avctx);
386            return ret;
387        }
388     }
389
390     if (h->ps.sps && h->ps.sps->bitstream_restriction_flag &&
391         h->avctx->has_b_frames < h->ps.sps->num_reorder_frames) {
392         h->avctx->has_b_frames = h->ps.sps->num_reorder_frames;
393     }
394
395     avctx->internal->allocate_progress = 1;
396
397     if (h->enable_er) {
398         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
399                "Error resilience is enabled. It is unsafe and unsupported and may crash. "
400                "Use it at your own risk\n");
401     }
402
403     return 0;
404 }
405
406 static int decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
407 {
408     H264Context *h = avctx->priv_data;
409     int ret;
410
411     if (!avctx->internal->is_copy)
412         return 0;
413
414     memset(h, 0, sizeof(*h));
415
416     ret = h264_init_context(avctx, h);
417     if (ret < 0)
418         return ret;
419
420     h->context_initialized = 0;
421
422     return 0;
423 }
424
425 /**
426  * Run setup operations that must be run after slice header decoding.
427  * This includes finding the next displayed frame.
428  *
429  * @param h h264 master context
430  * @param setup_finished enough NALs have been read that we can call
431  * ff_thread_finish_setup()
432  */
433 static void decode_postinit(H264Context *h, int setup_finished)
434 {
435     const SPS *sps = h->ps.sps;
436     H264Picture *out = h->cur_pic_ptr;
437     H264Picture *cur = h->cur_pic_ptr;
438     int i, pics, out_of_order, out_idx;
439     int invalid = 0, cnt = 0;
440
441     if (h->next_output_pic)
442         return;
443
444     if (cur->field_poc[0] == INT_MAX || cur->field_poc[1] == INT_MAX) {
445         /* FIXME: if we have two PAFF fields in one packet, we can't start
446          * the next thread here. If we have one field per packet, we can.
447          * The check in decode_nal_units() is not good enough to find this
448          * yet, so we assume the worst for now. */
449         // if (setup_finished)
450         //    ff_thread_finish_setup(h->avctx);
451         return;
452     }
453
454     // FIXME do something with unavailable reference frames
455
456     /* Sort B-frames into display order */
457     if (sps->bitstream_restriction_flag ||
458         h->avctx->strict_std_compliance >= FF_COMPLIANCE_NORMAL) {
459         h->avctx->has_b_frames = FFMAX(h->avctx->has_b_frames, sps->num_reorder_frames);
460     }
461
462     pics = 0;
463     while (h->delayed_pic[pics])
464         pics++;
465
466     assert(pics <= MAX_DELAYED_PIC_COUNT);
467
468     h->delayed_pic[pics++] = cur;
469     if (cur->reference == 0)
470         cur->reference = DELAYED_PIC_REF;
471
472     /* Frame reordering. This code takes pictures from coding order and sorts
473      * them by their incremental POC value into display order. It supports POC
474      * gaps, MMCO reset codes and random resets.
475      * A "display group" can start either with a IDR frame (f.key_frame = 1),
476      * and/or can be closed down with a MMCO reset code. In sequences where
477      * there is no delay, we can't detect that (since the frame was already
478      * output to the user), so we also set h->mmco_reset to detect the MMCO
479      * reset code.
480      * FIXME: if we detect insufficient delays (as per h->avctx->has_b_frames),
481      * we increase the delay between input and output. All frames affected by
482      * the lag (e.g. those that should have been output before another frame
483      * that we already returned to the user) will be dropped. This is a bug
484      * that we will fix later. */
485     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++) {
486         cnt     += out->poc < h->last_pocs[i];
487         invalid += out->poc == INT_MIN;
488     }
489     if (!h->mmco_reset && !cur->f->key_frame &&
490         cnt + invalid == MAX_DELAYED_PIC_COUNT && cnt > 0) {
491         h->mmco_reset = 2;
492         if (pics > 1)
493             h->delayed_pic[pics - 2]->mmco_reset = 2;
494     }
495     if (h->mmco_reset || cur->f->key_frame) {
496         for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
497             h->last_pocs[i] = INT_MIN;
498         cnt     = 0;
499         invalid = MAX_DELAYED_PIC_COUNT;
500     }
501     out     = h->delayed_pic[0];
502     out_idx = 0;
503     for (i = 1; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT &&
504                 h->delayed_pic[i] &&
505                 !h->delayed_pic[i - 1]->mmco_reset &&
506                 !h->delayed_pic[i]->f->key_frame;
507          i++)
508         if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
509             out     = h->delayed_pic[i];
510             out_idx = i;
511         }
512     if (h->avctx->has_b_frames == 0 &&
513         (h->delayed_pic[0]->f->key_frame || h->mmco_reset))
514         h->next_outputed_poc = INT_MIN;
515     out_of_order = !out->f->key_frame && !h->mmco_reset &&
516                    (out->poc < h->next_outputed_poc);
517
518     if (sps->bitstream_restriction_flag &&
519         h->avctx->has_b_frames >= sps->num_reorder_frames) {
520     } else if (out_of_order && pics - 1 == h->avctx->has_b_frames &&
521                h->avctx->has_b_frames < MAX_DELAYED_PIC_COUNT) {
522         if (invalid + cnt < MAX_DELAYED_PIC_COUNT) {
523             h->avctx->has_b_frames = FFMAX(h->avctx->has_b_frames, cnt);
524         }
525     } else if (!h->avctx->has_b_frames &&
526                ((h->next_outputed_poc != INT_MIN &&
527                  out->poc > h->next_outputed_poc + 2) ||
528                 cur->f->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B)) {
529         h->avctx->has_b_frames++;
530     }
531
532     if (pics > h->avctx->has_b_frames) {
533         out->reference &= ~DELAYED_PIC_REF;
534         for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
535             h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
536     }
537     memmove(h->last_pocs, &h->last_pocs[1],
538             sizeof(*h->last_pocs) * (MAX_DELAYED_PIC_COUNT - 1));
539     h->last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT - 1] = cur->poc;
540     if (!out_of_order && pics > h->avctx->has_b_frames) {
541         h->next_output_pic = out;
542         if (out->mmco_reset) {
543             if (out_idx > 0) {
544                 h->next_outputed_poc                    = out->poc;
545                 h->delayed_pic[out_idx - 1]->mmco_reset = out->mmco_reset;
546             } else {
547                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
548             }
549         } else {
550             if (out_idx == 0 && pics > 1 && h->delayed_pic[0]->f->key_frame) {
551                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
552             } else {
553                 h->next_outputed_poc = out->poc;
554             }
555         }
556         h->mmco_reset = 0;
557     } else {
558         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "no picture\n");
559     }
560
561     if (h->next_output_pic) {
562         if (h->next_output_pic->recovered) {
563             // We have reached an recovery point and all frames after it in
564             // display order are "recovered".
565             h->frame_recovered |= FRAME_RECOVERED_SEI;
566         }
567         h->next_output_pic->recovered |= !!(h->frame_recovered & FRAME_RECOVERED_SEI);
568     }
569
570     if (setup_finished && !h->avctx->hwaccel) {
571         ff_thread_finish_setup(h->avctx);
572
573         if (h->avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
574             h->setup_finished = 1;
575     }
576 }
577
578 /**
579  * instantaneous decoder refresh.
580  */
581 static void idr(H264Context *h)
582 {
583     ff_h264_remove_all_refs(h);
584     h->poc.prev_frame_num        =
585     h->poc.prev_frame_num_offset =
586     h->poc.prev_poc_msb          =
587     h->poc.prev_poc_lsb          = 0;
588 }
589
590 /* forget old pics after a seek */
591 void ff_h264_flush_change(H264Context *h)
592 {
593     int i;
594     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
595         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
596     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
597     h->prev_interlaced_frame = 1;
598     idr(h);
599     if (h->cur_pic_ptr)
600         h->cur_pic_ptr->reference = 0;
601     h->first_field = 0;
602     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
603     h->recovery_frame = -1;
604     h->frame_recovered = 0;
605 }
606
607 /* forget old pics after a seek */
608 static void flush_dpb(AVCodecContext *avctx)
609 {
610     H264Context *h = avctx->priv_data;
611     int i;
612
613     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
614
615     ff_h264_flush_change(h);
616
617     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++)
618         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
619     h->cur_pic_ptr = NULL;
620     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
621
622     h->mb_y = 0;
623
624     ff_h264_free_tables(h);
625     h->context_initialized = 0;
626 }
627
628 static int get_last_needed_nal(H264Context *h)
629 {
630     int nals_needed = 0;
631     int i;
632
633     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
634         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
635         GetBitContext gb;
636
637         /* packets can sometimes contain multiple PPS/SPS,
638          * e.g. two PAFF field pictures in one packet, or a demuxer
639          * which splits NALs strangely if so, when frame threading we
640          * can't start the next thread until we've read all of them */
641         switch (nal->type) {
642         case NAL_SPS:
643         case NAL_PPS:
644             nals_needed = i;
645             break;
646         case NAL_DPA:
647         case NAL_IDR_SLICE:
648         case NAL_SLICE:
649             init_get_bits(&gb, nal->data + 1, (nal->size - 1) * 8);
650             if (!get_ue_golomb(&gb))
651                 nals_needed = i;
652         }
653     }
654
655     return nals_needed;
656 }
657
658 static int decode_nal_units(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size)
659 {
660     AVCodecContext *const avctx = h->avctx;
661     unsigned context_count = 0;
662     int nals_needed = 0; ///< number of NALs that need decoding before the next frame thread starts
663     int i, ret = 0;
664
665     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)) {
666         h->current_slice = 0;
667         if (!h->first_field)
668             h->cur_pic_ptr = NULL;
669         ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
670     }
671
672     ret = ff_h2645_packet_split(&h->pkt, buf, buf_size, avctx, h->is_avc,
673                                 h->nal_length_size, avctx->codec_id);
674     if (ret < 0) {
675         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
676                "Error splitting the input into NAL units.\n");
677         return ret;
678     }
679
680     if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
681         nals_needed = get_last_needed_nal(h);
682
683     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
684         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
685         H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[context_count];
686         int err;
687
688         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF &&
689             nal->ref_idc == 0 && nal->type != NAL_SEI)
690             continue;
691
692         // FIXME these should stop being context-global variables
693         h->nal_ref_idc   = nal->ref_idc;
694         h->nal_unit_type = nal->type;
695
696         err = 0;
697         switch (nal->type) {
698         case NAL_IDR_SLICE:
699             if (nal->type != NAL_IDR_SLICE) {
700                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR,
701                        "Invalid mix of idr and non-idr slices\n");
702                 ret = -1;
703                 goto end;
704             }
705             idr(h); // FIXME ensure we don't lose some frames if there is reordering
706         case NAL_SLICE:
707             sl->gb = nal->gb;
708
709             if ((err = ff_h264_decode_slice_header(h, sl, nal)))
710                 break;
711
712             if (h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt >= 0 && h->recovery_frame < 0) {
713                 h->recovery_frame = (h->poc.frame_num + h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt) &
714                                     ((1 << h->ps.sps->log2_max_frame_num) - 1);
715             }
716
717             h->cur_pic_ptr->f->key_frame |=
718                 (nal->type == NAL_IDR_SLICE) || (h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt >= 0);
719
720             if (nal->type == NAL_IDR_SLICE || h->recovery_frame == h->poc.frame_num) {
721                 h->recovery_frame         = -1;
722                 h->cur_pic_ptr->recovered = 1;
723             }
724             // If we have an IDR, all frames after it in decoded order are
725             // "recovered".
726             if (nal->type == NAL_IDR_SLICE)
727                 h->frame_recovered |= FRAME_RECOVERED_IDR;
728             h->cur_pic_ptr->recovered |= !!(h->frame_recovered & FRAME_RECOVERED_IDR);
729
730             if (h->current_slice == 1) {
731                 if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS))
732                     decode_postinit(h, i >= nals_needed);
733
734                 if (h->avctx->hwaccel &&
735                     (ret = h->avctx->hwaccel->start_frame(h->avctx, NULL, 0)) < 0)
736                     return ret;
737             }
738
739             if (sl->redundant_pic_count == 0 &&
740                 (avctx->skip_frame < AVDISCARD_NONREF || nal->ref_idc) &&
741                 (avctx->skip_frame < AVDISCARD_BIDIR  ||
742                  sl->slice_type_nos != AV_PICTURE_TYPE_B) &&
743                 (avctx->skip_frame < AVDISCARD_NONKEY ||
744                  h->cur_pic_ptr->f->key_frame) &&
745                 avctx->skip_frame < AVDISCARD_ALL) {
746                 if (avctx->hwaccel) {
747                     ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx, nal->raw_data, nal->raw_size);
748                     if (ret < 0)
749                         return ret;
750                 } else
751                     context_count++;
752             }
753             break;
754         case NAL_DPA:
755         case NAL_DPB:
756         case NAL_DPC:
757             avpriv_request_sample(avctx, "data partitioning");
758             ret = AVERROR(ENOSYS);
759             goto end;
760             break;
761         case NAL_SEI:
762             ret = ff_h264_sei_decode(&h->sei, &nal->gb, &h->ps, avctx);
763             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
764                 goto end;
765             break;
766         case NAL_SPS:
767             ret = ff_h264_decode_seq_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps);
768             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
769                 goto end;
770             break;
771         case NAL_PPS:
772             ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps,
773                                                        nal->size_bits);
774             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
775                 goto end;
776             break;
777         case NAL_AUD:
778         case NAL_END_SEQUENCE:
779         case NAL_END_STREAM:
780         case NAL_FILLER_DATA:
781         case NAL_SPS_EXT:
782         case NAL_AUXILIARY_SLICE:
783             break;
784         default:
785             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Unknown NAL code: %d (%d bits)\n",
786                    nal->type, nal->size_bits);
787         }
788
789         if (context_count == h->nb_slice_ctx) {
790             ret = ff_h264_execute_decode_slices(h, context_count);
791             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
792                 goto end;
793             context_count = 0;
794         }
795
796         if (err < 0) {
797             av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode_slice_header error\n");
798             sl->ref_count[0] = sl->ref_count[1] = sl->list_count = 0;
799         }
800     }
801     if (context_count) {
802         ret = ff_h264_execute_decode_slices(h, context_count);
803         if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
804             goto end;
805     }
806
807     ret = 0;
808 end:
809     /* clean up */
810     if (h->cur_pic_ptr && !h->droppable) {
811         ff_thread_report_progress(&h->cur_pic_ptr->tf, INT_MAX,
812                                   h->picture_structure == PICT_BOTTOM_FIELD);
813     }
814
815     return (ret < 0) ? ret : buf_size;
816 }
817
818 /**
819  * Return the number of bytes consumed for building the current frame.
820  */
821 static int get_consumed_bytes(int pos, int buf_size)
822 {
823     if (pos == 0)
824         pos = 1;        // avoid infinite loops (I doubt that is needed but...)
825     if (pos + 10 > buf_size)
826         pos = buf_size; // oops ;)
827
828     return pos;
829 }
830
831 static int output_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, AVFrame *src)
832 {
833     int i;
834     int ret = av_frame_ref(dst, src);
835     if (ret < 0)
836         return ret;
837
838     if (!h->ps.sps || !h->ps.sps->crop)
839         return 0;
840
841     for (i = 0; i < 3; i++) {
842         int hshift = (i > 0) ? h->chroma_x_shift : 0;
843         int vshift = (i > 0) ? h->chroma_y_shift : 0;
844         int off    = ((h->ps.sps->crop_left >> hshift) << h->pixel_shift) +
845                      (h->ps.sps->crop_top >> vshift) * dst->linesize[i];
846         dst->data[i] += off;
847     }
848     return 0;
849 }
850
851 static int h264_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
852                              int *got_frame, AVPacket *avpkt)
853 {
854     const uint8_t *buf = avpkt->data;
855     int buf_size       = avpkt->size;
856     H264Context *h     = avctx->priv_data;
857     AVFrame *pict      = data;
858     int buf_index      = 0;
859     int ret;
860     const uint8_t *new_extradata;
861     int new_extradata_size;
862
863     h->flags = avctx->flags;
864     h->setup_finished = 0;
865
866     /* end of stream, output what is still in the buffers */
867 out:
868     if (buf_size == 0) {
869         H264Picture *out;
870         int i, out_idx;
871
872         h->cur_pic_ptr = NULL;
873
874         // FIXME factorize this with the output code below
875         out     = h->delayed_pic[0];
876         out_idx = 0;
877         for (i = 1;
878              h->delayed_pic[i] &&
879              !h->delayed_pic[i]->f->key_frame &&
880              !h->delayed_pic[i]->mmco_reset;
881              i++)
882             if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
883                 out     = h->delayed_pic[i];
884                 out_idx = i;
885             }
886
887         for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
888             h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
889
890         if (out) {
891             ret = output_frame(h, pict, out->f);
892             if (ret < 0)
893                 return ret;
894             *got_frame = 1;
895         }
896
897         return buf_index;
898     }
899
900     new_extradata_size = 0;
901     new_extradata = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA,
902                                             &new_extradata_size);
903     if (new_extradata_size > 0 && new_extradata) {
904         ret = ff_h264_decode_extradata(new_extradata, new_extradata_size,
905                                        &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
906                                        avctx->err_recognition, avctx);
907         if (ret < 0)
908             return ret;
909     }
910
911     buf_index = decode_nal_units(h, buf, buf_size);
912     if (buf_index < 0)
913         return AVERROR_INVALIDDATA;
914
915     if (!h->cur_pic_ptr && h->nal_unit_type == NAL_END_SEQUENCE) {
916         buf_size = 0;
917         goto out;
918     }
919
920     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) && !h->cur_pic_ptr) {
921         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF)
922             return 0;
923         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "no frame!\n");
924         return AVERROR_INVALIDDATA;
925     }
926
927     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) ||
928         (h->mb_y >= h->mb_height && h->mb_height)) {
929         if (avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)
930             decode_postinit(h, 1);
931
932         ff_h264_field_end(h, &h->slice_ctx[0], 0);
933
934         *got_frame = 0;
935         if (h->next_output_pic && ((avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_OUTPUT_CORRUPT) ||
936                                    h->next_output_pic->recovered)) {
937             if (!h->next_output_pic->recovered)
938                 h->next_output_pic->f->flags |= AV_FRAME_FLAG_CORRUPT;
939
940             ret = output_frame(h, pict, h->next_output_pic->f);
941             if (ret < 0)
942                 return ret;
943             *got_frame = 1;
944         }
945     }
946
947     assert(pict->buf[0] || !*got_frame);
948
949     return get_consumed_bytes(buf_index, buf_size);
950 }
951
952 #define OFFSET(x) offsetof(H264Context, x)
953 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
954 static const AVOption h264_options[] = {
955     { "enable_er", "Enable error resilience on damaged frames (unsafe)", OFFSET(enable_er), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, VD },
956     { NULL },
957 };
958
959 static const AVClass h264_class = {
960     .class_name = "h264",
961     .item_name  = av_default_item_name,
962     .option     = h264_options,
963     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
964 };
965
966 AVCodec ff_h264_decoder = {
967     .name                  = "h264",
968     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
969     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
970     .id                    = AV_CODEC_ID_H264,
971     .priv_data_size        = sizeof(H264Context),
972     .init                  = ff_h264_decode_init,
973     .close                 = h264_decode_end,
974     .decode                = h264_decode_frame,
975     .capabilities          = /*AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ AV_CODEC_CAP_DR1 |
976                              AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS |
977                              AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
978     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
979     .flush                 = flush_dpb,
980     .init_thread_copy      = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_init_thread_copy),
981     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(ff_h264_update_thread_context),
982     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
983     .priv_class            = &h264_class,
984 };