git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/h264dec.c

   1 /*
   2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... decoder
   3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * H.264 / AVC / MPEG-4 part10 codec.
  25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  26  */
  27
  28 #define UNCHECKED_BITSTREAM_READER 1
  29
  30 #include "libavutil/avassert.h"
  31 #include "libavutil/display.h"
  32 #include "libavutil/imgutils.h"
  33 #include "libavutil/opt.h"
  34 #include "libavutil/stereo3d.h"
  35 #include "libavutil/timer.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "bytestream.h"
  38 #include "cabac.h"
  39 #include "cabac_functions.h"
  40 #include "error_resilience.h"
  41 #include "avcodec.h"
  42 #include "h264.h"
  43 #include "h264dec.h"
  44 #include "h2645_parse.h"
  45 #include "h264data.h"
  46 #include "h264chroma.h"
  47 #include "h264_mvpred.h"
  48 #include "h264_ps.h"
  49 #include "golomb.h"
  50 #include "hwaccel.h"
  51 #include "mathops.h"
  52 #include "me_cmp.h"
  53 #include "mpegutils.h"
  54 #include "profiles.h"
  55 #include "rectangle.h"
  56 #include "thread.h"
  57
  58 const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4] = { 256, 384, 512, 768 };
  59
  60 int avpriv_h264_has_num_reorder_frames(AVCodecContext *avctx)
  61 {
  62     H264Context *h = avctx->priv_data;
  63     return h && h->ps.sps ? h->ps.sps->num_reorder_frames : 0;
  64 }
  65
  66 static void h264_er_decode_mb(void *opaque, int ref, int mv_dir, int mv_type,
  67                               int (*mv)[2][4][2],
  68                               int mb_x, int mb_y, int mb_intra, int mb_skipped)
  69 {
  70     H264Context *h = opaque;
  71     H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[0];
  72
  73     sl->mb_x = mb_x;
  74     sl->mb_y = mb_y;
  75     sl->mb_xy = mb_x + mb_y * h->mb_stride;
  76     memset(sl->non_zero_count_cache, 0, sizeof(sl->non_zero_count_cache));
  77     av_assert1(ref >= 0);
  78     /* FIXME: It is possible albeit uncommon that slice references
  79      * differ between slices. We take the easy approach and ignore
  80      * it for now. If this turns out to have any relevance in
  81      * practice then correct remapping should be added. */
  82     if (ref >= sl->ref_count[0])
  83         ref = 0;
  84     if (!sl->ref_list[0][ref].data[0]) {
  85         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Reference not available for error concealing\n");
  86         ref = 0;
  87     }
  88     if ((sl->ref_list[0][ref].reference&3) != 3) {
  89         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Reference invalid\n");
  90         return;
  91     }
  92     fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][4 * sl->mb_xy],
  93                    2, 2, 2, ref, 1);
  94     fill_rectangle(&sl->ref_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, ref, 1);
  95     fill_rectangle(sl->mv_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8,
  96                    pack16to32((*mv)[0][0][0], (*mv)[0][0][1]), 4);
  97     sl->mb_mbaff =
  98     sl->mb_field_decoding_flag = 0;
  99     ff_h264_hl_decode_mb(h, &h->slice_ctx[0]);
 100 }
 101
 102 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
 103                              int y, int height)
 104 {
 105     AVCodecContext *avctx = h->avctx;
 106     const AVFrame   *src  = h->cur_pic.f;
 107     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
 108     int vshift = desc->log2_chroma_h;
 109     const int field_pic = h->picture_structure != PICT_FRAME;
 110     if (field_pic) {
 111         height <<= 1;
 112         y      <<= 1;
 113     }
 114
 115     height = FFMIN(height, avctx->height - y);
 116
 117     if (field_pic && h->first_field && !(avctx->slice_flags & SLICE_FLAG_ALLOW_FIELD))
 118         return;
 119
 120     if (avctx->draw_horiz_band) {
 121         int offset[AV_NUM_DATA_POINTERS];
 122         int i;
 123
 124         offset[0] = y * src->linesize[0];
 125         offset[1] =
 126         offset[2] = (y >> vshift) * src->linesize[1];
 127         for (i = 3; i < AV_NUM_DATA_POINTERS; i++)
 128             offset[i] = 0;
 129
 130         emms_c();
 131
 132         avctx->draw_horiz_band(avctx, src, offset,
 133                                y, h->picture_structure, height);
 134     }
 135 }
 136
 137 void ff_h264_free_tables(H264Context *h)
 138 {
 139     int i;
 140
 141     av_freep(&h->intra4x4_pred_mode);
 142     av_freep(&h->chroma_pred_mode_table);
 143     av_freep(&h->cbp_table);
 144     av_freep(&h->mvd_table[0]);
 145     av_freep(&h->mvd_table[1]);
 146     av_freep(&h->direct_table);
 147     av_freep(&h->non_zero_count);
 148     av_freep(&h->slice_table_base);
 149     h->slice_table = NULL;
 150     av_freep(&h->list_counts);
 151
 152     av_freep(&h->mb2b_xy);
 153     av_freep(&h->mb2br_xy);
 154
 155     av_buffer_pool_uninit(&h->qscale_table_pool);
 156     av_buffer_pool_uninit(&h->mb_type_pool);
 157     av_buffer_pool_uninit(&h->motion_val_pool);
 158     av_buffer_pool_uninit(&h->ref_index_pool);
 159
 160     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++) {
 161         H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[i];
 162
 163         av_freep(&sl->dc_val_base);
 164         av_freep(&sl->er.mb_index2xy);
 165         av_freep(&sl->er.error_status_table);
 166         av_freep(&sl->er.er_temp_buffer);
 167
 168         av_freep(&sl->bipred_scratchpad);
 169         av_freep(&sl->edge_emu_buffer);
 170         av_freep(&sl->top_borders[0]);
 171         av_freep(&sl->top_borders[1]);
 172
 173         sl->bipred_scratchpad_allocated = 0;
 174         sl->edge_emu_buffer_allocated   = 0;
 175         sl->top_borders_allocated[0]    = 0;
 176         sl->top_borders_allocated[1]    = 0;
 177     }
 178 }
 179
 180 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h)
 181 {
 182     const int big_mb_num = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
 183     const int row_mb_num = 2*h->mb_stride*FFMAX(h->nb_slice_ctx, 1);
 184     int x, y;
 185
 186     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->intra4x4_pred_mode,
 187                       row_mb_num, 8 * sizeof(uint8_t), fail)
 188     h->slice_ctx[0].intra4x4_pred_mode = h->intra4x4_pred_mode;
 189
 190     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->non_zero_count,
 191                       big_mb_num * 48 * sizeof(uint8_t), fail)
 192     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->slice_table_base,
 193                       (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base), fail)
 194     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->cbp_table,
 195                       big_mb_num * sizeof(uint16_t), fail)
 196     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->chroma_pred_mode_table,
 197                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
 198     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[0],
 199                       row_mb_num, 16 * sizeof(uint8_t), fail);
 200     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[1],
 201                       row_mb_num, 16 * sizeof(uint8_t), fail);
 202     h->slice_ctx[0].mvd_table[0] = h->mvd_table[0];
 203     h->slice_ctx[0].mvd_table[1] = h->mvd_table[1];
 204
 205     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->direct_table,
 206                       4 * big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
 207     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->list_counts,
 208                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
 209
 210     memset(h->slice_table_base, -1,
 211            (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base));
 212     h->slice_table = h->slice_table_base + h->mb_stride * 2 + 1;
 213
 214     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2b_xy,
 215                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
 216     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2br_xy,
 217                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
 218     for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
 219         for (x = 0; x < h->mb_width; x++) {
 220             const int mb_xy = x + y * h->mb_stride;
 221             const int b_xy  = 4 * x + 4 * y * h->b_stride;
 222
 223             h->mb2b_xy[mb_xy]  = b_xy;
 224             h->mb2br_xy[mb_xy] = 8 * (FMO ? mb_xy : (mb_xy % (2 * h->mb_stride)));
 225         }
 226
 227     return 0;
 228
 229 fail:
 230     ff_h264_free_tables(h);
 231     return AVERROR(ENOMEM);
 232 }
 233
 234 /**
 235  * Init context
 236  * Allocate buffers which are not shared amongst multiple threads.
 237  */
 238 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl)
 239 {
 240     ERContext *er = &sl->er;
 241     int mb_array_size = h->mb_height * h->mb_stride;
 242     int y_size  = (2 * h->mb_width + 1) * (2 * h->mb_height + 1);
 243     int c_size  = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
 244     int yc_size = y_size + 2   * c_size;
 245     int x, y, i;
 246
 247     sl->ref_cache[0][scan8[5]  + 1] =
 248     sl->ref_cache[0][scan8[7]  + 1] =
 249     sl->ref_cache[0][scan8[13] + 1] =
 250     sl->ref_cache[1][scan8[5]  + 1] =
 251     sl->ref_cache[1][scan8[7]  + 1] =
 252     sl->ref_cache[1][scan8[13] + 1] = PART_NOT_AVAILABLE;
 253
 254     if (sl != h->slice_ctx) {
 255         memset(er, 0, sizeof(*er));
 256     } else
 257     if (CONFIG_ERROR_RESILIENCE) {
 258
 259         /* init ER */
 260         er->avctx          = h->avctx;
 261         er->decode_mb      = h264_er_decode_mb;
 262         er->opaque         = h;
 263         er->quarter_sample = 1;
 264
 265         er->mb_num      = h->mb_num;
 266         er->mb_width    = h->mb_width;
 267         er->mb_height   = h->mb_height;
 268         er->mb_stride   = h->mb_stride;
 269         er->b8_stride   = h->mb_width * 2 + 1;
 270
 271         // error resilience code looks cleaner with this
 272         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->mb_index2xy,
 273                           (h->mb_num + 1) * sizeof(int), fail);
 274
 275         for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
 276             for (x = 0; x < h->mb_width; x++)
 277                 er->mb_index2xy[x + y * h->mb_width] = x + y * h->mb_stride;
 278
 279         er->mb_index2xy[h->mb_height * h->mb_width] = (h->mb_height - 1) *
 280                                                       h->mb_stride + h->mb_width;
 281
 282         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->error_status_table,
 283                           mb_array_size * sizeof(uint8_t), fail);
 284
 285         FF_ALLOC_OR_GOTO(h->avctx, er->er_temp_buffer,
 286                          h->mb_height * h->mb_stride * (4*sizeof(int) + 1), fail);
 287
 288         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, sl->dc_val_base,
 289                           yc_size * sizeof(int16_t), fail);
 290         er->dc_val[0] = sl->dc_val_base + h->mb_width * 2 + 2;
 291         er->dc_val[1] = sl->dc_val_base + y_size + h->mb_stride + 1;
 292         er->dc_val[2] = er->dc_val[1] + c_size;
 293         for (i = 0; i < yc_size; i++)
 294             sl->dc_val_base[i] = 1024;
 295     }
 296
 297     return 0;
 298
 299 fail:
 300     return AVERROR(ENOMEM); // ff_h264_free_tables will clean up for us
 301 }
 302
 303 static int h264_init_context(AVCodecContext *avctx, H264Context *h)
 304 {
 305     int i;
 306
 307     h->avctx                 = avctx;
 308     h->cur_chroma_format_idc = -1;
 309
 310     h->width_from_caller     = avctx->width;
 311     h->height_from_caller    = avctx->height;
 312
 313     h->picture_structure     = PICT_FRAME;
 314     h->workaround_bugs       = avctx->workaround_bugs;
 315     h->flags                 = avctx->flags;
 316     h->poc.prev_poc_msb      = 1 << 16;
 317     h->recovery_frame        = -1;
 318     h->frame_recovered       = 0;
 319     h->poc.prev_frame_num    = -1;
 320     h->sei.frame_packing.arrangement_cancel_flag = -1;
 321     h->sei.unregistered.x264_build = -1;
 322
 323     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 324     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
 325         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
 326
 327     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 328
 329     avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
 330
 331     h->nb_slice_ctx = (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE) ? avctx->thread_count : 1;
 332     h->slice_ctx = av_mallocz_array(h->nb_slice_ctx, sizeof(*h->slice_ctx));
 333     if (!h->slice_ctx) {
 334         h->nb_slice_ctx = 0;
 335         return AVERROR(ENOMEM);
 336     }
 337
 338     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 339         h->DPB[i].f = av_frame_alloc();
 340         if (!h->DPB[i].f)
 341             return AVERROR(ENOMEM);
 342     }
 343
 344     h->cur_pic.f = av_frame_alloc();
 345     if (!h->cur_pic.f)
 346         return AVERROR(ENOMEM);
 347
 348     h->last_pic_for_ec.f = av_frame_alloc();
 349     if (!h->last_pic_for_ec.f)
 350         return AVERROR(ENOMEM);
 351
 352     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++)
 353         h->slice_ctx[i].h264 = h;
 354
 355     return 0;
 356 }
 357
 358 static av_cold int h264_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 359 {
 360     H264Context *h = avctx->priv_data;
 361     int i;
 362
 363     ff_h264_remove_all_refs(h);
 364     ff_h264_free_tables(h);
 365
 366     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 367         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
 368         av_frame_free(&h->DPB[i].f);
 369     }
 370     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
 371
 372     h->cur_pic_ptr = NULL;
 373
 374     av_freep(&h->slice_ctx);
 375     h->nb_slice_ctx = 0;
 376
 377     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 378     ff_h264_ps_uninit(&h->ps);
 379
 380     ff_h2645_packet_uninit(&h->pkt);
 381
 382     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
 383     av_frame_free(&h->cur_pic.f);
 384     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
 385     av_frame_free(&h->last_pic_for_ec.f);
 386
 387     return 0;
 388 }
 389
 390 static AVOnce h264_vlc_init = AV_ONCE_INIT;
 391
 392 static av_cold int h264_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 393 {
 394     H264Context *h = avctx->priv_data;
 395     int ret;
 396
 397     ret = h264_init_context(avctx, h);
 398     if (ret < 0)
 399         return ret;
 400
 401     ret = ff_thread_once(&h264_vlc_init, ff_h264_decode_init_vlc);
 402     if (ret != 0) {
 403         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "pthread_once has failed.");
 404         return AVERROR_UNKNOWN;
 405     }
 406
 407     if (avctx->ticks_per_frame == 1) {
 408         if(h->avctx->time_base.den < INT_MAX/2) {
 409             h->avctx->time_base.den *= 2;
 410         } else
 411             h->avctx->time_base.num /= 2;
 412     }
 413     avctx->ticks_per_frame = 2;
 414
 415     if (avctx->extradata_size > 0 && avctx->extradata) {
 416         ret = ff_h264_decode_extradata(avctx->extradata, avctx->extradata_size,
 417                                        &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
 418                                        avctx->err_recognition, avctx);
 419         if (ret < 0) {
 420             h264_decode_end(avctx);
 421             return ret;
 422         }
 423     }
 424
 425     if (h->ps.sps && h->ps.sps->bitstream_restriction_flag &&
 426         h->avctx->has_b_frames < h->ps.sps->num_reorder_frames) {
 427         h->avctx->has_b_frames = h->ps.sps->num_reorder_frames;
 428     }
 429
 430     avctx->internal->allocate_progress = 1;
 431
 432     ff_h264_flush_change(h);
 433
 434     if (h->enable_er < 0 && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE))
 435         h->enable_er = 0;
 436
 437     if (h->enable_er && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE)) {
 438         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 439                "Error resilience with slice threads is enabled. It is unsafe and unsupported and may crash. "
 440                "Use it at your own risk\n");
 441     }
 442
 443     return 0;
 444 }
 445
 446 #if HAVE_THREADS
 447 static int decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
 448 {
 449     H264Context *h = avctx->priv_data;
 450     int ret;
 451
 452     if (!avctx->internal->is_copy)
 453         return 0;
 454
 455     memset(h, 0, sizeof(*h));
 456
 457     ret = h264_init_context(avctx, h);
 458     if (ret < 0)
 459         return ret;
 460
 461     h->context_initialized = 0;
 462
 463     return 0;
 464 }
 465 #endif
 466
 467 /**
 468  * instantaneous decoder refresh.
 469  */
 470 static void idr(H264Context *h)
 471 {
 472     int i;
 473     ff_h264_remove_all_refs(h);
 474     h->poc.prev_frame_num        =
 475     h->poc.prev_frame_num_offset = 0;
 476     h->poc.prev_poc_msb          = 1<<16;
 477     h->poc.prev_poc_lsb          = 0;
 478     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
 479         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
 480 }
 481
 482 /* forget old pics after a seek */
 483 void ff_h264_flush_change(H264Context *h)
 484 {
 485     int i, j;
 486
 487     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 488     h->prev_interlaced_frame = 1;
 489     idr(h);
 490
 491     h->poc.prev_frame_num = -1;
 492     if (h->cur_pic_ptr) {
 493         h->cur_pic_ptr->reference = 0;
 494         for (j=i=0; h->delayed_pic[i]; i++)
 495             if (h->delayed_pic[i] != h->cur_pic_ptr)
 496                 h->delayed_pic[j++] = h->delayed_pic[i];
 497         h->delayed_pic[j] = NULL;
 498     }
 499     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
 500
 501     h->first_field = 0;
 502     h->recovery_frame = -1;
 503     h->frame_recovered = 0;
 504     h->current_slice = 0;
 505     h->mmco_reset = 1;
 506 }
 507
 508 /* forget old pics after a seek */
 509 static void flush_dpb(AVCodecContext *avctx)
 510 {
 511     H264Context *h = avctx->priv_data;
 512     int i;
 513
 514     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
 515
 516     ff_h264_flush_change(h);
 517     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 518
 519     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++)
 520         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
 521     h->cur_pic_ptr = NULL;
 522     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
 523
 524     h->mb_y = 0;
 525
 526     ff_h264_free_tables(h);
 527     h->context_initialized = 0;
 528 }
 529
 530 static int get_last_needed_nal(H264Context *h)
 531 {
 532     int nals_needed = 0;
 533     int first_slice = 0;
 534     int i, ret;
 535
 536     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
 537         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
 538         GetBitContext gb;
 539
 540         /* packets can sometimes contain multiple PPS/SPS,
 541          * e.g. two PAFF field pictures in one packet, or a demuxer
 542          * which splits NALs strangely if so, when frame threading we
 543          * can't start the next thread until we've read all of them */
 544         switch (nal->type) {
 545         case H264_NAL_SPS:
 546         case H264_NAL_PPS:
 547             nals_needed = i;
 548             break;
 549         case H264_NAL_DPA:
 550         case H264_NAL_IDR_SLICE:
 551         case H264_NAL_SLICE:
 552             ret = init_get_bits8(&gb, nal->data + 1, nal->size - 1);
 553             if (ret < 0) {
 554                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid zero-sized VCL NAL unit\n");
 555                 if (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
 556                     return ret;
 557
 558                 break;
 559             }
 560             if (!get_ue_golomb_long(&gb) ||  // first_mb_in_slice
 561                 !first_slice ||
 562                 first_slice != nal->type)
 563                 nals_needed = i;
 564             if (!first_slice)
 565                 first_slice = nal->type;
 566         }
 567     }
 568
 569     return nals_needed;
 570 }
 571
 572 static void debug_green_metadata(const H264SEIGreenMetaData *gm, void *logctx)
 573 {
 574     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Green Metadata Info SEI message\n");
 575     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_type: %d\n", gm->green_metadata_type);
 576
 577     if (gm->green_metadata_type == 0) {
 578         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_period_type: %d\n", gm->period_type);
 579
 580         if (gm->period_type == 2)
 581             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_num_seconds: %d\n", gm->num_seconds);
 582         else if (gm->period_type == 3)
 583             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_num_pictures: %d\n", gm->num_pictures);
 584
 585         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  SEI GREEN Complexity Metrics: %f %f %f %f\n",
 586                (float)gm->percent_non_zero_macroblocks/255,
 587                (float)gm->percent_intra_coded_macroblocks/255,
 588                (float)gm->percent_six_tap_filtering/255,
 589                (float)gm->percent_alpha_point_deblocking_instance/255);
 590
 591     } else if (gm->green_metadata_type == 1) {
 592         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  xsd_metric_type: %d\n", gm->xsd_metric_type);
 593
 594         if (gm->xsd_metric_type == 0)
 595             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  xsd_metric_value: %f\n",
 596                    (float)gm->xsd_metric_value/100);
 597     }
 598 }
 599
 600 static int decode_nal_units(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size)
 601 {
 602     AVCodecContext *const avctx = h->avctx;
 603     int nals_needed = 0; ///< number of NALs that need decoding before the next frame thread starts
 604     int idr_cleared=0;
 605     int i, ret = 0;
 606
 607     h->has_slice = 0;
 608     h->nal_unit_type= 0;
 609
 610     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)) {
 611         h->current_slice = 0;
 612         if (!h->first_field) {
 613             h->cur_pic_ptr = NULL;
 614             ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 615         }
 616     }
 617
 618     if (h->nal_length_size == 4) {
 619         if (buf_size > 8 && AV_RB32(buf) == 1 && AV_RB32(buf+5) > (unsigned)buf_size) {
 620             h->is_avc = 0;
 621         }else if(buf_size > 3 && AV_RB32(buf) > 1 && AV_RB32(buf) <= (unsigned)buf_size)
 622             h->is_avc = 1;
 623     }
 624
 625     ret = ff_h2645_packet_split(&h->pkt, buf, buf_size, avctx, h->is_avc,
 626                                 h->nal_length_size, avctx->codec_id, avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_FAST);
 627     if (ret < 0) {
 628         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 629                "Error splitting the input into NAL units.\n");
 630         return ret;
 631     }
 632
 633     if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
 634         nals_needed = get_last_needed_nal(h);
 635     if (nals_needed < 0)
 636         return nals_needed;
 637
 638     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
 639         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
 640         int max_slice_ctx, err;
 641
 642         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF &&
 643             nal->ref_idc == 0 && nal->type != H264_NAL_SEI)
 644             continue;
 645
 646         // FIXME these should stop being context-global variables
 647         h->nal_ref_idc   = nal->ref_idc;
 648         h->nal_unit_type = nal->type;
 649
 650         err = 0;
 651         switch (nal->type) {
 652         case H264_NAL_IDR_SLICE:
 653             if ((nal->data[1] & 0xFC) == 0x98) {
 654                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid inter IDR frame\n");
 655                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 656                 ret = -1;
 657                 goto end;
 658             }
 659             if(!idr_cleared) {
 660                 if (h->current_slice && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE)) {
 661                     av_log(h, AV_LOG_ERROR, "invalid mixed IDR / non IDR frames cannot be decoded in slice multithreading mode\n");
 662                     ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 663                     goto end;
 664                 }
 665                 idr(h); // FIXME ensure we don't lose some frames if there is reordering
 666             }
 667             idr_cleared = 1;
 668             h->has_recovery_point = 1;
 669         case H264_NAL_SLICE:
 670             h->has_slice = 1;
 671
 672             if ((err = ff_h264_queue_decode_slice(h, nal))) {
 673                 H264SliceContext *sl = h->slice_ctx + h->nb_slice_ctx_queued;
 674                 sl->ref_count[0] = sl->ref_count[1] = 0;
 675                 break;
 676             }
 677
 678             if (h->current_slice == 1) {
 679                 if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME &&
 680                     i >= nals_needed && !h->setup_finished && h->cur_pic_ptr) {
 681                     ff_thread_finish_setup(avctx);
 682                     h->setup_finished = 1;
 683                 }
 684
 685                 if (h->avctx->hwaccel &&
 686                     (ret = h->avctx->hwaccel->start_frame(h->avctx, buf, buf_size)) < 0)
 687                     goto end;
 688             }
 689
 690             max_slice_ctx = avctx->hwaccel ? 1 : h->nb_slice_ctx;
 691             if (h->nb_slice_ctx_queued == max_slice_ctx) {
 692                 if (h->avctx->hwaccel) {
 693                     ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx, nal->raw_data, nal->raw_size);
 694                     h->nb_slice_ctx_queued = 0;
 695                 } else
 696                     ret = ff_h264_execute_decode_slices(h);
 697                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 698                     goto end;
 699             }
 700             break;
 701         case H264_NAL_DPA:
 702         case H264_NAL_DPB:
 703         case H264_NAL_DPC:
 704             avpriv_request_sample(avctx, "data partitioning");
 705             break;
 706         case H264_NAL_SEI:
 707             ret = ff_h264_sei_decode(&h->sei, &nal->gb, &h->ps, avctx);
 708             h->has_recovery_point = h->has_recovery_point || h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt != -1;
 709             if (avctx->debug & FF_DEBUG_GREEN_MD)
 710                 debug_green_metadata(&h->sei.green_metadata, h->avctx);
 711             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 712                 goto end;
 713             break;
 714         case H264_NAL_SPS: {
 715             GetBitContext tmp_gb = nal->gb;
 716             if (avctx->hwaccel && avctx->hwaccel->decode_params) {
 717                 ret = avctx->hwaccel->decode_params(avctx,
 718                                                     nal->type,
 719                                                     nal->raw_data,
 720                                                     nal->raw_size);
 721                 if (ret < 0)
 722                     goto end;
 723             }
 724             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
 725                 break;
 726             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG,
 727                    "SPS decoding failure, trying again with the complete NAL\n");
 728             init_get_bits8(&tmp_gb, nal->raw_data + 1, nal->raw_size - 1);
 729             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
 730                 break;
 731             ff_h264_decode_seq_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps, 1);
 732             break;
 733         }
 734         case H264_NAL_PPS:
 735             if (avctx->hwaccel && avctx->hwaccel->decode_params) {
 736                 ret = avctx->hwaccel->decode_params(avctx,
 737                                                     nal->type,
 738                                                     nal->raw_data,
 739                                                     nal->raw_size);
 740                 if (ret < 0)
 741                     goto end;
 742             }
 743             ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps,
 744                                                        nal->size_bits);
 745             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 746                 goto end;
 747             break;
 748         case H264_NAL_AUD:
 749         case H264_NAL_END_SEQUENCE:
 750         case H264_NAL_END_STREAM:
 751         case H264_NAL_FILLER_DATA:
 752         case H264_NAL_SPS_EXT:
 753         case H264_NAL_AUXILIARY_SLICE:
 754             break;
 755         default:
 756             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Unknown NAL code: %d (%d bits)\n",
 757                    nal->type, nal->size_bits);
 758         }
 759
 760         if (err < 0) {
 761             av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode_slice_header error\n");
 762         }
 763     }
 764
 765     ret = ff_h264_execute_decode_slices(h);
 766     if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 767         goto end;
 768
 769     ret = 0;
 770 end:
 771
 772 #if CONFIG_ERROR_RESILIENCE
 773     /*
 774      * FIXME: Error handling code does not seem to support interlaced
 775      * when slices span multiple rows
 776      * The ff_er_add_slice calls don't work right for bottom
 777      * fields; they cause massive erroneous error concealing
 778      * Error marking covers both fields (top and bottom).
 779      * This causes a mismatched s->error_count
 780      * and a bad error table. Further, the error count goes to
 781      * INT_MAX when called for bottom field, because mb_y is
 782      * past end by one (callers fault) and resync_mb_y != 0
 783      * causes problems for the first MB line, too.
 784      */
 785     if (!FIELD_PICTURE(h) && h->current_slice &&
 786         h->ps.sps == (const SPS*)h->ps.sps_list[h->ps.pps->sps_id]->data &&
 787         h->enable_er) {
 788
 789         H264SliceContext *sl = h->slice_ctx;
 790         int use_last_pic = h->last_pic_for_ec.f->buf[0] && !sl->ref_count[0];
 791
 792         ff_h264_set_erpic(&sl->er.cur_pic, h->cur_pic_ptr);
 793
 794         if (use_last_pic) {
 795             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, &h->last_pic_for_ec);
 796             sl->ref_list[0][0].parent = &h->last_pic_for_ec;
 797             memcpy(sl->ref_list[0][0].data, h->last_pic_for_ec.f->data, sizeof(sl->ref_list[0][0].data));
 798             memcpy(sl->ref_list[0][0].linesize, h->last_pic_for_ec.f->linesize, sizeof(sl->ref_list[0][0].linesize));
 799             sl->ref_list[0][0].reference = h->last_pic_for_ec.reference;
 800         } else if (sl->ref_count[0]) {
 801             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, sl->ref_list[0][0].parent);
 802         } else
 803             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, NULL);
 804
 805         if (sl->ref_count[1])
 806             ff_h264_set_erpic(&sl->er.next_pic, sl->ref_list[1][0].parent);
 807
 808         sl->er.ref_count = sl->ref_count[0];
 809
 810         ff_er_frame_end(&sl->er);
 811         if (use_last_pic)
 812             memset(&sl->ref_list[0][0], 0, sizeof(sl->ref_list[0][0]));
 813     }
 814 #endif /* CONFIG_ERROR_RESILIENCE */
 815     /* clean up */
 816     if (h->cur_pic_ptr && !h->droppable && h->has_slice) {
 817         ff_thread_report_progress(&h->cur_pic_ptr->tf, INT_MAX,
 818                                   h->picture_structure == PICT_BOTTOM_FIELD);
 819     }
 820
 821     return (ret < 0) ? ret : buf_size;
 822 }
 823
 824 /**
 825  * Return the number of bytes consumed for building the current frame.
 826  */
 827 static int get_consumed_bytes(int pos, int buf_size)
 828 {
 829     if (pos == 0)
 830         pos = 1;        // avoid infinite loops (I doubt that is needed but...)
 831     if (pos + 10 > buf_size)
 832         pos = buf_size; // oops ;)
 833
 834     return pos;
 835 }
 836
 837 static int output_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *srcp)
 838 {
 839     AVFrame *src = srcp->f;
 840     int ret;
 841
 842     ret = av_frame_ref(dst, src);
 843     if (ret < 0)
 844         return ret;
 845
 846     av_dict_set(&dst->metadata, "stereo_mode", ff_h264_sei_stereo_mode(&h->sei.frame_packing), 0);
 847
 848     if (srcp->sei_recovery_frame_cnt == 0)
 849         dst->key_frame = 1;
 850
 851     return 0;
 852 }
 853
 854 static int is_extra(const uint8_t *buf, int buf_size)
 855 {
 856     int cnt= buf[5]&0x1f;
 857     const uint8_t *p= buf+6;
 858     if (!cnt)
 859         return 0;
 860     while(cnt--){
 861         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
 862         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 7)
 863             return 0;
 864         p += nalsize;
 865     }
 866     cnt = *(p++);
 867     if(!cnt)
 868         return 0;
 869     while(cnt--){
 870         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
 871         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 8)
 872             return 0;
 873         p += nalsize;
 874     }
 875     return 1;
 876 }
 877
 878 static int finalize_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *out, int *got_frame)
 879 {
 880     int ret;
 881
 882     if (((h->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_OUTPUT_CORRUPT) ||
 883          (h->avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_SHOW_ALL) ||
 884          out->recovered)) {
 885
 886         if (!h->avctx->hwaccel &&
 887             (out->field_poc[0] == INT_MAX ||
 888              out->field_poc[1] == INT_MAX)
 889            ) {
 890             int p;
 891             AVFrame *f = out->f;
 892             int field = out->field_poc[0] == INT_MAX;
 893             uint8_t *dst_data[4];
 894             int linesizes[4];
 895             const uint8_t *src_data[4];
 896
 897             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Duplicating field %d to fill missing\n", field);
 898
 899             for (p = 0; p<4; p++) {
 900                 dst_data[p] = f->data[p] + (field^1)*f->linesize[p];
 901                 src_data[p] = f->data[p] +  field   *f->linesize[p];
 902                 linesizes[p] = 2*f->linesize[p];
 903             }
 904
 905             av_image_copy(dst_data, linesizes, src_data, linesizes,
 906                           f->format, f->width, f->height>>1);
 907         }
 908
 909         ret = output_frame(h, dst, out);
 910         if (ret < 0)
 911             return ret;
 912
 913         *got_frame = 1;
 914
 915         if (CONFIG_MPEGVIDEO) {
 916             ff_print_debug_info2(h->avctx, dst, NULL,
 917                                  out->mb_type,
 918                                  out->qscale_table,
 919                                  out->motion_val,
 920                                  NULL,
 921                                  h->mb_width, h->mb_height, h->mb_stride, 1);
 922         }
 923     }
 924
 925     return 0;
 926 }
 927
 928 static int send_next_delayed_frame(H264Context *h, AVFrame *dst_frame,
 929                                    int *got_frame, int buf_index)
 930 {
 931     int ret, i, out_idx;
 932     H264Picture *out = h->delayed_pic[0];
 933
 934     h->cur_pic_ptr = NULL;
 935     h->first_field = 0;
 936
 937     out_idx = 0;
 938     for (i = 1;
 939          h->delayed_pic[i] &&
 940          !h->delayed_pic[i]->f->key_frame &&
 941          !h->delayed_pic[i]->mmco_reset;
 942          i++)
 943         if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
 944             out     = h->delayed_pic[i];
 945             out_idx = i;
 946         }
 947
 948     for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
 949         h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
 950
 951     if (out) {
 952         out->reference &= ~DELAYED_PIC_REF;
 953         ret = finalize_frame(h, dst_frame, out, got_frame);
 954         if (ret < 0)
 955             return ret;
 956     }
 957
 958     return buf_index;
 959 }
 960
 961 static int h264_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 962                              int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 963 {
 964     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 965     int buf_size       = avpkt->size;
 966     H264Context *h     = avctx->priv_data;
 967     AVFrame *pict      = data;
 968     int buf_index;
 969     int ret;
 970
 971     h->flags = avctx->flags;
 972     h->setup_finished = 0;
 973     h->nb_slice_ctx_queued = 0;
 974
 975     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
 976
 977     /* end of stream, output what is still in the buffers */
 978     if (buf_size == 0)
 979         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, 0);
 980
 981     if (h->is_avc && av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, NULL)) {
 982         int side_size;
 983         uint8_t *side = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, &side_size);
 984         if (is_extra(side, side_size))
 985             ff_h264_decode_extradata(side, side_size,
 986                                      &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
 987                                      avctx->err_recognition, avctx);
 988     }
 989     if (h->is_avc && buf_size >= 9 && buf[0]==1 && buf[2]==0 && (buf[4]&0xFC)==0xFC) {
 990         if (is_extra(buf, buf_size))
 991             return ff_h264_decode_extradata(buf, buf_size,
 992                                             &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
 993                                             avctx->err_recognition, avctx);
 994     }
 995
 996     buf_index = decode_nal_units(h, buf, buf_size);
 997     if (buf_index < 0)
 998         return AVERROR_INVALIDDATA;
 999
1000     if (!h->cur_pic_ptr && h->nal_unit_type == H264_NAL_END_SEQUENCE) {
1001         av_assert0(buf_index <= buf_size);
1002         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, buf_index);
1003     }
1004
1005     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) && (!h->cur_pic_ptr || !h->has_slice)) {
1006         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF ||
1007             buf_size >= 4 && !memcmp("Q264", buf, 4))
1008             return buf_size;
1009         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "no frame!\n");
1010         return AVERROR_INVALIDDATA;
1011     }
1012
1013     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) ||
1014         (h->mb_y >= h->mb_height && h->mb_height)) {
1015         if ((ret = ff_h264_field_end(h, &h->slice_ctx[0], 0)) < 0)
1016             return ret;
1017
1018         /* Wait for second field. */
1019         if (h->next_output_pic) {
1020             ret = finalize_frame(h, pict, h->next_output_pic, got_frame);
1021             if (ret < 0)
1022                 return ret;
1023         }
1024     }
1025
1026     av_assert0(pict->buf[0] || !*got_frame);
1027
1028     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
1029
1030     return get_consumed_bytes(buf_index, buf_size);
1031 }
1032
1033 #define OFFSET(x) offsetof(H264Context, x)
1034 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
1035 static const AVOption h264_options[] = {
1036     { "is_avc", "is avc", OFFSET(is_avc), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 0}, 0, 1, 0 },
1037     { "nal_length_size", "nal_length_size", OFFSET(nal_length_size), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 4, 0 },
1038     { "enable_er", "Enable error resilience on damaged frames (unsafe)", OFFSET(enable_er), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = -1 }, -1, 1, VD },
1039     { "x264_build", "Assume this x264 version if no x264 version found in any SEI", OFFSET(x264_build), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, INT_MAX, VD },
1040     { NULL },
1041 };
1042
1043 static const AVClass h264_class = {
1044     .class_name = "H264 Decoder",
1045     .item_name  = av_default_item_name,
1046     .option     = h264_options,
1047     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1048 };
1049
1050 AVCodec ff_h264_decoder = {
1051     .name                  = "h264",
1052     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
1053     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1054     .id                    = AV_CODEC_ID_H264,
1055     .priv_data_size        = sizeof(H264Context),
1056     .init                  = h264_decode_init,
1057     .close                 = h264_decode_end,
1058     .decode                = h264_decode_frame,
1059     .capabilities          = /*AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ AV_CODEC_CAP_DR1 |
1060                              AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS |
1061                              AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
1062     .hw_configs            = (const AVCodecHWConfigInternal*[]) {
1063 #if CONFIG_H264_DXVA2_HWACCEL
1064                                HWACCEL_DXVA2(h264),
1065 #endif
1066 #if CONFIG_H264_D3D11VA_HWACCEL
1067                                HWACCEL_D3D11VA(h264),
1068 #endif
1069 #if CONFIG_H264_D3D11VA2_HWACCEL
1070                                HWACCEL_D3D11VA2(h264),
1071 #endif
1072 #if CONFIG_H264_NVDEC_HWACCEL
1073                                HWACCEL_NVDEC(h264),
1074 #endif
1075 #if CONFIG_H264_VAAPI_HWACCEL
1076                                HWACCEL_VAAPI(h264),
1077 #endif
1078 #if CONFIG_H264_VDPAU_HWACCEL
1079                                HWACCEL_VDPAU(h264),
1080 #endif
1081 #if CONFIG_H264_VIDEOTOOLBOX_HWACCEL
1082                                HWACCEL_VIDEOTOOLBOX(h264),
1083 #endif
1084                                NULL
1085                            },
1086     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_EXPORTS_CROPPING,
1087     .flush                 = flush_dpb,
1088     .init_thread_copy      = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_init_thread_copy),
1089     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(ff_h264_update_thread_context),
1090     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1091     .priv_class            = &h264_class,
1092 };