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 }
 347
 348 static int av1_frame_ref(AVCodecContext *avctx, AV1Frame *dst, const AV1Frame *src)
 349 {
 350     int ret;
 351
 352     ret = ff_thread_ref_frame(&dst->tf, &src->tf);
 353     if (ret < 0)
 354         return ret;
 355
 356     if (src->hwaccel_picture_private) {
 357         dst->hwaccel_priv_buf = av_buffer_ref(src->hwaccel_priv_buf);
 358         if (!dst->hwaccel_priv_buf)
 359             goto fail;
 360         dst->hwaccel_picture_private = dst->hwaccel_priv_buf->data;
 361     }
 362
 363     dst->loop_filter_delta_enabled = src->loop_filter_delta_enabled;
 364     memcpy(dst->loop_filter_ref_deltas,
 365            src->loop_filter_ref_deltas,
 366            AV1_NUM_REF_FRAMES * sizeof(int8_t));
 367     memcpy(dst->loop_filter_mode_deltas,
 368            src->loop_filter_mode_deltas,
 369            2 * sizeof(int8_t));
 370     memcpy(dst->gm_type,
 371            src->gm_type,
 372            AV1_NUM_REF_FRAMES * sizeof(uint8_t));
 373     memcpy(dst->gm_params,
 374            src->gm_params,
 375            AV1_NUM_REF_FRAMES * 6 * sizeof(int32_t));
 376
 377     return 0;
 378
 379 fail:
 380     av1_frame_unref(avctx, dst);
 381     return AVERROR(ENOMEM);
 382 }
 383
 384 static av_cold int av1_decode_free(AVCodecContext *avctx)
 385 {
 386     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 387
 388     for (int i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(s->ref); i++) {
 389         av1_frame_unref(avctx, &s->ref[i]);
 390         av_frame_free(&s->ref[i].tf.f);
 391     }
 392     av1_frame_unref(avctx, &s->cur_frame);
 393     av_frame_free(&s->cur_frame.tf.f);
 394
 395     av_buffer_unref(&s->seq_ref);
 396     av_buffer_unref(&s->header_ref);
 397     av_freep(&s->tile_group_info);
 398
 399     ff_cbs_fragment_free(&s->current_obu);
 400     ff_cbs_close(&s->cbc);
 401
 402     return 0;
 403 }
 404
 405 static int set_context_with_sequence(AVCodecContext *avctx,
 406                                      const AV1RawSequenceHeader *seq)
 407 {
 408     int width = seq->max_frame_width_minus_1 + 1;
 409     int height = seq->max_frame_height_minus_1 + 1;
 410
 411     avctx->profile = seq->seq_profile;
 412     avctx->level = seq->seq_level_idx[0];
 413
 414     avctx->color_range =
 415         seq->color_config.color_range ? AVCOL_RANGE_JPEG : AVCOL_RANGE_MPEG;
 416     avctx->color_primaries = seq->color_config.color_primaries;
 417     avctx->colorspace = seq->color_config.color_primaries;
 418     avctx->color_trc = seq->color_config.transfer_characteristics;
 419
 420     switch (seq->color_config.chroma_sample_position) {
 421     case AV1_CSP_VERTICAL:
 422         avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
 423         break;
 424     case AV1_CSP_COLOCATED:
 425         avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_TOPLEFT;
 426         break;
 427     }
 428
 429     if (avctx->width != width || avctx->height != height) {
 430         int ret = ff_set_dimensions(avctx, width, height);
 431         if (ret < 0)
 432             return ret;
 433     }
 434     avctx->sample_aspect_ratio = (AVRational) { 1, 1 };
 435
 436     if (seq->timing_info.num_units_in_display_tick &&
 437         seq->timing_info.time_scale) {
 438         av_reduce(&avctx->framerate.den, &avctx->framerate.num,
 439                   seq->timing_info.num_units_in_display_tick,
 440                   seq->timing_info.time_scale,
 441                   INT_MAX);
 442         if (seq->timing_info.equal_picture_interval)
 443             avctx->ticks_per_frame = seq->timing_info.num_ticks_per_picture_minus_1 + 1;
 444     }
 445
 446     return 0;
 447 }
 448
 449 static int update_context_with_frame_header(AVCodecContext *avctx,
 450                                             const AV1RawFrameHeader *header)
 451 {
 452     AVRational aspect_ratio;
 453     int width = header->frame_width_minus_1 + 1;
 454     int height = header->frame_height_minus_1 + 1;
 455     int r_width = header->render_width_minus_1 + 1;
 456     int r_height = header->render_height_minus_1 + 1;
 457     int ret;
 458
 459     if (avctx->width != width || avctx->height != height) {
 460         ret = ff_set_dimensions(avctx, width, height);
 461         if (ret < 0)
 462             return ret;
 463     }
 464
 465     av_reduce(&aspect_ratio.num, &aspect_ratio.den,
 466               (int64_t)height * r_width,
 467               (int64_t)width * r_height,
 468               INT_MAX);
 469
 470     if (av_cmp_q(avctx->sample_aspect_ratio, aspect_ratio)) {
 471         ret = ff_set_sar(avctx, aspect_ratio);
 472         if (ret < 0)
 473             return ret;
 474     }
 475
 476     return 0;
 477 }
 478
 479 static av_cold int av1_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 480 {
 481     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 482     AV1RawSequenceHeader *seq;
 483     int ret;
 484
 485     s->avctx = avctx;
 486     s->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 487
 488     for (int i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(s->ref); i++) {
 489         s->ref[i].tf.f = av_frame_alloc();
 490         if (!s->ref[i].tf.f) {
 491             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 492                    "Failed to allocate reference frame buffer %d.\n", i);
 493             return AVERROR(ENOMEM);
 494         }
 495     }
 496
 497     s->cur_frame.tf.f = av_frame_alloc();
 498     if (!s->cur_frame.tf.f) {
 499         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 500                "Failed to allocate current frame buffer.\n");
 501         return AVERROR(ENOMEM);
 502     }
 503
 504     ret = ff_cbs_init(&s->cbc, AV_CODEC_ID_AV1, avctx);
 505     if (ret < 0)
 506         return ret;
 507
 508     if (avctx->extradata && avctx->extradata_size) {
 509         ret = ff_cbs_read(s->cbc, &s->current_obu, avctx->extradata,
 510                           avctx->extradata_size);
 511         if (ret < 0) {
 512             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Failed to read extradata.\n");
 513             return ret;
 514         }
 515
 516         seq = ((CodedBitstreamAV1Context *)(s->cbc->priv_data))->sequence_header;
 517         if (!seq) {
 518             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No sequence header available.\n");
 519             goto end;
 520         }
 521
 522         ret = set_context_with_sequence(avctx, seq);
 523         if (ret < 0) {
 524             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Failed to set decoder context.\n");
 525             goto end;
 526         }
 527
 528         end:
 529         ff_cbs_fragment_reset(&s->current_obu);
 530     }
 531
 532     return ret;
 533 }
 534
 535 static int av1_frame_alloc(AVCodecContext *avctx, AV1Frame *f)
 536 {
 537     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 538     AV1RawFrameHeader *header= s->raw_frame_header;
 539     AVFrame *frame;
 540     int ret;
 541
 542     ret = update_context_with_frame_header(avctx, header);
 543     if (ret < 0) {
 544         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to update context with frame header\n");
 545         return ret;
 546     }
 547
 548     if ((ret = ff_thread_get_buffer(avctx, &f->tf, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF)) < 0)
 549         return ret;
 550
 551     frame = f->tf.f;
 552     frame->key_frame = header->frame_type == AV1_FRAME_KEY;
 553
 554     switch (header->frame_type) {
 555     case AV1_FRAME_KEY:
 556     case AV1_FRAME_INTRA_ONLY:
 557         frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 558         break;
 559     case AV1_FRAME_INTER:
 560         frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
 561         break;
 562     case AV1_FRAME_SWITCH:
 563         frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_SP;
 564         break;
 565     }
 566
 567     if (avctx->hwaccel) {
 568         const AVHWAccel *hwaccel = avctx->hwaccel;
 569         if (hwaccel->frame_priv_data_size) {
 570             f->hwaccel_priv_buf =
 571                 av_buffer_allocz(hwaccel->frame_priv_data_size);
 572             if (!f->hwaccel_priv_buf)
 573                 goto fail;
 574             f->hwaccel_picture_private = f->hwaccel_priv_buf->data;
 575         }
 576     }
 577     return 0;
 578
 579 fail:
 580     av1_frame_unref(avctx, f);
 581     return AVERROR(ENOMEM);
 582 }
 583
 584 static int set_output_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame,
 585                             const AVPacket *pkt, int *got_frame)
 586 {
 587     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 588     const AVFrame *srcframe = s->cur_frame.tf.f;
 589     int ret;
 590
 591     ret = av_frame_ref(frame, srcframe);
 592     if (ret < 0)
 593         return ret;
 594
 595     frame->pts = pkt->pts;
 596     frame->pkt_dts = pkt->dts;
 597     frame->pkt_size = pkt->size;
 598
 599     *got_frame = 1;
 600
 601     return 0;
 602 }
 603
 604 static int update_reference_list(AVCodecContext *avctx)
 605 {
 606     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 607     const AV1RawFrameHeader *header = s->raw_frame_header;
 608     int ret;
 609
 610     for (int i = 0; i < AV1_NUM_REF_FRAMES; i++) {
 611         if (header->refresh_frame_flags & (1 << i)) {
 612             if (s->ref[i].tf.f->buf[0])
 613                 av1_frame_unref(avctx, &s->ref[i]);
 614             if ((ret = av1_frame_ref(avctx, &s->ref[i], &s->cur_frame)) < 0) {
 615                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 616                        "Failed to update frame %d in reference list\n", i);
 617                 return ret;
 618             }
 619         }
 620     }
 621     return 0;
 622 }
 623
 624 static int get_current_frame(AVCodecContext *avctx)
 625 {
 626     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 627     int ret;
 628
 629     if (s->cur_frame.tf.f->buf[0])
 630         av1_frame_unref(avctx, &s->cur_frame);
 631
 632     ret = av1_frame_alloc(avctx, &s->cur_frame);
 633     if (ret < 0) {
 634         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 635                "Failed to allocate space for current frame.\n");
 636         return ret;
 637     }
 638
 639     ret = init_tile_data(s);
 640     if (ret < 0) {
 641         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to init tile data.\n");
 642         return ret;
 643     }
 644
 645     if (s->raw_frame_header->primary_ref_frame == AV1_PRIMARY_REF_NONE)
 646         setup_past_independence(&s->cur_frame);
 647     else
 648         load_previous_and_update(s);
 649
 650     global_motion_params(s);
 651
 652     return ret;
 653 }
 654
 655 static int av1_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *frame,
 656                             int *got_frame, AVPacket *pkt)
 657 {
 658     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 659     AV1RawTileGroup *raw_tile_group = NULL;
 660     int ret;
 661
 662     ret = ff_cbs_read_packet(s->cbc, &s->current_obu, pkt);
 663     if (ret < 0) {
 664         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to read packet.\n");
 665         goto end;
 666     }
 667     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Total obu for this frame:%d.\n",
 668            s->current_obu.nb_units);
 669
 670     for (int i = 0; i < s->current_obu.nb_units; i++) {
 671         CodedBitstreamUnit *unit = &s->current_obu.units[i];
 672         AV1RawOBU *obu = unit->content;
 673         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Obu idx:%d, obu type:%d.\n", i, unit->type);
 674
 675         switch (unit->type) {
 676         case AV1_OBU_SEQUENCE_HEADER:
 677             av_buffer_unref(&s->seq_ref);
 678             s->seq_ref = av_buffer_ref(unit->content_ref);
 679             if (!s->seq_ref) {
 680                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 681                 goto end;
 682             }
 683
 684             s->raw_seq = &obu->obu.sequence_header;
 685
 686             ret = set_context_with_sequence(avctx, s->raw_seq);
 687             if (ret < 0) {
 688                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to set context.\n");
 689                 goto end;
 690             }
 691
 692             if (s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE) {
 693                 ret = get_pixel_format(avctx);
 694                 if (ret < 0) {
 695                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 696                            "Failed to get pixel format.\n");
 697                     goto end;
 698                 }
 699             }
 700
 701             if (avctx->hwaccel && avctx->hwaccel->decode_params) {
 702                 ret = avctx->hwaccel->decode_params(avctx, unit->type, unit->data,
 703                                                     unit->data_size);
 704                 if (ret < 0) {
 705                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "HW accel decode params fail.\n");
 706                     goto end;
 707                 }
 708             }
 709             break;
 710         case AV1_OBU_REDUNDANT_FRAME_HEADER:
 711             if (s->raw_frame_header)
 712                 break;
 713         // fall-through
 714         case AV1_OBU_FRAME:
 715         case AV1_OBU_FRAME_HEADER:
 716             if (!s->raw_seq) {
 717                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing Sequence Header.\n");
 718                 ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 719                 goto end;
 720             }
 721
 722             av_buffer_unref(&s->header_ref);
 723             s->header_ref = av_buffer_ref(unit->content_ref);
 724             if (!s->header_ref) {
 725                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 726                 goto end;
 727             }
 728
 729             if (unit->type == AV1_OBU_FRAME)
 730                 s->raw_frame_header = &obu->obu.frame.header;
 731             else
 732                 s->raw_frame_header = &obu->obu.frame_header;
 733
 734             if (s->raw_frame_header->show_existing_frame) {
 735                 if (s->cur_frame.tf.f->buf[0])
 736                     av1_frame_unref(avctx, &s->cur_frame);
 737
 738                 ret = av1_frame_ref(avctx, &s->cur_frame,
 739                                     &s->ref[s->raw_frame_header->frame_to_show_map_idx]);
 740                 if (ret < 0) {
 741                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to get reference frame.\n");
 742                     goto end;
 743                 }
 744
 745                 ret = update_reference_list(avctx);
 746                 if (ret < 0) {
 747                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to update reference list.\n");
 748                     goto end;
 749                 }
 750
 751                 ret = set_output_frame(avctx, frame, pkt, got_frame);
 752                 if (ret < 0)
 753                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Set output frame error.\n");
 754
 755                 s->raw_frame_header = NULL;
 756
 757                 goto end;
 758             }
 759
 760             ret = get_current_frame(avctx);
 761             if (ret < 0) {
 762                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Get current frame error\n");
 763                 goto end;
 764             }
 765
 766             if (avctx->hwaccel) {
 767                 ret = avctx->hwaccel->start_frame(avctx, unit->data,
 768                                                   unit->data_size);
 769                 if (ret < 0) {
 770                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "HW accel start frame fail.\n");
 771                     goto end;
 772                 }
 773             }
 774             if (unit->type != AV1_OBU_FRAME)
 775                 break;
 776         // fall-through
 777         case AV1_OBU_TILE_GROUP:
 778             if (!s->raw_frame_header) {
 779                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing Frame Header.\n");
 780                 ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 781                 goto end;
 782             }
 783
 784             if (unit->type == AV1_OBU_FRAME)
 785                 raw_tile_group = &obu->obu.frame.tile_group;
 786             else
 787                 raw_tile_group = &obu->obu.tile_group;
 788
 789             ret = get_tiles_info(avctx, raw_tile_group);
 790             if (ret < 0)
 791                 goto end;
 792
 793             if (avctx->hwaccel) {
 794                 ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx,
 795                                                    raw_tile_group->tile_data.data,
 796                                                    raw_tile_group->tile_data.data_size);
 797                 if (ret < 0) {
 798                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 799                            "HW accel decode slice fail.\n");
 800                     goto end;
 801                 }
 802             }
 803             break;
 804         case AV1_OBU_TILE_LIST:
 805         case AV1_OBU_TEMPORAL_DELIMITER:
 806         case AV1_OBU_PADDING:
 807         case AV1_OBU_METADATA:
 808             break;
 809         default:
 810             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,
 811                    "Unknown obu type: %d (%"SIZE_SPECIFIER" bits).\n",
 812                    unit->type, unit->data_size);
 813         }
 814
 815         if (raw_tile_group && (s->tile_num == raw_tile_group->tg_end + 1)) {
 816             if (avctx->hwaccel) {
 817                 ret = avctx->hwaccel->end_frame(avctx);
 818                 if (ret < 0) {
 819                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "HW accel end frame fail.\n");
 820                     goto end;
 821                 }
 822             }
 823
 824             ret = update_reference_list(avctx);
 825             if (ret < 0) {
 826                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to update reference list.\n");
 827                 goto end;
 828             }
 829
 830             if (s->raw_frame_header->show_frame) {
 831                 ret = set_output_frame(avctx, frame, pkt, got_frame);
 832                 if (ret < 0) {
 833                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Set output frame error\n");
 834                     goto end;
 835                 }
 836             }
 837             raw_tile_group = NULL;
 838             s->raw_frame_header = NULL;
 839         }
 840     }
 841
 842 end:
 843     ff_cbs_fragment_reset(&s->current_obu);
 844     return ret;
 845 }
 846
 847 static void av1_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 848 {
 849     AV1DecContext *s = avctx->priv_data;
 850
 851     for (int i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(s->ref); i++)
 852         av1_frame_unref(avctx, &s->ref[i]);
 853
 854     av1_frame_unref(avctx, &s->cur_frame);
 855     s->raw_frame_header = NULL;
 856     s->raw_seq = NULL;
 857 }
 858
 859 AVCodec ff_av1_decoder = {
 860     .name                  = "av1",
 861     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Alliance for Open Media AV1"),
 862     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 863     .id                    = AV_CODEC_ID_AV1,
 864     .priv_data_size        = sizeof(AV1DecContext),
 865     .init                  = av1_decode_init,
 866     .close                 = av1_decode_free,
 867     .decode                = av1_decode_frame,
 868     .capabilities          = AV_CODEC_CAP_DR1,
 869     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
 870                              FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP |
 871                              FF_CODEC_CAP_SETS_PKT_DTS,
 872     .flush                 = av1_decode_flush,
 873     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_av1_profiles),
 874     .hw_configs            = (const AVCodecHWConfigInternal * []) {
 875         NULL
 876     },
 877 };