git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/h264.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 / MPEG4 part10 codec.
  25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/avassert.h"
  29 #include "libavutil/display.h"
  30 #include "libavutil/imgutils.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32 #include "libavutil/stereo3d.h"
  33 #include "libavutil/timer.h"
  34 #include "internal.h"
  35 #include "bytestream.h"
  36 #include "cabac.h"
  37 #include "cabac_functions.h"
  38 #include "error_resilience.h"
  39 #include "avcodec.h"
  40 #include "h264.h"
  41 #include "h264data.h"
  42 #include "h264chroma.h"
  43 #include "h264_mvpred.h"
  44 #include "golomb.h"
  45 #include "mathops.h"
  46 #include "me_cmp.h"
  47 #include "mpegutils.h"
  48 #include "profiles.h"
  49 #include "rectangle.h"
  50 #include "thread.h"
  51
  52 #include <assert.h>
  53
  54 const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4] = { 256, 384, 512, 768 };
  55
  56 static void h264_er_decode_mb(void *opaque, int ref, int mv_dir, int mv_type,
  57                               int (*mv)[2][4][2],
  58                               int mb_x, int mb_y, int mb_intra, int mb_skipped)
  59 {
  60     H264Context *h = opaque;
  61     H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[0];
  62
  63     sl->mb_x = mb_x;
  64     sl->mb_y = mb_y;
  65     sl->mb_xy = mb_x + mb_y * h->mb_stride;
  66     memset(sl->non_zero_count_cache, 0, sizeof(sl->non_zero_count_cache));
  67     assert(ref >= 0);
  68     /* FIXME: It is possible albeit uncommon that slice references
  69      * differ between slices. We take the easy approach and ignore
  70      * it for now. If this turns out to have any relevance in
  71      * practice then correct remapping should be added. */
  72     if (ref >= sl->ref_count[0])
  73         ref = 0;
  74     fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][4 * sl->mb_xy],
  75                    2, 2, 2, ref, 1);
  76     fill_rectangle(&sl->ref_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, ref, 1);
  77     fill_rectangle(sl->mv_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8,
  78                    pack16to32((*mv)[0][0][0], (*mv)[0][0][1]), 4);
  79     assert(!FRAME_MBAFF(h));
  80     ff_h264_hl_decode_mb(h, &h->slice_ctx[0]);
  81 }
  82
  83 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
  84                              int y, int height)
  85 {
  86     AVCodecContext *avctx = h->avctx;
  87     const AVFrame   *src  = h->cur_pic.f;
  88     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
  89     int vshift = desc->log2_chroma_h;
  90     const int field_pic = h->picture_structure != PICT_FRAME;
  91     if (field_pic) {
  92         height <<= 1;
  93         y      <<= 1;
  94     }
  95
  96     height = FFMIN(height, avctx->height - y);
  97
  98     if (field_pic && h->first_field && !(avctx->slice_flags & SLICE_FLAG_ALLOW_FIELD))
  99         return;
 100
 101     if (avctx->draw_horiz_band) {
 102         int offset[AV_NUM_DATA_POINTERS];
 103         int i;
 104
 105         offset[0] = y * src->linesize[0];
 106         offset[1] =
 107         offset[2] = (y >> vshift) * src->linesize[1];
 108         for (i = 3; i < AV_NUM_DATA_POINTERS; i++)
 109             offset[i] = 0;
 110
 111         emms_c();
 112
 113         avctx->draw_horiz_band(avctx, src, offset,
 114                                y, h->picture_structure, height);
 115     }
 116 }
 117
 118 const uint8_t *ff_h264_decode_nal(H264Context *h, H264SliceContext *sl,
 119                                   const uint8_t *src,
 120                                   int *dst_length, int *consumed, int length)
 121 {
 122     int i, si, di;
 123     uint8_t *dst;
 124
 125     // src[0]&0x80; // forbidden bit
 126     h->nal_ref_idc   = src[0] >> 5;
 127     h->nal_unit_type = src[0] & 0x1F;
 128
 129     src++;
 130     length--;
 131
 132 #define STARTCODE_TEST                                                  \
 133     if (i + 2 < length && src[i + 1] == 0 && src[i + 2] <= 3) {         \
 134         if (src[i + 2] != 3) {                                          \
 135             /* startcode, so we must be past the end */                 \
 136             length = i;                                                 \
 137         }                                                               \
 138         break;                                                          \
 139     }
 140
 141 #if HAVE_FAST_UNALIGNED
 142 #define FIND_FIRST_ZERO                                                 \
 143     if (i > 0 && !src[i])                                               \
 144         i--;                                                            \
 145     while (src[i])                                                      \
 146         i++
 147
 148 #if HAVE_FAST_64BIT
 149     for (i = 0; i + 1 < length; i += 9) {
 150         if (!((~AV_RN64A(src + i) &
 151                (AV_RN64A(src + i) - 0x0100010001000101ULL)) &
 152               0x8000800080008080ULL))
 153             continue;
 154         FIND_FIRST_ZERO;
 155         STARTCODE_TEST;
 156         i -= 7;
 157     }
 158 #else
 159     for (i = 0; i + 1 < length; i += 5) {
 160         if (!((~AV_RN32A(src + i) &
 161                (AV_RN32A(src + i) - 0x01000101U)) &
 162               0x80008080U))
 163             continue;
 164         FIND_FIRST_ZERO;
 165         STARTCODE_TEST;
 166         i -= 3;
 167     }
 168 #endif
 169 #else
 170     for (i = 0; i + 1 < length; i += 2) {
 171         if (src[i])
 172             continue;
 173         if (i > 0 && src[i - 1] == 0)
 174             i--;
 175         STARTCODE_TEST;
 176     }
 177 #endif
 178
 179     if (i >= length - 1) { // no escaped 0
 180         *dst_length = length;
 181         *consumed   = length + 1; // +1 for the header
 182         return src;
 183     }
 184
 185     av_fast_malloc(&sl->rbsp_buffer, &sl->rbsp_buffer_size,
 186                    length + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 187     dst = sl->rbsp_buffer;
 188
 189     if (!dst)
 190         return NULL;
 191
 192     memcpy(dst, src, i);
 193     si = di = i;
 194     while (si + 2 < length) {
 195         // remove escapes (very rare 1:2^22)
 196         if (src[si + 2] > 3) {
 197             dst[di++] = src[si++];
 198             dst[di++] = src[si++];
 199         } else if (src[si] == 0 && src[si + 1] == 0) {
 200             if (src[si + 2] == 3) { // escape
 201                 dst[di++]  = 0;
 202                 dst[di++]  = 0;
 203                 si        += 3;
 204                 continue;
 205             } else // next start code
 206                 goto nsc;
 207         }
 208
 209         dst[di++] = src[si++];
 210     }
 211     while (si < length)
 212         dst[di++] = src[si++];
 213
 214 nsc:
 215     memset(dst + di, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 216
 217     *dst_length = di;
 218     *consumed   = si + 1; // +1 for the header
 219     /* FIXME store exact number of bits in the getbitcontext
 220      * (it is needed for decoding) */
 221     return dst;
 222 }
 223
 224 /**
 225  * Identify the exact end of the bitstream
 226  * @return the length of the trailing, or 0 if damaged
 227  */
 228 static int decode_rbsp_trailing(H264Context *h, const uint8_t *src)
 229 {
 230     int v = *src;
 231     int r;
 232
 233     ff_tlog(h->avctx, "rbsp trailing %X\n", v);
 234
 235     for (r = 1; r < 9; r++) {
 236         if (v & 1)
 237             return r;
 238         v >>= 1;
 239     }
 240     return 0;
 241 }
 242
 243 void ff_h264_free_tables(H264Context *h)
 244 {
 245     int i;
 246
 247     av_freep(&h->intra4x4_pred_mode);
 248     av_freep(&h->chroma_pred_mode_table);
 249     av_freep(&h->cbp_table);
 250     av_freep(&h->mvd_table[0]);
 251     av_freep(&h->mvd_table[1]);
 252     av_freep(&h->direct_table);
 253     av_freep(&h->non_zero_count);
 254     av_freep(&h->slice_table_base);
 255     h->slice_table = NULL;
 256     av_freep(&h->list_counts);
 257
 258     av_freep(&h->mb2b_xy);
 259     av_freep(&h->mb2br_xy);
 260
 261     av_buffer_pool_uninit(&h->qscale_table_pool);
 262     av_buffer_pool_uninit(&h->mb_type_pool);
 263     av_buffer_pool_uninit(&h->motion_val_pool);
 264     av_buffer_pool_uninit(&h->ref_index_pool);
 265
 266     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++) {
 267         H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[i];
 268
 269         av_freep(&sl->dc_val_base);
 270         av_freep(&sl->er.mb_index2xy);
 271         av_freep(&sl->er.error_status_table);
 272         av_freep(&sl->er.er_temp_buffer);
 273
 274         av_freep(&sl->bipred_scratchpad);
 275         av_freep(&sl->edge_emu_buffer);
 276         av_freep(&sl->top_borders[0]);
 277         av_freep(&sl->top_borders[1]);
 278
 279         sl->bipred_scratchpad_allocated = 0;
 280         sl->edge_emu_buffer_allocated   = 0;
 281         sl->top_borders_allocated[0]    = 0;
 282         sl->top_borders_allocated[1]    = 0;
 283     }
 284 }
 285
 286 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h)
 287 {
 288     const int big_mb_num = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
 289     const int row_mb_num = h->mb_stride * 2 * h->avctx->thread_count;
 290     int x, y;
 291
 292     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->intra4x4_pred_mode,
 293                       row_mb_num * 8 * sizeof(uint8_t), fail)
 294     h->slice_ctx[0].intra4x4_pred_mode = h->intra4x4_pred_mode;
 295
 296     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->non_zero_count,
 297                       big_mb_num * 48 * sizeof(uint8_t), fail)
 298     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->slice_table_base,
 299                       (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base), fail)
 300     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->cbp_table,
 301                       big_mb_num * sizeof(uint16_t), fail)
 302     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->chroma_pred_mode_table,
 303                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
 304     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[0],
 305                       16 * row_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
 306     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[1],
 307                       16 * row_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
 308     h->slice_ctx[0].mvd_table[0] = h->mvd_table[0];
 309     h->slice_ctx[0].mvd_table[1] = h->mvd_table[1];
 310
 311     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->direct_table,
 312                       4 * big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
 313     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->list_counts,
 314                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
 315
 316     memset(h->slice_table_base, -1,
 317            (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base));
 318     h->slice_table = h->slice_table_base + h->mb_stride * 2 + 1;
 319
 320     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2b_xy,
 321                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
 322     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2br_xy,
 323                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
 324     for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
 325         for (x = 0; x < h->mb_width; x++) {
 326             const int mb_xy = x + y * h->mb_stride;
 327             const int b_xy  = 4 * x + 4 * y * h->b_stride;
 328
 329             h->mb2b_xy[mb_xy]  = b_xy;
 330             h->mb2br_xy[mb_xy] = 8 * (FMO ? mb_xy : (mb_xy % (2 * h->mb_stride)));
 331         }
 332
 333     if (!h->dequant4_coeff[0])
 334         h264_init_dequant_tables(h);
 335
 336     return 0;
 337
 338 fail:
 339     ff_h264_free_tables(h);
 340     return AVERROR(ENOMEM);
 341 }
 342
 343 /**
 344  * Init context
 345  * Allocate buffers which are not shared amongst multiple threads.
 346  */
 347 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl)
 348 {
 349     ERContext *er = &sl->er;
 350     int mb_array_size = h->mb_height * h->mb_stride;
 351     int y_size  = (2 * h->mb_width + 1) * (2 * h->mb_height + 1);
 352     int c_size  = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
 353     int yc_size = y_size + 2   * c_size;
 354     int x, y, i;
 355
 356     sl->ref_cache[0][scan8[5]  + 1] =
 357     sl->ref_cache[0][scan8[7]  + 1] =
 358     sl->ref_cache[0][scan8[13] + 1] =
 359     sl->ref_cache[1][scan8[5]  + 1] =
 360     sl->ref_cache[1][scan8[7]  + 1] =
 361     sl->ref_cache[1][scan8[13] + 1] = PART_NOT_AVAILABLE;
 362
 363     if (CONFIG_ERROR_RESILIENCE) {
 364         /* init ER */
 365         er->avctx          = h->avctx;
 366         er->decode_mb      = h264_er_decode_mb;
 367         er->opaque         = h;
 368         er->quarter_sample = 1;
 369
 370         er->mb_num      = h->mb_num;
 371         er->mb_width    = h->mb_width;
 372         er->mb_height   = h->mb_height;
 373         er->mb_stride   = h->mb_stride;
 374         er->b8_stride   = h->mb_width * 2 + 1;
 375
 376         // error resilience code looks cleaner with this
 377         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->mb_index2xy,
 378                           (h->mb_num + 1) * sizeof(int), fail);
 379
 380         for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
 381             for (x = 0; x < h->mb_width; x++)
 382                 er->mb_index2xy[x + y * h->mb_width] = x + y * h->mb_stride;
 383
 384         er->mb_index2xy[h->mb_height * h->mb_width] = (h->mb_height - 1) *
 385                                                       h->mb_stride + h->mb_width;
 386
 387         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->error_status_table,
 388                           mb_array_size * sizeof(uint8_t), fail);
 389
 390         FF_ALLOC_OR_GOTO(h->avctx, er->er_temp_buffer,
 391                          h->mb_height * h->mb_stride, fail);
 392
 393         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, sl->dc_val_base,
 394                           yc_size * sizeof(int16_t), fail);
 395         er->dc_val[0] = sl->dc_val_base + h->mb_width * 2 + 2;
 396         er->dc_val[1] = sl->dc_val_base + y_size + h->mb_stride + 1;
 397         er->dc_val[2] = er->dc_val[1] + c_size;
 398         for (i = 0; i < yc_size; i++)
 399             sl->dc_val_base[i] = 1024;
 400     }
 401
 402     return 0;
 403
 404 fail:
 405     return AVERROR(ENOMEM); // ff_h264_free_tables will clean up for us
 406 }
 407
 408 static int decode_nal_units(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size,
 409                             int parse_extradata);
 410
 411 /* There are (invalid) samples in the wild with mp4-style extradata, where the
 412  * parameter sets are stored unescaped (i.e. as RBSP).
 413  * This function catches the parameter set decoding failure and tries again
 414  * after escaping it */
 415 static int decode_extradata_ps_mp4(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size)
 416 {
 417     int ret;
 418
 419     ret = decode_nal_units(h, buf, buf_size, 1);
 420     if (ret < 0 && !(h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)) {
 421         GetByteContext gbc;
 422         PutByteContext pbc;
 423         uint8_t *escaped_buf;
 424         int escaped_buf_size;
 425
 426         av_log(h->avctx, AV_LOG_WARNING,
 427                "SPS decoding failure, trying again after escaping the NAL\n");
 428
 429         if (buf_size / 2 >= (INT16_MAX - AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE) / 3)
 430             return AVERROR(ERANGE);
 431         escaped_buf_size = buf_size * 3 / 2 + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE;
 432         escaped_buf = av_mallocz(escaped_buf_size);
 433         if (!escaped_buf)
 434             return AVERROR(ENOMEM);
 435
 436         bytestream2_init(&gbc, buf, buf_size);
 437         bytestream2_init_writer(&pbc, escaped_buf, escaped_buf_size);
 438
 439         while (bytestream2_get_bytes_left(&gbc)) {
 440             if (bytestream2_get_bytes_left(&gbc) >= 3 &&
 441                 bytestream2_peek_be24(&gbc) <= 3) {
 442                 bytestream2_put_be24(&pbc, 3);
 443                 bytestream2_skip(&gbc, 2);
 444             } else
 445                 bytestream2_put_byte(&pbc, bytestream2_get_byte(&gbc));
 446         }
 447
 448         escaped_buf_size = bytestream2_tell_p(&pbc);
 449         AV_WB16(escaped_buf, escaped_buf_size - 2);
 450
 451         ret = decode_nal_units(h, escaped_buf, escaped_buf_size, 1);
 452         av_freep(&escaped_buf);
 453         if (ret < 0)
 454             return ret;
 455     }
 456
 457     return 0;
 458 }
 459
 460 int ff_h264_decode_extradata(H264Context *h)
 461 {
 462     AVCodecContext *avctx = h->avctx;
 463     int ret;
 464
 465     if (avctx->extradata[0] == 1) {
 466         int i, cnt, nalsize;
 467         unsigned char *p = avctx->extradata;
 468
 469         h->is_avc = 1;
 470
 471         if (avctx->extradata_size < 7) {
 472             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 473                    "avcC %d too short\n", avctx->extradata_size);
 474             return AVERROR_INVALIDDATA;
 475         }
 476         /* sps and pps in the avcC always have length coded with 2 bytes,
 477          * so put a fake nal_length_size = 2 while parsing them */
 478         h->nal_length_size = 2;
 479         // Decode sps from avcC
 480         cnt = *(p + 5) & 0x1f; // Number of sps
 481         p  += 6;
 482         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 483             nalsize = AV_RB16(p) + 2;
 484             if (p - avctx->extradata + nalsize > avctx->extradata_size)
 485                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 486             ret = decode_extradata_ps_mp4(h, p, nalsize);
 487             if (ret < 0) {
 488                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 489                        "Decoding sps %d from avcC failed\n", i);
 490                 return ret;
 491             }
 492             p += nalsize;
 493         }
 494         // Decode pps from avcC
 495         cnt = *(p++); // Number of pps
 496         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 497             nalsize = AV_RB16(p) + 2;
 498             if (p - avctx->extradata + nalsize > avctx->extradata_size)
 499                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 500             ret = decode_extradata_ps_mp4(h, p, nalsize);
 501             if (ret < 0) {
 502                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 503                        "Decoding pps %d from avcC failed\n", i);
 504                 return ret;
 505             }
 506             p += nalsize;
 507         }
 508         // Store right nal length size that will be used to parse all other nals
 509         h->nal_length_size = (avctx->extradata[4] & 0x03) + 1;
 510     } else {
 511         h->is_avc = 0;
 512         ret = decode_nal_units(h, avctx->extradata, avctx->extradata_size, 1);
 513         if (ret < 0)
 514             return ret;
 515     }
 516     return 0;
 517 }
 518
 519 static int h264_init_context(AVCodecContext *avctx, H264Context *h)
 520 {
 521     int i;
 522
 523     h->avctx                 = avctx;
 524     h->dequant_coeff_pps     = -1;
 525
 526     h->picture_structure     = PICT_FRAME;
 527     h->slice_context_count   = 1;
 528     h->workaround_bugs       = avctx->workaround_bugs;
 529     h->flags                 = avctx->flags;
 530     h->prev_poc_msb          = 1 << 16;
 531     h->x264_build            = -1;
 532     h->recovery_frame        = -1;
 533     h->frame_recovered       = 0;
 534
 535     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 536     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
 537         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
 538
 539     ff_h264_reset_sei(h);
 540
 541     avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
 542
 543     h->nb_slice_ctx = (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE) ?  H264_MAX_THREADS : 1;
 544     h->slice_ctx = av_mallocz_array(h->nb_slice_ctx, sizeof(*h->slice_ctx));
 545     if (!h->slice_ctx) {
 546         h->nb_slice_ctx = 0;
 547         return AVERROR(ENOMEM);
 548     }
 549
 550     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 551         h->DPB[i].f = av_frame_alloc();
 552         if (!h->DPB[i].f)
 553             return AVERROR(ENOMEM);
 554     }
 555
 556     h->cur_pic.f = av_frame_alloc();
 557     if (!h->cur_pic.f)
 558         return AVERROR(ENOMEM);
 559
 560     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++)
 561         h->slice_ctx[i].h264 = h;
 562
 563     return 0;
 564 }
 565
 566 static AVOnce h264_vlc_init = AV_ONCE_INIT;
 567
 568 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 569 {
 570     H264Context *h = avctx->priv_data;
 571     int ret;
 572
 573     ret = h264_init_context(avctx, h);
 574     if (ret < 0)
 575         return ret;
 576
 577     /* set defaults */
 578     if (!avctx->has_b_frames)
 579         h->low_delay = 1;
 580
 581     ret = ff_thread_once(&h264_vlc_init, ff_h264_decode_init_vlc);
 582     if (ret != 0) {
 583         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "pthread_once has failed.");
 584         return AVERROR_UNKNOWN;
 585     }
 586
 587     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
 588         if (avctx->ticks_per_frame == 1)
 589             h->avctx->framerate.num *= 2;
 590         avctx->ticks_per_frame = 2;
 591     }
 592
 593     if (avctx->extradata_size > 0 && avctx->extradata) {
 594        ret = ff_h264_decode_extradata(h);
 595        if (ret < 0) {
 596            ff_h264_free_context(h);
 597            return ret;
 598        }
 599     }
 600
 601     if (h->sps.bitstream_restriction_flag &&
 602         h->avctx->has_b_frames < h->sps.num_reorder_frames) {
 603         h->avctx->has_b_frames = h->sps.num_reorder_frames;
 604         h->low_delay           = 0;
 605     }
 606
 607     avctx->internal->allocate_progress = 1;
 608
 609     if (h->enable_er) {
 610         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 611                "Error resilience is enabled. It is unsafe and unsupported and may crash. "
 612                "Use it at your own risk\n");
 613     }
 614
 615     return 0;
 616 }
 617
 618 static int decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
 619 {
 620     H264Context *h = avctx->priv_data;
 621     int ret;
 622
 623     if (!avctx->internal->is_copy)
 624         return 0;
 625
 626     memset(h, 0, sizeof(*h));
 627
 628     ret = h264_init_context(avctx, h);
 629     if (ret < 0)
 630         return ret;
 631
 632     h->context_initialized = 0;
 633
 634     return 0;
 635 }
 636
 637 /**
 638  * Run setup operations that must be run after slice header decoding.
 639  * This includes finding the next displayed frame.
 640  *
 641  * @param h h264 master context
 642  * @param setup_finished enough NALs have been read that we can call
 643  * ff_thread_finish_setup()
 644  */
 645 static void decode_postinit(H264Context *h, int setup_finished)
 646 {
 647     H264Picture *out = h->cur_pic_ptr;
 648     H264Picture *cur = h->cur_pic_ptr;
 649     int i, pics, out_of_order, out_idx;
 650     int invalid = 0, cnt = 0;
 651
 652     h->cur_pic_ptr->f->pict_type = h->pict_type;
 653
 654     if (h->next_output_pic)
 655         return;
 656
 657     if (cur->field_poc[0] == INT_MAX || cur->field_poc[1] == INT_MAX) {
 658         /* FIXME: if we have two PAFF fields in one packet, we can't start
 659          * the next thread here. If we have one field per packet, we can.
 660          * The check in decode_nal_units() is not good enough to find this
 661          * yet, so we assume the worst for now. */
 662         // if (setup_finished)
 663         //    ff_thread_finish_setup(h->avctx);
 664         return;
 665     }
 666
 667     cur->f->interlaced_frame = 0;
 668     cur->f->repeat_pict      = 0;
 669
 670     /* Signal interlacing information externally. */
 671     /* Prioritize picture timing SEI information over used
 672      * decoding process if it exists. */
 673
 674     if (h->sps.pic_struct_present_flag) {
 675         switch (h->sei_pic_struct) {
 676         case SEI_PIC_STRUCT_FRAME:
 677             break;
 678         case SEI_PIC_STRUCT_TOP_FIELD:
 679         case SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_FIELD:
 680             cur->f->interlaced_frame = 1;
 681             break;
 682         case SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM:
 683         case SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP:
 684             if (FIELD_OR_MBAFF_PICTURE(h))
 685                 cur->f->interlaced_frame = 1;
 686             else
 687                 // try to flag soft telecine progressive
 688                 cur->f->interlaced_frame = h->prev_interlaced_frame;
 689             break;
 690         case SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP:
 691         case SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP_BOTTOM:
 692             /* Signal the possibility of telecined film externally
 693              * (pic_struct 5,6). From these hints, let the applications
 694              * decide if they apply deinterlacing. */
 695             cur->f->repeat_pict = 1;
 696             break;
 697         case SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING:
 698             cur->f->repeat_pict = 2;
 699             break;
 700         case SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING:
 701             cur->f->repeat_pict = 4;
 702             break;
 703         }
 704
 705         if ((h->sei_ct_type & 3) &&
 706             h->sei_pic_struct <= SEI_PIC_STRUCT_BOTTOM_TOP)
 707             cur->f->interlaced_frame = (h->sei_ct_type & (1 << 1)) != 0;
 708     } else {
 709         /* Derive interlacing flag from used decoding process. */
 710         cur->f->interlaced_frame = FIELD_OR_MBAFF_PICTURE(h);
 711     }
 712     h->prev_interlaced_frame = cur->f->interlaced_frame;
 713
 714     if (cur->field_poc[0] != cur->field_poc[1]) {
 715         /* Derive top_field_first from field pocs. */
 716         cur->f->top_field_first = cur->field_poc[0] < cur->field_poc[1];
 717     } else {
 718         if (cur->f->interlaced_frame || h->sps.pic_struct_present_flag) {
 719             /* Use picture timing SEI information. Even if it is a
 720              * information of a past frame, better than nothing. */
 721             if (h->sei_pic_struct == SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM ||
 722                 h->sei_pic_struct == SEI_PIC_STRUCT_TOP_BOTTOM_TOP)
 723                 cur->f->top_field_first = 1;
 724             else
 725                 cur->f->top_field_first = 0;
 726         } else {
 727             /* Most likely progressive */
 728             cur->f->top_field_first = 0;
 729         }
 730     }
 731
 732     if (h->sei_frame_packing_present &&
 733         h->frame_packing_arrangement_type >= 0 &&
 734         h->frame_packing_arrangement_type <= 6 &&
 735         h->content_interpretation_type > 0 &&
 736         h->content_interpretation_type < 3) {
 737         AVStereo3D *stereo = av_stereo3d_create_side_data(cur->f);
 738         if (!stereo)
 739             return;
 740
 741         switch (h->frame_packing_arrangement_type) {
 742         case 0:
 743             stereo->type = AV_STEREO3D_CHECKERBOARD;
 744             break;
 745         case 1:
 746             stereo->type = AV_STEREO3D_COLUMNS;
 747             break;
 748         case 2:
 749             stereo->type = AV_STEREO3D_LINES;
 750             break;
 751         case 3:
 752             if (h->quincunx_subsampling)
 753                 stereo->type = AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE_QUINCUNX;
 754             else
 755                 stereo->type = AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE;
 756             break;
 757         case 4:
 758             stereo->type = AV_STEREO3D_TOPBOTTOM;
 759             break;
 760         case 5:
 761             stereo->type = AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE;
 762             break;
 763         case 6:
 764             stereo->type = AV_STEREO3D_2D;
 765             break;
 766         }
 767
 768         if (h->content_interpretation_type == 2)
 769             stereo->flags = AV_STEREO3D_FLAG_INVERT;
 770     }
 771
 772     if (h->sei_display_orientation_present &&
 773         (h->sei_anticlockwise_rotation || h->sei_hflip || h->sei_vflip)) {
 774         double angle = h->sei_anticlockwise_rotation * 360 / (double) (1 << 16);
 775         AVFrameSideData *rotation = av_frame_new_side_data(cur->f,
 776                                                            AV_FRAME_DATA_DISPLAYMATRIX,
 777                                                            sizeof(int32_t) * 9);
 778         if (!rotation)
 779             return;
 780
 781         av_display_rotation_set((int32_t *)rotation->data, angle);
 782         av_display_matrix_flip((int32_t *)rotation->data,
 783                                h->sei_hflip, h->sei_vflip);
 784     }
 785
 786     if (h->sei_reguserdata_afd_present) {
 787         AVFrameSideData *sd = av_frame_new_side_data(cur->f, AV_FRAME_DATA_AFD,
 788                                                      sizeof(uint8_t));
 789         if (!sd)
 790             return;
 791
 792         *sd->data = h->active_format_description;
 793         h->sei_reguserdata_afd_present = 0;
 794     }
 795
 796     if (h->a53_caption) {
 797         AVFrameSideData *sd = av_frame_new_side_data(cur->f,
 798                                                      AV_FRAME_DATA_A53_CC,
 799                                                      h->a53_caption_size);
 800         if (!sd)
 801             return;
 802
 803         memcpy(sd->data, h->a53_caption, h->a53_caption_size);
 804         av_freep(&h->a53_caption);
 805         h->a53_caption_size = 0;
 806     }
 807
 808     // FIXME do something with unavailable reference frames
 809
 810     /* Sort B-frames into display order */
 811     if (h->sps.bitstream_restriction_flag ||
 812         h->avctx->strict_std_compliance >= FF_COMPLIANCE_NORMAL) {
 813         h->avctx->has_b_frames = FFMAX(h->avctx->has_b_frames, h->sps.num_reorder_frames);
 814     }
 815     h->low_delay = !h->avctx->has_b_frames;
 816
 817     pics = 0;
 818     while (h->delayed_pic[pics])
 819         pics++;
 820
 821     assert(pics <= MAX_DELAYED_PIC_COUNT);
 822
 823     h->delayed_pic[pics++] = cur;
 824     if (cur->reference == 0)
 825         cur->reference = DELAYED_PIC_REF;
 826
 827     /* Frame reordering. This code takes pictures from coding order and sorts
 828      * them by their incremental POC value into display order. It supports POC
 829      * gaps, MMCO reset codes and random resets.
 830      * A "display group" can start either with a IDR frame (f.key_frame = 1),
 831      * and/or can be closed down with a MMCO reset code. In sequences where
 832      * there is no delay, we can't detect that (since the frame was already
 833      * output to the user), so we also set h->mmco_reset to detect the MMCO
 834      * reset code.
 835      * FIXME: if we detect insufficient delays (as per h->avctx->has_b_frames),
 836      * we increase the delay between input and output. All frames affected by
 837      * the lag (e.g. those that should have been output before another frame
 838      * that we already returned to the user) will be dropped. This is a bug
 839      * that we will fix later. */
 840     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++) {
 841         cnt     += out->poc < h->last_pocs[i];
 842         invalid += out->poc == INT_MIN;
 843     }
 844     if (!h->mmco_reset && !cur->f->key_frame &&
 845         cnt + invalid == MAX_DELAYED_PIC_COUNT && cnt > 0) {
 846         h->mmco_reset = 2;
 847         if (pics > 1)
 848             h->delayed_pic[pics - 2]->mmco_reset = 2;
 849     }
 850     if (h->mmco_reset || cur->f->key_frame) {
 851         for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
 852             h->last_pocs[i] = INT_MIN;
 853         cnt     = 0;
 854         invalid = MAX_DELAYED_PIC_COUNT;
 855     }
 856     out     = h->delayed_pic[0];
 857     out_idx = 0;
 858     for (i = 1; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT &&
 859                 h->delayed_pic[i] &&
 860                 !h->delayed_pic[i - 1]->mmco_reset &&
 861                 !h->delayed_pic[i]->f->key_frame;
 862          i++)
 863         if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
 864             out     = h->delayed_pic[i];
 865             out_idx = i;
 866         }
 867     if (h->avctx->has_b_frames == 0 &&
 868         (h->delayed_pic[0]->f->key_frame || h->mmco_reset))
 869         h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 870     out_of_order = !out->f->key_frame && !h->mmco_reset &&
 871                    (out->poc < h->next_outputed_poc);
 872
 873     if (h->sps.bitstream_restriction_flag &&
 874         h->avctx->has_b_frames >= h->sps.num_reorder_frames) {
 875     } else if (out_of_order && pics - 1 == h->avctx->has_b_frames &&
 876                h->avctx->has_b_frames < MAX_DELAYED_PIC_COUNT) {
 877         if (invalid + cnt < MAX_DELAYED_PIC_COUNT) {
 878             h->avctx->has_b_frames = FFMAX(h->avctx->has_b_frames, cnt);
 879         }
 880         h->low_delay = 0;
 881     } else if (h->low_delay &&
 882                ((h->next_outputed_poc != INT_MIN &&
 883                  out->poc > h->next_outputed_poc + 2) ||
 884                 cur->f->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B)) {
 885         h->low_delay = 0;
 886         h->avctx->has_b_frames++;
 887     }
 888
 889     if (pics > h->avctx->has_b_frames) {
 890         out->reference &= ~DELAYED_PIC_REF;
 891         // for frame threading, the owner must be the second field's thread or
 892         // else the first thread can release the picture and reuse it unsafely
 893         for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
 894             h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
 895     }
 896     memmove(h->last_pocs, &h->last_pocs[1],
 897             sizeof(*h->last_pocs) * (MAX_DELAYED_PIC_COUNT - 1));
 898     h->last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT - 1] = cur->poc;
 899     if (!out_of_order && pics > h->avctx->has_b_frames) {
 900         h->next_output_pic = out;
 901         if (out->mmco_reset) {
 902             if (out_idx > 0) {
 903                 h->next_outputed_poc                    = out->poc;
 904                 h->delayed_pic[out_idx - 1]->mmco_reset = out->mmco_reset;
 905             } else {
 906                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 907             }
 908         } else {
 909             if (out_idx == 0 && pics > 1 && h->delayed_pic[0]->f->key_frame) {
 910                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 911             } else {
 912                 h->next_outputed_poc = out->poc;
 913             }
 914         }
 915         h->mmco_reset = 0;
 916     } else {
 917         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "no picture\n");
 918     }
 919
 920     if (h->next_output_pic) {
 921         if (h->next_output_pic->recovered) {
 922             // We have reached an recovery point and all frames after it in
 923             // display order are "recovered".
 924             h->frame_recovered |= FRAME_RECOVERED_SEI;
 925         }
 926         h->next_output_pic->recovered |= !!(h->frame_recovered & FRAME_RECOVERED_SEI);
 927     }
 928
 929     if (setup_finished && !h->avctx->hwaccel) {
 930         ff_thread_finish_setup(h->avctx);
 931
 932         if (h->avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
 933             h->setup_finished = 1;
 934     }
 935 }
 936
 937 /**
 938  * instantaneous decoder refresh.
 939  */
 940 static void idr(H264Context *h)
 941 {
 942     ff_h264_remove_all_refs(h);
 943     h->prev_frame_num        =
 944     h->prev_frame_num_offset =
 945     h->prev_poc_msb          =
 946     h->prev_poc_lsb          = 0;
 947 }
 948
 949 /* forget old pics after a seek */
 950 void ff_h264_flush_change(H264Context *h)
 951 {
 952     int i;
 953     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
 954         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
 955     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 956     h->prev_interlaced_frame = 1;
 957     idr(h);
 958     if (h->cur_pic_ptr)
 959         h->cur_pic_ptr->reference = 0;
 960     h->first_field = 0;
 961     ff_h264_reset_sei(h);
 962     h->recovery_frame = -1;
 963     h->frame_recovered = 0;
 964 }
 965
 966 /* forget old pics after a seek */
 967 static void flush_dpb(AVCodecContext *avctx)
 968 {
 969     H264Context *h = avctx->priv_data;
 970     int i;
 971
 972     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
 973
 974     ff_h264_flush_change(h);
 975
 976     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++)
 977         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
 978     h->cur_pic_ptr = NULL;
 979     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
 980
 981     h->mb_y = 0;
 982
 983     ff_h264_free_tables(h);
 984     h->context_initialized = 0;
 985 }
 986
 987 int ff_init_poc(H264Context *h, int pic_field_poc[2], int *pic_poc)
 988 {
 989     const int max_frame_num = 1 << h->sps.log2_max_frame_num;
 990     int field_poc[2];
 991
 992     h->frame_num_offset = h->prev_frame_num_offset;
 993     if (h->frame_num < h->prev_frame_num)
 994         h->frame_num_offset += max_frame_num;
 995
 996     if (h->sps.poc_type == 0) {
 997         const int max_poc_lsb = 1 << h->sps.log2_max_poc_lsb;
 998
 999         if (h->poc_lsb < h->prev_poc_lsb &&
1000             h->prev_poc_lsb - h->poc_lsb >= max_poc_lsb / 2)
1001             h->poc_msb = h->prev_poc_msb + max_poc_lsb;
1002         else if (h->poc_lsb > h->prev_poc_lsb &&
1003                  h->prev_poc_lsb - h->poc_lsb < -max_poc_lsb / 2)
1004             h->poc_msb = h->prev_poc_msb - max_poc_lsb;
1005         else
1006             h->poc_msb = h->prev_poc_msb;
1007         field_poc[0] =
1008         field_poc[1] = h->poc_msb + h->poc_lsb;
1009         if (h->picture_structure == PICT_FRAME)
1010             field_poc[1] += h->delta_poc_bottom;
1011     } else if (h->sps.poc_type == 1) {
1012         int abs_frame_num, expected_delta_per_poc_cycle, expectedpoc;
1013         int i;
1014
1015         if (h->sps.poc_cycle_length != 0)
1016             abs_frame_num = h->frame_num_offset + h->frame_num;
1017         else
1018             abs_frame_num = 0;
1019
1020         if (h->nal_ref_idc == 0 && abs_frame_num > 0)
1021             abs_frame_num--;
1022
1023         expected_delta_per_poc_cycle = 0;
1024         for (i = 0; i < h->sps.poc_cycle_length; i++)
1025             // FIXME integrate during sps parse
1026             expected_delta_per_poc_cycle += h->sps.offset_for_ref_frame[i];
1027
1028         if (abs_frame_num > 0) {
1029             int poc_cycle_cnt          = (abs_frame_num - 1) / h->sps.poc_cycle_length;
1030             int frame_num_in_poc_cycle = (abs_frame_num - 1) % h->sps.poc_cycle_length;
1031
1032             expectedpoc = poc_cycle_cnt * expected_delta_per_poc_cycle;
1033             for (i = 0; i <= frame_num_in_poc_cycle; i++)
1034                 expectedpoc = expectedpoc + h->sps.offset_for_ref_frame[i];
1035         } else
1036             expectedpoc = 0;
1037
1038         if (h->nal_ref_idc == 0)
1039             expectedpoc = expectedpoc + h->sps.offset_for_non_ref_pic;
1040
1041         field_poc[0] = expectedpoc + h->delta_poc[0];
1042         field_poc[1] = field_poc[0] + h->sps.offset_for_top_to_bottom_field;
1043
1044         if (h->picture_structure == PICT_FRAME)
1045             field_poc[1] += h->delta_poc[1];
1046     } else {
1047         int poc = 2 * (h->frame_num_offset + h->frame_num);
1048
1049         if (!h->nal_ref_idc)
1050             poc--;
1051
1052         field_poc[0] = poc;
1053         field_poc[1] = poc;
1054     }
1055
1056     if (h->picture_structure != PICT_BOTTOM_FIELD)
1057         pic_field_poc[0] = field_poc[0];
1058     if (h->picture_structure != PICT_TOP_FIELD)
1059         pic_field_poc[1] = field_poc[1];
1060     *pic_poc = FFMIN(pic_field_poc[0], pic_field_poc[1]);
1061
1062     return 0;
1063 }
1064
1065 /**
1066  * Compute profile from profile_idc and constraint_set?_flags.
1067  *
1068  * @param sps SPS
1069  *
1070  * @return profile as defined by FF_PROFILE_H264_*
1071  */
1072 int ff_h264_get_profile(SPS *sps)
1073 {
1074     int profile = sps->profile_idc;
1075
1076     switch (sps->profile_idc) {
1077     case FF_PROFILE_H264_BASELINE:
1078         // constraint_set1_flag set to 1
1079         profile |= (sps->constraint_set_flags & 1 << 1) ? FF_PROFILE_H264_CONSTRAINED : 0;
1080         break;
1081     case FF_PROFILE_H264_HIGH_10:
1082     case FF_PROFILE_H264_HIGH_422:
1083     case FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE:
1084         // constraint_set3_flag set to 1
1085         profile |= (sps->constraint_set_flags & 1 << 3) ? FF_PROFILE_H264_INTRA : 0;
1086         break;
1087     }
1088
1089     return profile;
1090 }
1091
1092 int ff_set_ref_count(H264Context *h, H264SliceContext *sl)
1093 {
1094     int ref_count[2], list_count;
1095     int num_ref_idx_active_override_flag, max_refs;
1096
1097     // set defaults, might be overridden a few lines later
1098     ref_count[0] = h->pps.ref_count[0];
1099     ref_count[1] = h->pps.ref_count[1];
1100
1101     if (sl->slice_type_nos != AV_PICTURE_TYPE_I) {
1102         if (sl->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B)
1103             sl->direct_spatial_mv_pred = get_bits1(&sl->gb);
1104         num_ref_idx_active_override_flag = get_bits1(&sl->gb);
1105
1106         if (num_ref_idx_active_override_flag) {
1107             ref_count[0] = get_ue_golomb(&sl->gb) + 1;
1108             if (ref_count[0] < 1)
1109                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1110             if (sl->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B) {
1111                 ref_count[1] = get_ue_golomb(&sl->gb) + 1;
1112                 if (ref_count[1] < 1)
1113                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1114             }
1115         }
1116
1117         if (sl->slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B)
1118             list_count = 2;
1119         else
1120             list_count = 1;
1121     } else {
1122         list_count   = 0;
1123         ref_count[0] = ref_count[1] = 0;
1124     }
1125
1126     max_refs = h->picture_structure == PICT_FRAME ? 16 : 32;
1127
1128     if (ref_count[0] > max_refs || ref_count[1] > max_refs) {
1129         av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "reference overflow\n");
1130         sl->ref_count[0] = sl->ref_count[1] = 0;
1131         return AVERROR_INVALIDDATA;
1132     }
1133
1134     if (list_count   != sl->list_count   ||
1135         ref_count[0] != sl->ref_count[0] ||
1136         ref_count[1] != sl->ref_count[1]) {
1137         sl->ref_count[0] = ref_count[0];
1138         sl->ref_count[1] = ref_count[1];
1139         sl->list_count   = list_count;
1140         return 1;
1141     }
1142
1143     return 0;
1144 }
1145
1146 static int find_start_code(const uint8_t *buf, int buf_size,
1147                            int buf_index, int next_avc)
1148 {
1149     // start code prefix search
1150     for (; buf_index + 3 < next_avc; buf_index++)
1151         // This should always succeed in the first iteration.
1152         if (buf[buf_index]     == 0 &&
1153             buf[buf_index + 1] == 0 &&
1154             buf[buf_index + 2] == 1)
1155             break;
1156
1157     if (buf_index + 3 >= buf_size)
1158         return buf_size;
1159
1160     return buf_index + 3;
1161 }
1162
1163 static int get_avc_nalsize(H264Context *h, const uint8_t *buf,
1164                            int buf_size, int *buf_index)
1165 {
1166     int i, nalsize = 0;
1167
1168     if (*buf_index >= buf_size - h->nal_length_size) {
1169         // the end of the buffer is reached, refill it.
1170         return AVERROR(EAGAIN);
1171     }
1172
1173     for (i = 0; i < h->nal_length_size; i++)
1174         nalsize = (nalsize << 8) | buf[(*buf_index)++];
1175     if (nalsize <= 0 || nalsize > buf_size - *buf_index) {
1176         av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR,
1177                "AVC: nal size %d\n", nalsize);
1178         return AVERROR_INVALIDDATA;
1179     }
1180     return nalsize;
1181 }
1182
1183 static int get_bit_length(H264Context *h, const uint8_t *buf,
1184                           const uint8_t *ptr, int dst_length,
1185                           int i, int next_avc)
1186 {
1187     if ((h->workaround_bugs & FF_BUG_AUTODETECT) && i + 3 < next_avc &&
1188         buf[i]     == 0x00 && buf[i + 1] == 0x00 &&
1189         buf[i + 2] == 0x01 && buf[i + 3] == 0xE0)
1190         h->workaround_bugs |= FF_BUG_TRUNCATED;
1191
1192     if (!(h->workaround_bugs & FF_BUG_TRUNCATED))
1193         while (dst_length > 0 && ptr[dst_length - 1] == 0)
1194             dst_length--;
1195
1196     if (!dst_length)
1197         return 0;
1198
1199     return 8 * dst_length - decode_rbsp_trailing(h, ptr + dst_length - 1);
1200 }
1201
1202 static int get_last_needed_nal(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size)
1203 {
1204     int next_avc    = h->is_avc ? 0 : buf_size;
1205     int nal_index   = 0;
1206     int buf_index   = 0;
1207     int nals_needed = 0;
1208
1209     while(1) {
1210         GetBitContext gb;
1211         int nalsize = 0;
1212         int dst_length, bit_length, consumed;
1213         const uint8_t *ptr;
1214
1215         if (buf_index >= next_avc) {
1216             nalsize = get_avc_nalsize(h, buf, buf_size, &buf_index);
1217             if (nalsize < 0)
1218                 break;
1219             next_avc = buf_index + nalsize;
1220         } else {
1221             buf_index = find_start_code(buf, buf_size, buf_index, next_avc);
1222             if (buf_index >= buf_size)
1223                 break;
1224         }
1225
1226         ptr = ff_h264_decode_nal(h, &h->slice_ctx[0], buf + buf_index, &dst_length, &consumed,
1227                                  next_avc - buf_index);
1228
1229         if (!ptr || dst_length < 0)
1230             return AVERROR_INVALIDDATA;
1231
1232         buf_index += consumed;
1233
1234         bit_length = get_bit_length(h, buf, ptr, dst_length,
1235                                     buf_index, next_avc);
1236         nal_index++;
1237
1238         /* packets can sometimes contain multiple PPS/SPS,
1239          * e.g. two PAFF field pictures in one packet, or a demuxer
1240          * which splits NALs strangely if so, when frame threading we
1241          * can't start the next thread until we've read all of them */
1242         switch (h->nal_unit_type) {
1243         case NAL_SPS:
1244         case NAL_PPS:
1245             nals_needed = nal_index;
1246             break;
1247         case NAL_DPA:
1248         case NAL_IDR_SLICE:
1249         case NAL_SLICE:
1250             init_get_bits(&gb, ptr, bit_length);
1251             if (!get_ue_golomb(&gb))
1252                 nals_needed = nal_index;
1253         }
1254     }
1255
1256     return nals_needed;
1257 }
1258
1259 static int decode_nal_units(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size,
1260                             int parse_extradata)
1261 {
1262     AVCodecContext *const avctx = h->avctx;
1263     H264SliceContext *sl;
1264     int buf_index;
1265     unsigned context_count;
1266     int next_avc;
1267     int nals_needed = 0; ///< number of NALs that need decoding before the next frame thread starts
1268     int nal_index;
1269     int ret = 0;
1270
1271     h->max_contexts = h->slice_context_count;
1272     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)) {
1273         h->current_slice = 0;
1274         if (!h->first_field)
1275             h->cur_pic_ptr = NULL;
1276         ff_h264_reset_sei(h);
1277     }
1278
1279     if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
1280         nals_needed = get_last_needed_nal(h, buf, buf_size);
1281
1282     {
1283         buf_index     = 0;
1284         context_count = 0;
1285         next_avc      = h->is_avc ? 0 : buf_size;
1286         nal_index     = 0;
1287         for (;;) {
1288             int consumed;
1289             int dst_length;
1290             int bit_length;
1291             const uint8_t *ptr;
1292             int nalsize = 0;
1293             int err;
1294
1295             if (buf_index >= next_avc) {
1296                 nalsize = get_avc_nalsize(h, buf, buf_size, &buf_index);
1297                 if (nalsize < 0)
1298                     break;
1299                 next_avc = buf_index + nalsize;
1300             } else {
1301                 buf_index = find_start_code(buf, buf_size, buf_index, next_avc);
1302                 if (buf_index >= buf_size)
1303                     break;
1304                 if (buf_index >= next_avc)
1305                     continue;
1306             }
1307
1308             sl = &h->slice_ctx[context_count];
1309
1310             ptr = ff_h264_decode_nal(h, sl, buf + buf_index, &dst_length,
1311                                      &consumed, next_avc - buf_index);
1312             if (!ptr || dst_length < 0) {
1313                 ret = -1;
1314                 goto end;
1315             }
1316
1317             bit_length = get_bit_length(h, buf, ptr, dst_length,
1318                                         buf_index + consumed, next_avc);
1319
1320             if (h->avctx->debug & FF_DEBUG_STARTCODE)
1321                 av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG,
1322                        "NAL %d at %d/%d length %d\n",
1323                        h->nal_unit_type, buf_index, buf_size, dst_length);
1324
1325             if (h->is_avc && (nalsize != consumed) && nalsize)
1326                 av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG,
1327                        "AVC: Consumed only %d bytes instead of %d\n",
1328                        consumed, nalsize);
1329
1330             buf_index += consumed;
1331             nal_index++;
1332
1333             if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF &&
1334                 h->nal_ref_idc == 0 &&
1335                 h->nal_unit_type != NAL_SEI)
1336                 continue;
1337
1338 again:
1339             /* Ignore every NAL unit type except PPS and SPS during extradata
1340              * parsing. Decoding slices is not possible in codec init
1341              * with frame-mt */
1342             if (parse_extradata && HAVE_THREADS &&
1343                 (h->avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME) &&
1344                 (h->nal_unit_type != NAL_PPS &&
1345                  h->nal_unit_type != NAL_SPS)) {
1346                 if (h->nal_unit_type < NAL_AUD ||
1347                     h->nal_unit_type > NAL_AUXILIARY_SLICE)
1348                     av_log(avctx, AV_LOG_INFO,
1349                            "Ignoring NAL unit %d during extradata parsing\n",
1350                            h->nal_unit_type);
1351                 h->nal_unit_type = NAL_FF_IGNORE;
1352             }
1353             err = 0;
1354             switch (h->nal_unit_type) {
1355             case NAL_IDR_SLICE:
1356                 if (h->nal_unit_type != NAL_IDR_SLICE) {
1357                     av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR,
1358                            "Invalid mix of idr and non-idr slices\n");
1359                     ret = -1;
1360                     goto end;
1361                 }
1362                 idr(h); // FIXME ensure we don't lose some frames if there is reordering
1363             case NAL_SLICE:
1364                 init_get_bits(&sl->gb, ptr, bit_length);
1365
1366                 if ((err = ff_h264_decode_slice_header(h, sl)))
1367                     break;
1368
1369                 if (h->sei_recovery_frame_cnt >= 0 && h->recovery_frame < 0) {
1370                     h->recovery_frame = (h->frame_num + h->sei_recovery_frame_cnt) &
1371                                         ((1 << h->sps.log2_max_frame_num) - 1);
1372                 }
1373
1374                 h->cur_pic_ptr->f->key_frame |=
1375                     (h->nal_unit_type == NAL_IDR_SLICE) ||
1376                     (h->sei_recovery_frame_cnt >= 0);
1377
1378                 if (h->nal_unit_type == NAL_IDR_SLICE ||
1379                     h->recovery_frame == h->frame_num) {
1380                     h->recovery_frame         = -1;
1381                     h->cur_pic_ptr->recovered = 1;
1382                 }
1383                 // If we have an IDR, all frames after it in decoded order are
1384                 // "recovered".
1385                 if (h->nal_unit_type == NAL_IDR_SLICE)
1386                     h->frame_recovered |= FRAME_RECOVERED_IDR;
1387                 h->cur_pic_ptr->recovered |= !!(h->frame_recovered & FRAME_RECOVERED_IDR);
1388
1389                 if (h->current_slice == 1) {
1390                     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS))
1391                         decode_postinit(h, nal_index >= nals_needed);
1392
1393                     if (h->avctx->hwaccel &&
1394                         (ret = h->avctx->hwaccel->start_frame(h->avctx, NULL, 0)) < 0)
1395                         return ret;
1396                 }
1397
1398                 if (sl->redundant_pic_count == 0 &&
1399                     (avctx->skip_frame < AVDISCARD_NONREF ||
1400                      h->nal_ref_idc) &&
1401                     (avctx->skip_frame < AVDISCARD_BIDIR  ||
1402                      sl->slice_type_nos != AV_PICTURE_TYPE_B) &&
1403                     (avctx->skip_frame < AVDISCARD_NONKEY ||
1404                      h->cur_pic_ptr->f->key_frame) &&
1405                     avctx->skip_frame < AVDISCARD_ALL) {
1406                     if (avctx->hwaccel) {
1407                         ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx,
1408                                                            &buf[buf_index - consumed],
1409                                                            consumed);
1410                         if (ret < 0)
1411                             return ret;
1412                     } else
1413                         context_count++;
1414                 }
1415                 break;
1416             case NAL_DPA:
1417             case NAL_DPB:
1418             case NAL_DPC:
1419                 avpriv_request_sample(avctx, "data partitioning");
1420                 ret = AVERROR(ENOSYS);
1421                 goto end;
1422                 break;
1423             case NAL_SEI:
1424                 init_get_bits(&h->gb, ptr, bit_length);
1425                 ret = ff_h264_decode_sei(h);
1426                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
1427                     goto end;
1428                 break;
1429             case NAL_SPS:
1430                 init_get_bits(&h->gb, ptr, bit_length);
1431                 ret = ff_h264_decode_seq_parameter_set(h);
1432                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
1433                     goto end;
1434                 break;
1435             case NAL_PPS:
1436                 init_get_bits(&h->gb, ptr, bit_length);
1437                 ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(h, bit_length);
1438                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
1439                     goto end;
1440                 break;
1441             case NAL_AUD:
1442             case NAL_END_SEQUENCE:
1443             case NAL_END_STREAM:
1444             case NAL_FILLER_DATA:
1445             case NAL_SPS_EXT:
1446             case NAL_AUXILIARY_SLICE:
1447                 break;
1448             case NAL_FF_IGNORE:
1449                 break;
1450             default:
1451                 av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Unknown NAL code: %d (%d bits)\n",
1452                        h->nal_unit_type, bit_length);
1453             }
1454
1455             if (context_count == h->max_contexts) {
1456                 ret = ff_h264_execute_decode_slices(h, context_count);
1457                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
1458                     goto end;
1459                 context_count = 0;
1460             }
1461
1462             if (err < 0) {
1463                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode_slice_header error\n");
1464                 sl->ref_count[0] = sl->ref_count[1] = sl->list_count = 0;
1465             } else if (err == 1) {
1466                 /* Slice could not be decoded in parallel mode, restart. Note
1467                  * that rbsp_buffer is not transferred, but since we no longer
1468                  * run in parallel mode this should not be an issue. */
1469                 sl               = &h->slice_ctx[0];
1470                 goto again;
1471             }
1472         }
1473     }
1474     if (context_count) {
1475         ret = ff_h264_execute_decode_slices(h, context_count);
1476         if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
1477             goto end;
1478     }
1479
1480     ret = 0;
1481 end:
1482     /* clean up */
1483     if (h->cur_pic_ptr && !h->droppable) {
1484         ff_thread_report_progress(&h->cur_pic_ptr->tf, INT_MAX,
1485                                   h->picture_structure == PICT_BOTTOM_FIELD);
1486     }
1487
1488     return (ret < 0) ? ret : buf_index;
1489 }
1490
1491 /**
1492  * Return the number of bytes consumed for building the current frame.
1493  */
1494 static int get_consumed_bytes(int pos, int buf_size)
1495 {
1496     if (pos == 0)
1497         pos = 1;        // avoid infinite loops (I doubt that is needed but...)
1498     if (pos + 10 > buf_size)
1499         pos = buf_size; // oops ;)
1500
1501     return pos;
1502 }
1503
1504 static int output_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, AVFrame *src)
1505 {
1506     int i;
1507     int ret = av_frame_ref(dst, src);
1508     if (ret < 0)
1509         return ret;
1510
1511     if (!h->sps.crop)
1512         return 0;
1513
1514     for (i = 0; i < 3; i++) {
1515         int hshift = (i > 0) ? h->chroma_x_shift : 0;
1516         int vshift = (i > 0) ? h->chroma_y_shift : 0;
1517         int off    = ((h->sps.crop_left >> hshift) << h->pixel_shift) +
1518                      (h->sps.crop_top >> vshift) * dst->linesize[i];
1519         dst->data[i] += off;
1520     }
1521     return 0;
1522 }
1523
1524 static int h264_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1525                              int *got_frame, AVPacket *avpkt)
1526 {
1527     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1528     int buf_size       = avpkt->size;
1529     H264Context *h     = avctx->priv_data;
1530     AVFrame *pict      = data;
1531     int buf_index      = 0;
1532     int ret;
1533
1534     h->flags = avctx->flags;
1535     h->setup_finished = 0;
1536
1537     /* end of stream, output what is still in the buffers */
1538 out:
1539     if (buf_size == 0) {
1540         H264Picture *out;
1541         int i, out_idx;
1542
1543         h->cur_pic_ptr = NULL;
1544
1545         // FIXME factorize this with the output code below
1546         out     = h->delayed_pic[0];
1547         out_idx = 0;
1548         for (i = 1;
1549              h->delayed_pic[i] &&
1550              !h->delayed_pic[i]->f->key_frame &&
1551              !h->delayed_pic[i]->mmco_reset;
1552              i++)
1553             if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
1554                 out     = h->delayed_pic[i];
1555                 out_idx = i;
1556             }
1557
1558         for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
1559             h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
1560
1561         if (out) {
1562             ret = output_frame(h, pict, out->f);
1563             if (ret < 0)
1564                 return ret;
1565             *got_frame = 1;
1566         }
1567
1568         return buf_index;
1569     }
1570
1571     buf_index = decode_nal_units(h, buf, buf_size, 0);
1572     if (buf_index < 0)
1573         return AVERROR_INVALIDDATA;
1574
1575     if (!h->cur_pic_ptr && h->nal_unit_type == NAL_END_SEQUENCE) {
1576         buf_size = 0;
1577         goto out;
1578     }
1579
1580     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) && !h->cur_pic_ptr) {
1581         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF)
1582             return 0;
1583         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "no frame!\n");
1584         return AVERROR_INVALIDDATA;
1585     }
1586
1587     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) ||
1588         (h->mb_y >= h->mb_height && h->mb_height)) {
1589         if (avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)
1590             decode_postinit(h, 1);
1591
1592         ff_h264_field_end(h, &h->slice_ctx[0], 0);
1593
1594         *got_frame = 0;
1595         if (h->next_output_pic && ((avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_OUTPUT_CORRUPT) ||
1596                                    h->next_output_pic->recovered)) {
1597             if (!h->next_output_pic->recovered)
1598                 h->next_output_pic->f->flags |= AV_FRAME_FLAG_CORRUPT;
1599
1600             ret = output_frame(h, pict, h->next_output_pic->f);
1601             if (ret < 0)
1602                 return ret;
1603             *got_frame = 1;
1604         }
1605     }
1606
1607     assert(pict->buf[0] || !*got_frame);
1608
1609     return get_consumed_bytes(buf_index, buf_size);
1610 }
1611
1612 av_cold void ff_h264_free_context(H264Context *h)
1613 {
1614     int i;
1615
1616     ff_h264_free_tables(h);
1617
1618     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
1619         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
1620         av_frame_free(&h->DPB[i].f);
1621     }
1622
1623     h->cur_pic_ptr = NULL;
1624
1625     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++)
1626         av_freep(&h->slice_ctx[i].rbsp_buffer);
1627     av_freep(&h->slice_ctx);
1628     h->nb_slice_ctx = 0;
1629
1630     for (i = 0; i < MAX_SPS_COUNT; i++)
1631         av_freep(h->sps_buffers + i);
1632
1633     for (i = 0; i < MAX_PPS_COUNT; i++)
1634         av_freep(h->pps_buffers + i);
1635 }
1636
1637 static av_cold int h264_decode_end(AVCodecContext *avctx)
1638 {
1639     H264Context *h = avctx->priv_data;
1640
1641     ff_h264_free_context(h);
1642
1643     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
1644     av_frame_free(&h->cur_pic.f);
1645
1646     return 0;
1647 }
1648
1649 #define OFFSET(x) offsetof(H264Context, x)
1650 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
1651 static const AVOption h264_options[] = {
1652     { "enable_er", "Enable error resilience on damaged frames (unsafe)", OFFSET(enable_er), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, VD },
1653     { NULL },
1654 };
1655
1656 static const AVClass h264_class = {
1657     .class_name = "h264",
1658     .item_name  = av_default_item_name,
1659     .option     = h264_options,
1660     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1661 };
1662
1663 AVCodec ff_h264_decoder = {
1664     .name                  = "h264",
1665     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
1666     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1667     .id                    = AV_CODEC_ID_H264,
1668     .priv_data_size        = sizeof(H264Context),
1669     .init                  = ff_h264_decode_init,
1670     .close                 = h264_decode_end,
1671     .decode                = h264_decode_frame,
1672     .capabilities          = /*AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ AV_CODEC_CAP_DR1 |
1673                              AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS |
1674                              AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
1675     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
1676     .flush                 = flush_dpb,
1677     .init_thread_copy      = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_init_thread_copy),
1678     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(ff_h264_update_thread_context),
1679     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1680     .priv_class            = &h264_class,
1681 };