git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/av1dec.c

   1 /*
   2  * AV1 video decoder
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include "libavutil/pixdesc.h"
  22 #include "avcodec.h"
  23 #include "av1dec.h"
  24 #include "bytestream.h"
  25 #include "hwconfig.h"
  26 #include "internal.h"
  27 #include "profiles.h"
  28
  29 static void setup_past_independence(AV1Frame *f)
  30 {
  31     f->loop_filter_delta_enabled = 1;
  32
  33     f->loop_filter_ref_deltas[AV1_REF_FRAME_INTRA] = 1;
  34     f->loop_filter_ref_deltas[AV1_REF_FRAME_LAST] = 0;
  35     f->loop_filter_ref_deltas[AV1_REF_FRAME_LAST2] = 0;
  36     f->loop_filter_ref_deltas[AV1_REF_FRAME_LAST3] = 0;
  37     f->loop_filter_ref_deltas[AV1_REF_FRAME_GOLDEN] = -1;
  38     f->loop_filter_ref_deltas[AV1_REF_FRAME_BWDREF] = 0;
  39     f->loop_filter_ref_deltas[AV1_REF_FRAME_ALTREF2] = -1;
  40     f->loop_filter_ref_deltas[AV1_REF_FRAME_ALTREF] = -1;
  41
  42     f->loop_filter_mode_deltas[0] = 0;
  43     f->loop_filter_mode_deltas[1] = 0;
  44 }
  45
  46 static void load_previous_and_update(AV1DecContext *s)
  47 {
  48     uint8_t primary_frame, prev_frame;
  49
  50     primary_frame = s->raw_frame_header->primary_ref_frame;
  51     prev_frame = s->raw_frame_header->ref_frame_idx[primary_frame];
  52     memcpy(s->cur_frame.loop_filter_ref_deltas,
  53            s->ref[prev_frame].loop_filter_ref_deltas,
  54            AV1_NUM_REF_FRAMES * sizeof(int8_t));
  55     memcpy(s->cur_frame.loop_filter_mode_deltas,
  56            s->ref[prev_frame].loop_filter_mode_deltas,
  57            2 * sizeof(int8_t));
  58
  59     if (s->raw_frame_header->loop_filter_delta_update) {
  60         for (int i = 0; i < AV1_NUM_REF_FRAMES; i++) {
  61             if (s->raw_frame_header->update_ref_delta[i])
  62                 s->cur_frame.loop_filter_ref_deltas[i] =
  63                     s->raw_frame_header->loop_filter_ref_deltas[i];
  64         }
  65
  66         for (int i = 0; i < 2; i++) {
  67             if (s->raw_frame_header->update_mode_delta[i])
  68                 s->cur_frame.loop_filter_mode_deltas[i] =
  69                     s->raw_frame_header->loop_filter_mode_deltas[i];
  70         }
  71     }
  72
  73     s->cur_frame.loop_filter_delta_enabled =
  74         s->raw_frame_header->loop_filter_delta_enabled;
  75 }
  76
  77 static uint32_t inverse_recenter(int r, uint32_t v)
  78 {
  79     if (v > 2 * r)
  80         return v;
  81     else if (v & 1)
  82         return r - ((v + 1) >> 1);
  83     else
  84         return r + (v >> 1);
  85 }
  86
  87 static uint32_t decode_unsigned_subexp_with_ref(uint32_t sub_exp,
  88                                                 int mx, int r)
  89 {
  90     if ((r << 1) <= mx) {
  91         return inverse_recenter(r, sub_exp);
  92     } else {
  93         return mx - 1 - inverse_recenter(mx - 1 - r, sub_exp);
  94     }
  95 }
  96
  97 static int32_t decode_signed_subexp_with_ref(uint32_t sub_exp, int low,
  98                                              int high, int r)
  99 {
 100     int32_t x = decode_unsigned_subexp_with_ref(sub_exp, high - low, r - low);
 101     return x + low;
 102 }
 103
 104 static void read_global_param(AV1DecContext *s, int type, int ref, int idx)
 105 {
 106     uint8_t primary_frame, prev_frame;
 107     uint32_t abs_bits, prec_bits, round, prec_diff, sub, mx;
 108     int32_t r;
 109
 110     primary_frame = s->raw_frame_header->primary_ref_frame;
 111     prev_frame = s->raw_frame_header->ref_frame_idx[primary_frame];
 112     abs_bits = AV1_GM_ABS_ALPHA_BITS;
 113     prec_bits = AV1_GM_ALPHA_PREC_BITS;
 114
 115     if (idx < 2) {
 116         if (type == AV1_WARP_MODEL_TRANSLATION) {
 117             abs_bits = AV1_GM_ABS_TRANS_ONLY_BITS -
 118                 !s->raw_frame_header->allow_high_precision_mv;
 119             prec_bits = AV1_GM_TRANS_ONLY_PREC_BITS -
 120                 !s->raw_frame_header->allow_high_precision_mv;
 121         } else {
 122             abs_bits = AV1_GM_ABS_TRANS_BITS;
 123             prec_bits = AV1_GM_TRANS_PREC_BITS;
 124         }
 125     }
 126     round = (idx % 3) == 2 ? (1 << AV1_WARPEDMODEL_PREC_BITS) : 0;
 127     prec_diff = AV1_WARPEDMODEL_PREC_BITS - prec_bits;
 128     sub = (idx % 3) == 2 ? (1 << prec_bits) : 0;
 129     mx = 1 << abs_bits;
 130     r = (s->ref[prev_frame].gm_params[ref][idx] >> prec_diff) - sub;
 131
 132     s->cur_frame.gm_params[ref][idx] =
 133         (decode_signed_subexp_with_ref(s->raw_frame_header->gm_params[ref][idx],
 134                                        -mx, mx + 1, r) << prec_diff) + round;
 135 }
 136
 137 /**
 138 * update gm type/params, since cbs already implemented part of this funcation,
 139 * so we don't need to full implement spec.
 140 */
 141 static void global_motion_params(AV1DecContext *s)
 142 {
 143     const AV1RawFrameHeader *header = s->raw_frame_header;
 144     int type, ref;
 145
 146     for (ref = AV1_REF_FRAME_LAST; ref <= AV1_REF_FRAME_ALTREF; ref++) {
 147         s->cur_frame.gm_type[ref] = AV1_WARP_MODEL_IDENTITY;
 148         for (int i = 0; i < 6; i++)
 149             s->cur_frame.gm_params[ref][i] = (i % 3 == 2) ?
 150                                              1 << AV1_WARPEDMODEL_PREC_BITS : 0;
 151     }
 152     if (header->frame_type == AV1_FRAME_KEY ||
 153         header->frame_type == AV1_FRAME_INTRA_ONLY)
 154         return;
 155
 156     for (ref = AV1_REF_FRAME_LAST; ref <= AV1_REF_FRAME_ALTREF; ref++) {
 157         if (header->is_global[ref]) {
 158             if (header->is_rot_zoom[ref]) {
 159                 type = AV1_WARP_MODEL_ROTZOOM;
 160             } else {
 161                 type = header->is_translation[ref] ? AV1_WARP_MODEL_TRANSLATION
 162                                                    : AV1_WARP_MODEL_AFFINE;
 163             }
 164         } else {
 165             type = AV1_WARP_MODEL_IDENTITY;
 166         }
 167         s->cur_frame.gm_type[ref] = type;
 168
 169         if (type >= AV1_WARP_MODEL_ROTZOOM) {
 170             read_global_param(s, type, ref, 2);
 171             read_global_param(s, type, ref, 3);
 172             if (type == AV1_WARP_MODEL_AFFINE) {
 173                 read_global_param(s, type, ref, 4);
 174                 read_global_param(s, type, ref, 5);
 175             } else {
 176                 s->cur_frame.gm_params[ref][4] = -s->cur_frame.gm_params[ref][3];
 177                 s->cur_frame.gm_params[ref][5] = s->cur_frame.gm_params[ref][2];
 178             }
 179         }
 180         if (type >= AV1_WARP_MODEL_TRANSLATION) {
 181             read_global_param(s, type, ref, 0);
 182             read_global_param(s, type, ref, 1);
 183         }
 184     }
 185 }
 186
 187 static int init_tile_data(AV1DecContext *s)
 188
 189 {
 190     int cur_tile_num =
 191         s->raw_frame_header->tile_cols * s->raw_frame_header->tile_rows;
 192     if (s->tile_num < cur_tile_num) {
 193         int ret = av_reallocp_array(&s->tile_group_info, cur_tile_num,
 194                                     sizeof(TileGroupInfo));
 195         if (ret < 0) {
 196             s->tile_num = 0;
 197             return ret;
 198         }
 199     }
 200     s->tile_num = cur_tile_num;
 201
 202     return 0;
 203 }
 204
 205 static int get_tiles_info(AVCodecContext *avctx, const AV1RawTileGroup *tile_group)
 206 {
 207     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 208     GetByteContext gb;
 209     uint16_t tile_num, tile_row, tile_col;
 210     uint32_t size = 0, size_bytes = 0;
 211
 212     bytestream2_init(&gb, tile_group->tile_data.data,
 213                      tile_group->tile_data.data_size);
 214     s->tg_start = tile_group->tg_start;
 215     s->tg_end = tile_group->tg_end;
 216
 217     for (tile_num = tile_group->tg_start; tile_num <= tile_group->tg_end; tile_num++) {
 218         tile_row = tile_num / s->raw_frame_header->tile_cols;
 219         tile_col = tile_num % s->raw_frame_header->tile_cols;
 220
 221         if (tile_num == tile_group->tg_end) {
 222             s->tile_group_info[tile_num].tile_size = bytestream2_get_bytes_left(&gb);
 223             s->tile_group_info[tile_num].tile_offset = bytestream2_tell(&gb);
 224             s->tile_group_info[tile_num].tile_row = tile_row;
 225             s->tile_group_info[tile_num].tile_column = tile_col;
 226             return 0;
 227         }
 228         size_bytes = s->raw_frame_header->tile_size_bytes_minus1 + 1;
 229         if (bytestream2_get_bytes_left(&gb) < size_bytes)
 230             return AVERROR_INVALIDDATA;
 231         size = 0;
 232         for (int i = 0; i < size_bytes; i++)
 233             size |= bytestream2_get_byteu(&gb) << 8 * i;
 234         if (bytestream2_get_bytes_left(&gb) <= size)
 235             return AVERROR_INVALIDDATA;
 236         size++;
 237
 238         s->tile_group_info[tile_num].tile_size = size;
 239         s->tile_group_info[tile_num].tile_offset = bytestream2_tell(&gb);
 240         s->tile_group_info[tile_num].tile_row = tile_row;
 241         s->tile_group_info[tile_num].tile_column = tile_col;
 242
 243         bytestream2_skipu(&gb, size);
 244     }
 245
 246     return 0;
 247
 248 }
 249
 250 static int get_pixel_format(AVCodecContext *avctx)
 251 {
 252     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 253     const AV1RawSequenceHeader *seq = s->raw_seq;
 254     uint8_t bit_depth;
 255     int ret;
 256     enum AVPixelFormat pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 257 #define HWACCEL_MAX (0)
 258     enum AVPixelFormat pix_fmts[HWACCEL_MAX + 2], *fmtp = pix_fmts;
 259
 260     if (seq->seq_profile == 2 && seq->color_config.high_bitdepth)
 261         bit_depth = seq->color_config.twelve_bit ? 12 : 10;
 262     else if (seq->seq_profile <= 2)
 263         bit_depth = seq->color_config.high_bitdepth ? 10 : 8;
 264     else {
 265         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 266                "Unknown AV1 profile %d.\n", seq->seq_profile);
 267         return -1;
 268     }
 269
 270     if (!seq->color_config.mono_chrome) {
 271         // 4:4:4 x:0 y:0, 4:2:2 x:1 y:0, 4:2:0 x:1 y:1
 272         if (seq->color_config.subsampling_x == 0 &&
 273             seq->color_config.subsampling_y == 0) {
 274             if (bit_depth == 8)
 275                 pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV444P;
 276             else if (bit_depth == 10)
 277                 pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV444P10;
 278             else if (bit_depth == 12)
 279                 pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV444P12;
 280             else
 281                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown AV1 pixel format.\n");
 282         } else if (seq->color_config.subsampling_x == 1 &&
 283                    seq->color_config.subsampling_y == 0) {
 284             if (bit_depth == 8)
 285                 pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P;
 286             else if (bit_depth == 10)
 287                 pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P10;
 288             else if (bit_depth == 12)
 289                 pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P12;
 290             else
 291                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown AV1 pixel format.\n");
 292         } else if (seq->color_config.subsampling_x == 1 &&
 293                    seq->color_config.subsampling_y == 1) {
 294             if (bit_depth == 8)
 295                 pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
 296             else if (bit_depth == 10)
 297                 pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P10;
 298             else if (bit_depth == 12)
 299                 pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P12;
 300             else
 301                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown AV1 pixel format.\n");
 302         }
 303     } else {
 304         if (seq->color_config.subsampling_x == 1 &&
 305             seq->color_config.subsampling_y == 1)
 306             pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV440P;
 307         else
 308             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown AV1 pixel format.\n");
 309     }
 310
 311     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "AV1 decode get format: %s.\n",
 312            av_get_pix_fmt_name(pix_fmt));
 313
 314     if (pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE)
 315         return -1;
 316     s->pix_fmt = pix_fmt;
 317
 318     *fmtp++ = s->pix_fmt;
 319     *fmtp = AV_PIX_FMT_NONE;
 320
 321     ret = ff_thread_get_format(avctx, pix_fmts);
 322     if (ret < 0)
 323         return ret;
 324
 325     /**
 326      * check if the HW accel is inited correctly. If not, return un-implemented.
 327      * Since now the av1 decoder doesn't support native decode, if it will be
 328      * implemented in the future, need remove this check.
 329      */
 330     if (!avctx->hwaccel) {
 331         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Your platform doesn't suppport"
 332                " hardware accelerated AV1 decoding.\n");
 333         return AVERROR(ENOSYS);
 334     }
 335
 336     avctx->pix_fmt = ret;
 337
 338     return 0;
 339 }
 340
 341 static void av1_frame_unref(AVCodecContext *avctx, AV1Frame *f)
 342 {
 343     ff_thread_release_buffer(avctx, &f->tf);
 344     av_buffer_unref(&f->hwaccel_priv_buf);
 345     f->hwaccel_picture_private = NULL;
 346     f->spatial_id = f->temporal_id = 0;
 347 }
 348
 349 static int av1_frame_ref(AVCodecContext *avctx, AV1Frame *dst, const AV1Frame *src)
 350 {
 351     int ret;
 352
 353     ret = ff_thread_ref_frame(&dst->tf, &src->tf);
 354     if (ret < 0)
 355         return ret;
 356
 357     if (src->hwaccel_picture_private) {
 358         dst->hwaccel_priv_buf = av_buffer_ref(src->hwaccel_priv_buf);
 359         if (!dst->hwaccel_priv_buf)
 360             goto fail;
 361         dst->hwaccel_picture_private = dst->hwaccel_priv_buf->data;
 362     }
 363
 364     dst->spatial_id = src->spatial_id;
 365     dst->temporal_id = src->temporal_id;
 366     dst->loop_filter_delta_enabled = src->loop_filter_delta_enabled;
 367     memcpy(dst->loop_filter_ref_deltas,
 368            src->loop_filter_ref_deltas,
 369            AV1_NUM_REF_FRAMES * sizeof(int8_t));
 370     memcpy(dst->loop_filter_mode_deltas,
 371            src->loop_filter_mode_deltas,
 372            2 * sizeof(int8_t));
 373     memcpy(dst->gm_type,
 374            src->gm_type,
 375            AV1_NUM_REF_FRAMES * sizeof(uint8_t));
 376     memcpy(dst->gm_params,
 377            src->gm_params,
 378            AV1_NUM_REF_FRAMES * 6 * sizeof(int32_t));
 379
 380     return 0;
 381
 382 fail:
 383     av1_frame_unref(avctx, dst);
 384     return AVERROR(ENOMEM);
 385 }
 386
 387 static av_cold int av1_decode_free(AVCodecContext *avctx)
 388 {
 389     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 390
 391     for (int i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(s->ref); i++) {
 392         av1_frame_unref(avctx, &s->ref[i]);
 393         av_frame_free(&s->ref[i].tf.f);
 394     }
 395     av1_frame_unref(avctx, &s->cur_frame);
 396     av_frame_free(&s->cur_frame.tf.f);
 397
 398     av_buffer_unref(&s->seq_ref);
 399     av_buffer_unref(&s->header_ref);
 400     av_freep(&s->tile_group_info);
 401
 402     ff_cbs_fragment_free(&s->current_obu);
 403     ff_cbs_close(&s->cbc);
 404
 405     return 0;
 406 }
 407
 408 static int set_context_with_sequence(AVCodecContext *avctx,
 409                                      const AV1RawSequenceHeader *seq)
 410 {
 411     int width = seq->max_frame_width_minus_1 + 1;
 412     int height = seq->max_frame_height_minus_1 + 1;
 413
 414     avctx->profile = seq->seq_profile;
 415     avctx->level = seq->seq_level_idx[0];
 416
 417     avctx->color_range =
 418         seq->color_config.color_range ? AVCOL_RANGE_JPEG : AVCOL_RANGE_MPEG;
 419     avctx->color_primaries = seq->color_config.color_primaries;
 420     avctx->colorspace = seq->color_config.color_primaries;
 421     avctx->color_trc = seq->color_config.transfer_characteristics;
 422
 423     switch (seq->color_config.chroma_sample_position) {
 424     case AV1_CSP_VERTICAL:
 425         avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
 426         break;
 427     case AV1_CSP_COLOCATED:
 428         avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_TOPLEFT;
 429         break;
 430     }
 431
 432     if (avctx->width != width || avctx->height != height) {
 433         int ret = ff_set_dimensions(avctx, width, height);
 434         if (ret < 0)
 435             return ret;
 436     }
 437     avctx->sample_aspect_ratio = (AVRational) { 1, 1 };
 438
 439     if (seq->timing_info.num_units_in_display_tick &&
 440         seq->timing_info.time_scale) {
 441         av_reduce(&avctx->framerate.den, &avctx->framerate.num,
 442                   seq->timing_info.num_units_in_display_tick,
 443                   seq->timing_info.time_scale,
 444                   INT_MAX);
 445         if (seq->timing_info.equal_picture_interval)
 446             avctx->ticks_per_frame = seq->timing_info.num_ticks_per_picture_minus_1 + 1;
 447     }
 448
 449     return 0;
 450 }
 451
 452 static int update_context_with_frame_header(AVCodecContext *avctx,
 453                                             const AV1RawFrameHeader *header)
 454 {
 455     AVRational aspect_ratio;
 456     int width = header->frame_width_minus_1 + 1;
 457     int height = header->frame_height_minus_1 + 1;
 458     int r_width = header->render_width_minus_1 + 1;
 459     int r_height = header->render_height_minus_1 + 1;
 460     int ret;
 461
 462     if (avctx->width != width || avctx->height != height) {
 463         ret = ff_set_dimensions(avctx, width, height);
 464         if (ret < 0)
 465             return ret;
 466     }
 467
 468     av_reduce(&aspect_ratio.num, &aspect_ratio.den,
 469               (int64_t)height * r_width,
 470               (int64_t)width * r_height,
 471               INT_MAX);
 472
 473     if (av_cmp_q(avctx->sample_aspect_ratio, aspect_ratio)) {
 474         ret = ff_set_sar(avctx, aspect_ratio);
 475         if (ret < 0)
 476             return ret;
 477     }
 478
 479     return 0;
 480 }
 481
 482 static av_cold int av1_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 483 {
 484     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 485     AV1RawSequenceHeader *seq;
 486     int ret;
 487
 488     s->avctx = avctx;
 489     s->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 490
 491     for (int i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(s->ref); i++) {
 492         s->ref[i].tf.f = av_frame_alloc();
 493         if (!s->ref[i].tf.f) {
 494             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 495                    "Failed to allocate reference frame buffer %d.\n", i);
 496             return AVERROR(ENOMEM);
 497         }
 498     }
 499
 500     s->cur_frame.tf.f = av_frame_alloc();
 501     if (!s->cur_frame.tf.f) {
 502         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 503                "Failed to allocate current frame buffer.\n");
 504         return AVERROR(ENOMEM);
 505     }
 506
 507     ret = ff_cbs_init(&s->cbc, AV_CODEC_ID_AV1, avctx);
 508     if (ret < 0)
 509         return ret;
 510
 511     if (avctx->extradata && avctx->extradata_size) {
 512         ret = ff_cbs_read(s->cbc, &s->current_obu, avctx->extradata,
 513                           avctx->extradata_size);
 514         if (ret < 0) {
 515             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Failed to read extradata.\n");
 516             return ret;
 517         }
 518
 519         seq = ((CodedBitstreamAV1Context *)(s->cbc->priv_data))->sequence_header;
 520         if (!seq) {
 521             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No sequence header available.\n");
 522             goto end;
 523         }
 524
 525         ret = set_context_with_sequence(avctx, seq);
 526         if (ret < 0) {
 527             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Failed to set decoder context.\n");
 528             goto end;
 529         }
 530
 531         end:
 532         ff_cbs_fragment_reset(&s->current_obu);
 533     }
 534
 535     return ret;
 536 }
 537
 538 static int av1_frame_alloc(AVCodecContext *avctx, AV1Frame *f)
 539 {
 540     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 541     AV1RawFrameHeader *header= s->raw_frame_header;
 542     AVFrame *frame;
 543     int ret;
 544
 545     ret = update_context_with_frame_header(avctx, header);
 546     if (ret < 0) {
 547         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to update context with frame header\n");
 548         return ret;
 549     }
 550
 551     if ((ret = ff_thread_get_buffer(avctx, &f->tf, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF)) < 0)
 552         return ret;
 553
 554     frame = f->tf.f;
 555     frame->key_frame = header->frame_type == AV1_FRAME_KEY;
 556
 557     switch (header->frame_type) {
 558     case AV1_FRAME_KEY:
 559     case AV1_FRAME_INTRA_ONLY:
 560         frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 561         break;
 562     case AV1_FRAME_INTER:
 563         frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
 564         break;
 565     case AV1_FRAME_SWITCH:
 566         frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_SP;
 567         break;
 568     }
 569
 570     if (avctx->hwaccel) {
 571         const AVHWAccel *hwaccel = avctx->hwaccel;
 572         if (hwaccel->frame_priv_data_size) {
 573             f->hwaccel_priv_buf =
 574                 av_buffer_allocz(hwaccel->frame_priv_data_size);
 575             if (!f->hwaccel_priv_buf)
 576                 goto fail;
 577             f->hwaccel_picture_private = f->hwaccel_priv_buf->data;
 578         }
 579     }
 580     return 0;
 581
 582 fail:
 583     av1_frame_unref(avctx, f);
 584     return AVERROR(ENOMEM);
 585 }
 586
 587 static int set_output_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame,
 588                             const AVPacket *pkt, int *got_frame)
 589 {
 590     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 591     const AVFrame *srcframe = s->cur_frame.tf.f;
 592     int ret;
 593
 594     ret = av_frame_ref(frame, srcframe);
 595     if (ret < 0)
 596         return ret;
 597
 598     frame->pts = pkt->pts;
 599     frame->pkt_dts = pkt->dts;
 600     frame->pkt_size = pkt->size;
 601
 602     *got_frame = 1;
 603
 604     return 0;
 605 }
 606
 607 static int update_reference_list(AVCodecContext *avctx)
 608 {
 609     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 610     const AV1RawFrameHeader *header = s->raw_frame_header;
 611     int ret;
 612
 613     for (int i = 0; i < AV1_NUM_REF_FRAMES; i++) {
 614         if (header->refresh_frame_flags & (1 << i)) {
 615             if (s->ref[i].tf.f->buf[0])
 616                 av1_frame_unref(avctx, &s->ref[i]);
 617             if ((ret = av1_frame_ref(avctx, &s->ref[i], &s->cur_frame)) < 0) {
 618                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 619                        "Failed to update frame %d in reference list\n", i);
 620                 return ret;
 621             }
 622         }
 623     }
 624     return 0;
 625 }
 626
 627 static int get_current_frame(AVCodecContext *avctx)
 628 {
 629     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 630     int ret;
 631
 632     if (s->cur_frame.tf.f->buf[0])
 633         av1_frame_unref(avctx, &s->cur_frame);
 634
 635     ret = av1_frame_alloc(avctx, &s->cur_frame);
 636     if (ret < 0) {
 637         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 638                "Failed to allocate space for current frame.\n");
 639         return ret;
 640     }
 641
 642     ret = init_tile_data(s);
 643     if (ret < 0) {
 644         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to init tile data.\n");
 645         return ret;
 646     }
 647
 648     if (s->raw_frame_header->primary_ref_frame == AV1_PRIMARY_REF_NONE)
 649         setup_past_independence(&s->cur_frame);
 650     else
 651         load_previous_and_update(s);
 652
 653     global_motion_params(s);
 654
 655     return ret;
 656 }
 657
 658 static int av1_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *frame,
 659                             int *got_frame, AVPacket *pkt)
 660 {
 661     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 662     AV1RawTileGroup *raw_tile_group = NULL;
 663     int ret;
 664
 665     ret = ff_cbs_read_packet(s->cbc, &s->current_obu, pkt);
 666     if (ret < 0) {
 667         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to read packet.\n");
 668         goto end;
 669     }
 670     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Total obu for this frame:%d.\n",
 671            s->current_obu.nb_units);
 672
 673     for (int i = 0; i < s->current_obu.nb_units; i++) {
 674         CodedBitstreamUnit *unit = &s->current_obu.units[i];
 675         AV1RawOBU *obu = unit->content;
 676         const AV1RawOBUHeader *header = &obu->header;
 677         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Obu idx:%d, obu type:%d.\n", i, unit->type);
 678
 679         switch (unit->type) {
 680         case AV1_OBU_SEQUENCE_HEADER:
 681             av_buffer_unref(&s->seq_ref);
 682             s->seq_ref = av_buffer_ref(unit->content_ref);
 683             if (!s->seq_ref) {
 684                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 685                 goto end;
 686             }
 687
 688             s->raw_seq = &obu->obu.sequence_header;
 689
 690             ret = set_context_with_sequence(avctx, s->raw_seq);
 691             if (ret < 0) {
 692                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to set context.\n");
 693                 s->raw_seq = NULL;
 694                 goto end;
 695             }
 696
 697             if (s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE) {
 698                 ret = get_pixel_format(avctx);
 699                 if (ret < 0) {
 700                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 701                            "Failed to get pixel format.\n");
 702                     s->raw_seq = NULL;
 703                     goto end;
 704                 }
 705             }
 706
 707             if (avctx->hwaccel && avctx->hwaccel->decode_params) {
 708                 ret = avctx->hwaccel->decode_params(avctx, unit->type, unit->data,
 709                                                     unit->data_size);
 710                 if (ret < 0) {
 711                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "HW accel decode params fail.\n");
 712                     s->raw_seq = NULL;
 713                     goto end;
 714                 }
 715             }
 716             break;
 717         case AV1_OBU_REDUNDANT_FRAME_HEADER:
 718             if (s->raw_frame_header)
 719                 break;
 720         // fall-through
 721         case AV1_OBU_FRAME:
 722         case AV1_OBU_FRAME_HEADER:
 723             if (!s->raw_seq) {
 724                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing Sequence Header.\n");
 725                 ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 726                 goto end;
 727             }
 728
 729             av_buffer_unref(&s->header_ref);
 730             s->header_ref = av_buffer_ref(unit->content_ref);
 731             if (!s->header_ref) {
 732                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 733                 goto end;
 734             }
 735
 736             if (unit->type == AV1_OBU_FRAME)
 737                 s->raw_frame_header = &obu->obu.frame.header;
 738             else
 739                 s->raw_frame_header = &obu->obu.frame_header;
 740
 741             if (s->raw_frame_header->show_existing_frame) {
 742                 if (s->cur_frame.tf.f->buf[0])
 743                     av1_frame_unref(avctx, &s->cur_frame);
 744
 745                 ret = av1_frame_ref(avctx, &s->cur_frame,
 746                                     &s->ref[s->raw_frame_header->frame_to_show_map_idx]);
 747                 if (ret < 0) {
 748                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to get reference frame.\n");
 749                     goto end;
 750                 }
 751
 752                 ret = update_reference_list(avctx);
 753                 if (ret < 0) {
 754                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to update reference list.\n");
 755                     goto end;
 756                 }
 757
 758                 ret = set_output_frame(avctx, frame, pkt, got_frame);
 759                 if (ret < 0)
 760                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Set output frame error.\n");
 761
 762                 s->raw_frame_header = NULL;
 763
 764                 goto end;
 765             }
 766
 767             ret = get_current_frame(avctx);
 768             if (ret < 0) {
 769                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Get current frame error\n");
 770                 goto end;
 771             }
 772
 773             s->cur_frame.spatial_id  = header->spatial_id;
 774             s->cur_frame.temporal_id = header->temporal_id;
 775
 776             if (avctx->hwaccel) {
 777                 ret = avctx->hwaccel->start_frame(avctx, unit->data,
 778                                                   unit->data_size);
 779                 if (ret < 0) {
 780                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "HW accel start frame fail.\n");
 781                     goto end;
 782                 }
 783             }
 784             if (unit->type != AV1_OBU_FRAME)
 785                 break;
 786         // fall-through
 787         case AV1_OBU_TILE_GROUP:
 788             if (!s->raw_frame_header) {
 789                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing Frame Header.\n");
 790                 ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 791                 goto end;
 792             }
 793
 794             if (unit->type == AV1_OBU_FRAME)
 795                 raw_tile_group = &obu->obu.frame.tile_group;
 796             else
 797                 raw_tile_group = &obu->obu.tile_group;
 798
 799             ret = get_tiles_info(avctx, raw_tile_group);
 800             if (ret < 0)
 801                 goto end;
 802
 803             if (avctx->hwaccel) {
 804                 ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx,
 805                                                    raw_tile_group->tile_data.data,
 806                                                    raw_tile_group->tile_data.data_size);
 807                 if (ret < 0) {
 808                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 809                            "HW accel decode slice fail.\n");
 810                     goto end;
 811                 }
 812             }
 813             break;
 814         case AV1_OBU_TILE_LIST:
 815         case AV1_OBU_TEMPORAL_DELIMITER:
 816         case AV1_OBU_PADDING:
 817         case AV1_OBU_METADATA:
 818             break;
 819         default:
 820             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,
 821                    "Unknown obu type: %d (%"SIZE_SPECIFIER" bits).\n",
 822                    unit->type, unit->data_size);
 823         }
 824
 825         if (raw_tile_group && (s->tile_num == raw_tile_group->tg_end + 1)) {
 826             if (avctx->hwaccel) {
 827                 ret = avctx->hwaccel->end_frame(avctx);
 828                 if (ret < 0) {
 829                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "HW accel end frame fail.\n");
 830                     goto end;
 831                 }
 832             }
 833
 834             ret = update_reference_list(avctx);
 835             if (ret < 0) {
 836                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to update reference list.\n");
 837                 goto end;
 838             }
 839
 840             if (s->raw_frame_header->show_frame) {
 841                 ret = set_output_frame(avctx, frame, pkt, got_frame);
 842                 if (ret < 0) {
 843                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Set output frame error\n");
 844                     goto end;
 845                 }
 846             }
 847             raw_tile_group = NULL;
 848             s->raw_frame_header = NULL;
 849         }
 850     }
 851
 852 end:
 853     ff_cbs_fragment_reset(&s->current_obu);
 854     if (ret < 0)
 855         s->raw_frame_header = NULL;
 856     return ret;
 857 }
 858
 859 static void av1_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 860 {
 861     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 862
 863     for (int i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(s->ref); i++)
 864         av1_frame_unref(avctx, &s->ref[i]);
 865
 866     av1_frame_unref(avctx, &s->cur_frame);
 867     s->raw_frame_header = NULL;
 868     s->raw_seq = NULL;
 869
 870     ff_cbs_flush(s->cbc);
 871 }
 872
 873 AVCodec ff_av1_decoder = {
 874     .name                  = "av1",
 875     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Alliance for Open Media AV1"),
 876     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 877     .id                    = AV_CODEC_ID_AV1,
 878     .priv_data_size        = sizeof(AV1DecContext),
 879     .init                  = av1_decode_init,
 880     .close                 = av1_decode_free,
 881     .decode                = av1_decode_frame,
 882     .capabilities          = AV_CODEC_CAP_DR1 | AV_CODEC_CAP_AVOID_PROBING,
 883     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
 884                              FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP |
 885                              FF_CODEC_CAP_SETS_PKT_DTS,
 886     .flush                 = av1_decode_flush,
 887     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_av1_profiles),
 888     .hw_configs            = (const AVCodecHWConfigInternal * []) {
 889         NULL
 890     },
 891 };