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 "internal.h"
  36 #include "bytestream.h"
  37 #include "cabac.h"
  38 #include "cabac_functions.h"
  39 #include "error_resilience.h"
  40 #include "avcodec.h"
  41 #include "h264.h"
  42 #include "h264dec.h"
  43 #include "h2645_parse.h"
  44 #include "h264data.h"
  45 #include "h264chroma.h"
  46 #include "h264_mvpred.h"
  47 #include "h264_ps.h"
  48 #include "golomb.h"
  49 #include "hwconfig.h"
  50 #include "mathops.h"
  51 #include "me_cmp.h"
  52 #include "mpegutils.h"
  53 #include "profiles.h"
  54 #include "rectangle.h"
  55 #include "thread.h"
  56
  57 const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4] = { 256, 384, 512, 768 };
  58
  59 int avpriv_h264_has_num_reorder_frames(AVCodecContext *avctx)
  60 {
  61     H264Context *h = avctx->priv_data;
  62     return h && h->ps.sps ? h->ps.sps->num_reorder_frames : 0;
  63 }
  64
  65 static void h264_er_decode_mb(void *opaque, int ref, int mv_dir, int mv_type,
  66                               int (*mv)[2][4][2],
  67                               int mb_x, int mb_y, int mb_intra, int mb_skipped)
  68 {
  69     H264Context *h = opaque;
  70     H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[0];
  71
  72     sl->mb_x = mb_x;
  73     sl->mb_y = mb_y;
  74     sl->mb_xy = mb_x + mb_y * h->mb_stride;
  75     memset(sl->non_zero_count_cache, 0, sizeof(sl->non_zero_count_cache));
  76     av_assert1(ref >= 0);
  77     /* FIXME: It is possible albeit uncommon that slice references
  78      * differ between slices. We take the easy approach and ignore
  79      * it for now. If this turns out to have any relevance in
  80      * practice then correct remapping should be added. */
  81     if (ref >= sl->ref_count[0])
  82         ref = 0;
  83     if (!sl->ref_list[0][ref].data[0]) {
  84         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Reference not available for error concealing\n");
  85         ref = 0;
  86     }
  87     if ((sl->ref_list[0][ref].reference&3) != 3) {
  88         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Reference invalid\n");
  89         return;
  90     }
  91     fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][4 * sl->mb_xy],
  92                    2, 2, 2, ref, 1);
  93     fill_rectangle(&sl->ref_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, ref, 1);
  94     fill_rectangle(sl->mv_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8,
  95                    pack16to32((*mv)[0][0][0], (*mv)[0][0][1]), 4);
  96     sl->mb_mbaff =
  97     sl->mb_field_decoding_flag = 0;
  98     ff_h264_hl_decode_mb(h, &h->slice_ctx[0]);
  99 }
 100
 101 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
 102                              int y, int height)
 103 {
 104     AVCodecContext *avctx = h->avctx;
 105     const AVFrame   *src  = h->cur_pic.f;
 106     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
 107     int vshift = desc->log2_chroma_h;
 108     const int field_pic = h->picture_structure != PICT_FRAME;
 109     if (field_pic) {
 110         height <<= 1;
 111         y      <<= 1;
 112     }
 113
 114     height = FFMIN(height, avctx->height - y);
 115
 116     if (field_pic && h->first_field && !(avctx->slice_flags & SLICE_FLAG_ALLOW_FIELD))
 117         return;
 118
 119     if (avctx->draw_horiz_band) {
 120         int offset[AV_NUM_DATA_POINTERS];
 121         int i;
 122
 123         offset[0] = y * src->linesize[0];
 124         offset[1] =
 125         offset[2] = (y >> vshift) * src->linesize[1];
 126         for (i = 3; i < AV_NUM_DATA_POINTERS; i++)
 127             offset[i] = 0;
 128
 129         emms_c();
 130
 131         avctx->draw_horiz_band(avctx, src, offset,
 132                                y, h->picture_structure, height);
 133     }
 134 }
 135
 136 void ff_h264_free_tables(H264Context *h)
 137 {
 138     int i;
 139
 140     av_freep(&h->intra4x4_pred_mode);
 141     av_freep(&h->chroma_pred_mode_table);
 142     av_freep(&h->cbp_table);
 143     av_freep(&h->mvd_table[0]);
 144     av_freep(&h->mvd_table[1]);
 145     av_freep(&h->direct_table);
 146     av_freep(&h->non_zero_count);
 147     av_freep(&h->slice_table_base);
 148     h->slice_table = NULL;
 149     av_freep(&h->list_counts);
 150
 151     av_freep(&h->mb2b_xy);
 152     av_freep(&h->mb2br_xy);
 153
 154     av_buffer_pool_uninit(&h->qscale_table_pool);
 155     av_buffer_pool_uninit(&h->mb_type_pool);
 156     av_buffer_pool_uninit(&h->motion_val_pool);
 157     av_buffer_pool_uninit(&h->ref_index_pool);
 158
 159     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++) {
 160         H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[i];
 161
 162         av_freep(&sl->dc_val_base);
 163         av_freep(&sl->er.mb_index2xy);
 164         av_freep(&sl->er.error_status_table);
 165         av_freep(&sl->er.er_temp_buffer);
 166
 167         av_freep(&sl->bipred_scratchpad);
 168         av_freep(&sl->edge_emu_buffer);
 169         av_freep(&sl->top_borders[0]);
 170         av_freep(&sl->top_borders[1]);
 171
 172         sl->bipred_scratchpad_allocated = 0;
 173         sl->edge_emu_buffer_allocated   = 0;
 174         sl->top_borders_allocated[0]    = 0;
 175         sl->top_borders_allocated[1]    = 0;
 176     }
 177 }
 178
 179 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h)
 180 {
 181     const int big_mb_num = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
 182     const int row_mb_num = 2*h->mb_stride*FFMAX(h->nb_slice_ctx, 1);
 183     int x, y;
 184
 185     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->intra4x4_pred_mode,
 186                       row_mb_num, 8 * sizeof(uint8_t), fail)
 187     h->slice_ctx[0].intra4x4_pred_mode = h->intra4x4_pred_mode;
 188
 189     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->non_zero_count,
 190                       big_mb_num * 48 * sizeof(uint8_t), fail)
 191     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->slice_table_base,
 192                       (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base), fail)
 193     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->cbp_table,
 194                       big_mb_num * sizeof(uint16_t), fail)
 195     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->chroma_pred_mode_table,
 196                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
 197     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[0],
 198                       row_mb_num, 16 * sizeof(uint8_t), fail);
 199     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[1],
 200                       row_mb_num, 16 * sizeof(uint8_t), fail);
 201     h->slice_ctx[0].mvd_table[0] = h->mvd_table[0];
 202     h->slice_ctx[0].mvd_table[1] = h->mvd_table[1];
 203
 204     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->direct_table,
 205                       4 * big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
 206     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->list_counts,
 207                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
 208
 209     memset(h->slice_table_base, -1,
 210            (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base));
 211     h->slice_table = h->slice_table_base + h->mb_stride * 2 + 1;
 212
 213     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2b_xy,
 214                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
 215     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2br_xy,
 216                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
 217     for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
 218         for (x = 0; x < h->mb_width; x++) {
 219             const int mb_xy = x + y * h->mb_stride;
 220             const int b_xy  = 4 * x + 4 * y * h->b_stride;
 221
 222             h->mb2b_xy[mb_xy]  = b_xy;
 223             h->mb2br_xy[mb_xy] = 8 * (FMO ? mb_xy : (mb_xy % (2 * h->mb_stride)));
 224         }
 225
 226     return 0;
 227
 228 fail:
 229     ff_h264_free_tables(h);
 230     return AVERROR(ENOMEM);
 231 }
 232
 233 /**
 234  * Init context
 235  * Allocate buffers which are not shared amongst multiple threads.
 236  */
 237 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl)
 238 {
 239     ERContext *er = &sl->er;
 240     int mb_array_size = h->mb_height * h->mb_stride;
 241     int y_size  = (2 * h->mb_width + 1) * (2 * h->mb_height + 1);
 242     int c_size  = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
 243     int yc_size = y_size + 2   * c_size;
 244     int x, y, i;
 245
 246     sl->ref_cache[0][scan8[5]  + 1] =
 247     sl->ref_cache[0][scan8[7]  + 1] =
 248     sl->ref_cache[0][scan8[13] + 1] =
 249     sl->ref_cache[1][scan8[5]  + 1] =
 250     sl->ref_cache[1][scan8[7]  + 1] =
 251     sl->ref_cache[1][scan8[13] + 1] = PART_NOT_AVAILABLE;
 252
 253     if (sl != h->slice_ctx) {
 254         memset(er, 0, sizeof(*er));
 255     } else
 256     if (CONFIG_ERROR_RESILIENCE) {
 257
 258         /* init ER */
 259         er->avctx          = h->avctx;
 260         er->decode_mb      = h264_er_decode_mb;
 261         er->opaque         = h;
 262         er->quarter_sample = 1;
 263
 264         er->mb_num      = h->mb_num;
 265         er->mb_width    = h->mb_width;
 266         er->mb_height   = h->mb_height;
 267         er->mb_stride   = h->mb_stride;
 268         er->b8_stride   = h->mb_width * 2 + 1;
 269
 270         // error resilience code looks cleaner with this
 271         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->mb_index2xy,
 272                           (h->mb_num + 1) * sizeof(int), fail);
 273
 274         for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
 275             for (x = 0; x < h->mb_width; x++)
 276                 er->mb_index2xy[x + y * h->mb_width] = x + y * h->mb_stride;
 277
 278         er->mb_index2xy[h->mb_height * h->mb_width] = (h->mb_height - 1) *
 279                                                       h->mb_stride + h->mb_width;
 280
 281         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->error_status_table,
 282                           mb_array_size * sizeof(uint8_t), fail);
 283
 284         FF_ALLOC_OR_GOTO(h->avctx, er->er_temp_buffer,
 285                          h->mb_height * h->mb_stride * (4*sizeof(int) + 1), fail);
 286
 287         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, sl->dc_val_base,
 288                           yc_size * sizeof(int16_t), fail);
 289         er->dc_val[0] = sl->dc_val_base + h->mb_width * 2 + 2;
 290         er->dc_val[1] = sl->dc_val_base + y_size + h->mb_stride + 1;
 291         er->dc_val[2] = er->dc_val[1] + c_size;
 292         for (i = 0; i < yc_size; i++)
 293             sl->dc_val_base[i] = 1024;
 294     }
 295
 296     return 0;
 297
 298 fail:
 299     return AVERROR(ENOMEM); // ff_h264_free_tables will clean up for us
 300 }
 301
 302 static int h264_init_context(AVCodecContext *avctx, H264Context *h)
 303 {
 304     int i;
 305
 306     h->avctx                 = avctx;
 307     h->cur_chroma_format_idc = -1;
 308
 309     h->width_from_caller     = avctx->width;
 310     h->height_from_caller    = avctx->height;
 311
 312     h->workaround_bugs       = avctx->workaround_bugs;
 313     h->flags                 = avctx->flags;
 314     h->poc.prev_poc_msb      = 1 << 16;
 315     h->recovery_frame        = -1;
 316     h->frame_recovered       = 0;
 317     h->poc.prev_frame_num    = -1;
 318     h->sei.frame_packing.arrangement_cancel_flag = -1;
 319     h->sei.unregistered.x264_build = -1;
 320
 321     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 322     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
 323         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
 324
 325     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 326
 327     h->nb_slice_ctx = (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE) ? avctx->thread_count : 1;
 328     h->slice_ctx = av_mallocz_array(h->nb_slice_ctx, sizeof(*h->slice_ctx));
 329     if (!h->slice_ctx) {
 330         h->nb_slice_ctx = 0;
 331         return AVERROR(ENOMEM);
 332     }
 333
 334     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 335         h->DPB[i].f = av_frame_alloc();
 336         if (!h->DPB[i].f)
 337             return AVERROR(ENOMEM);
 338     }
 339
 340     h->cur_pic.f = av_frame_alloc();
 341     if (!h->cur_pic.f)
 342         return AVERROR(ENOMEM);
 343
 344     h->last_pic_for_ec.f = av_frame_alloc();
 345     if (!h->last_pic_for_ec.f)
 346         return AVERROR(ENOMEM);
 347
 348     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++)
 349         h->slice_ctx[i].h264 = h;
 350
 351     return 0;
 352 }
 353
 354 static av_cold int h264_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 355 {
 356     H264Context *h = avctx->priv_data;
 357     int i;
 358
 359     ff_h264_remove_all_refs(h);
 360     ff_h264_free_tables(h);
 361
 362     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 363         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
 364         av_frame_free(&h->DPB[i].f);
 365     }
 366     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
 367
 368     h->cur_pic_ptr = NULL;
 369
 370     av_freep(&h->slice_ctx);
 371     h->nb_slice_ctx = 0;
 372
 373     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 374     ff_h264_ps_uninit(&h->ps);
 375
 376     ff_h2645_packet_uninit(&h->pkt);
 377
 378     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
 379     av_frame_free(&h->cur_pic.f);
 380     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
 381     av_frame_free(&h->last_pic_for_ec.f);
 382
 383     return 0;
 384 }
 385
 386 static AVOnce h264_vlc_init = AV_ONCE_INIT;
 387
 388 static av_cold int h264_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 389 {
 390     H264Context *h = avctx->priv_data;
 391     int ret;
 392
 393     ret = h264_init_context(avctx, h);
 394     if (ret < 0)
 395         return ret;
 396
 397     ret = ff_thread_once(&h264_vlc_init, ff_h264_decode_init_vlc);
 398     if (ret != 0) {
 399         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "pthread_once has failed.");
 400         return AVERROR_UNKNOWN;
 401     }
 402
 403     if (avctx->ticks_per_frame == 1) {
 404         if(h->avctx->time_base.den < INT_MAX/2) {
 405             h->avctx->time_base.den *= 2;
 406         } else
 407             h->avctx->time_base.num /= 2;
 408     }
 409     avctx->ticks_per_frame = 2;
 410
 411     if (!avctx->internal->is_copy) {
 412         if (avctx->extradata_size > 0 && avctx->extradata) {
 413             ret = ff_h264_decode_extradata(avctx->extradata, avctx->extradata_size,
 414                                            &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
 415                                            avctx->err_recognition, avctx);
 416            if (ret < 0) {
 417                int explode = avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE;
 418                av_log(avctx, explode ? AV_LOG_ERROR: AV_LOG_WARNING,
 419                       "Error decoding the extradata\n");
 420                if (explode) {
 421                    h264_decode_end(avctx);
 422                    return ret;
 423                }
 424                ret = 0;
 425            }
 426         }
 427     }
 428
 429     if (h->ps.sps && h->ps.sps->bitstream_restriction_flag &&
 430         h->avctx->has_b_frames < h->ps.sps->num_reorder_frames) {
 431         h->avctx->has_b_frames = h->ps.sps->num_reorder_frames;
 432     }
 433
 434     ff_h264_flush_change(h);
 435
 436     if (h->enable_er < 0 && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE))
 437         h->enable_er = 0;
 438
 439     if (h->enable_er && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE)) {
 440         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 441                "Error resilience with slice threads is enabled. It is unsafe and unsupported and may crash. "
 442                "Use it at your own risk\n");
 443     }
 444
 445     return 0;
 446 }
 447
 448 /**
 449  * instantaneous decoder refresh.
 450  */
 451 static void idr(H264Context *h)
 452 {
 453     int i;
 454     ff_h264_remove_all_refs(h);
 455     h->poc.prev_frame_num        =
 456     h->poc.prev_frame_num_offset = 0;
 457     h->poc.prev_poc_msb          = 1<<16;
 458     h->poc.prev_poc_lsb          = -1;
 459     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
 460         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
 461 }
 462
 463 /* forget old pics after a seek */
 464 void ff_h264_flush_change(H264Context *h)
 465 {
 466     int i, j;
 467
 468     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 469     h->prev_interlaced_frame = 1;
 470     idr(h);
 471
 472     h->poc.prev_frame_num = -1;
 473     if (h->cur_pic_ptr) {
 474         h->cur_pic_ptr->reference = 0;
 475         for (j=i=0; h->delayed_pic[i]; i++)
 476             if (h->delayed_pic[i] != h->cur_pic_ptr)
 477                 h->delayed_pic[j++] = h->delayed_pic[i];
 478         h->delayed_pic[j] = NULL;
 479     }
 480     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
 481
 482     h->first_field = 0;
 483     h->recovery_frame = -1;
 484     h->frame_recovered = 0;
 485     h->current_slice = 0;
 486     h->mmco_reset = 1;
 487 }
 488
 489 static void h264_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
 490 {
 491     H264Context *h = avctx->priv_data;
 492     int i;
 493
 494     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
 495
 496     ff_h264_flush_change(h);
 497     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 498
 499     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++)
 500         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
 501     h->cur_pic_ptr = NULL;
 502     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
 503
 504     h->mb_y = 0;
 505
 506     ff_h264_free_tables(h);
 507     h->context_initialized = 0;
 508 }
 509
 510 static int get_last_needed_nal(H264Context *h)
 511 {
 512     int nals_needed = 0;
 513     int first_slice = 0;
 514     int i, ret;
 515
 516     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
 517         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
 518         GetBitContext gb;
 519
 520         /* packets can sometimes contain multiple PPS/SPS,
 521          * e.g. two PAFF field pictures in one packet, or a demuxer
 522          * which splits NALs strangely if so, when frame threading we
 523          * can't start the next thread until we've read all of them */
 524         switch (nal->type) {
 525         case H264_NAL_SPS:
 526         case H264_NAL_PPS:
 527             nals_needed = i;
 528             break;
 529         case H264_NAL_DPA:
 530         case H264_NAL_IDR_SLICE:
 531         case H264_NAL_SLICE:
 532             ret = init_get_bits8(&gb, nal->data + 1, nal->size - 1);
 533             if (ret < 0) {
 534                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid zero-sized VCL NAL unit\n");
 535                 if (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
 536                     return ret;
 537
 538                 break;
 539             }
 540             if (!get_ue_golomb_long(&gb) ||  // first_mb_in_slice
 541                 !first_slice ||
 542                 first_slice != nal->type)
 543                 nals_needed = i;
 544             if (!first_slice)
 545                 first_slice = nal->type;
 546         }
 547     }
 548
 549     return nals_needed;
 550 }
 551
 552 static void debug_green_metadata(const H264SEIGreenMetaData *gm, void *logctx)
 553 {
 554     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Green Metadata Info SEI message\n");
 555     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_type: %d\n", gm->green_metadata_type);
 556
 557     if (gm->green_metadata_type == 0) {
 558         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_period_type: %d\n", gm->period_type);
 559
 560         if (gm->period_type == 2)
 561             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_num_seconds: %d\n", gm->num_seconds);
 562         else if (gm->period_type == 3)
 563             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_num_pictures: %d\n", gm->num_pictures);
 564
 565         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  SEI GREEN Complexity Metrics: %f %f %f %f\n",
 566                (float)gm->percent_non_zero_macroblocks/255,
 567                (float)gm->percent_intra_coded_macroblocks/255,
 568                (float)gm->percent_six_tap_filtering/255,
 569                (float)gm->percent_alpha_point_deblocking_instance/255);
 570
 571     } else if (gm->green_metadata_type == 1) {
 572         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  xsd_metric_type: %d\n", gm->xsd_metric_type);
 573
 574         if (gm->xsd_metric_type == 0)
 575             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  xsd_metric_value: %f\n",
 576                    (float)gm->xsd_metric_value/100);
 577     }
 578 }
 579
 580 static int decode_nal_units(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size)
 581 {
 582     AVCodecContext *const avctx = h->avctx;
 583     int nals_needed = 0; ///< number of NALs that need decoding before the next frame thread starts
 584     int idr_cleared=0;
 585     int i, ret = 0;
 586
 587     h->has_slice = 0;
 588     h->nal_unit_type= 0;
 589
 590     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)) {
 591         h->current_slice = 0;
 592         if (!h->first_field) {
 593             h->cur_pic_ptr = NULL;
 594             ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 595         }
 596     }
 597
 598     if (h->nal_length_size == 4) {
 599         if (buf_size > 8 && AV_RB32(buf) == 1 && AV_RB32(buf+5) > (unsigned)buf_size) {
 600             h->is_avc = 0;
 601         }else if(buf_size > 3 && AV_RB32(buf) > 1 && AV_RB32(buf) <= (unsigned)buf_size)
 602             h->is_avc = 1;
 603     }
 604
 605     ret = ff_h2645_packet_split(&h->pkt, buf, buf_size, avctx, h->is_avc, h->nal_length_size,
 606                                 avctx->codec_id, avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_FAST, 0);
 607     if (ret < 0) {
 608         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 609                "Error splitting the input into NAL units.\n");
 610         return ret;
 611     }
 612
 613     if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
 614         nals_needed = get_last_needed_nal(h);
 615     if (nals_needed < 0)
 616         return nals_needed;
 617
 618     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
 619         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
 620         int max_slice_ctx, err;
 621
 622         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF &&
 623             nal->ref_idc == 0 && nal->type != H264_NAL_SEI)
 624             continue;
 625
 626         // FIXME these should stop being context-global variables
 627         h->nal_ref_idc   = nal->ref_idc;
 628         h->nal_unit_type = nal->type;
 629
 630         err = 0;
 631         switch (nal->type) {
 632         case H264_NAL_IDR_SLICE:
 633             if ((nal->data[1] & 0xFC) == 0x98) {
 634                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid inter IDR frame\n");
 635                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 636                 ret = -1;
 637                 goto end;
 638             }
 639             if(!idr_cleared) {
 640                 idr(h); // FIXME ensure we don't lose some frames if there is reordering
 641             }
 642             idr_cleared = 1;
 643             h->has_recovery_point = 1;
 644         case H264_NAL_SLICE:
 645             h->has_slice = 1;
 646
 647             if ((err = ff_h264_queue_decode_slice(h, nal))) {
 648                 H264SliceContext *sl = h->slice_ctx + h->nb_slice_ctx_queued;
 649                 sl->ref_count[0] = sl->ref_count[1] = 0;
 650                 break;
 651             }
 652
 653             if (h->current_slice == 1) {
 654                 if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME &&
 655                     i >= nals_needed && !h->setup_finished && h->cur_pic_ptr) {
 656                     ff_thread_finish_setup(avctx);
 657                     h->setup_finished = 1;
 658                 }
 659
 660                 if (h->avctx->hwaccel &&
 661                     (ret = h->avctx->hwaccel->start_frame(h->avctx, buf, buf_size)) < 0)
 662                     goto end;
 663             }
 664
 665             max_slice_ctx = avctx->hwaccel ? 1 : h->nb_slice_ctx;
 666             if (h->nb_slice_ctx_queued == max_slice_ctx) {
 667                 if (h->avctx->hwaccel) {
 668                     ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx, nal->raw_data, nal->raw_size);
 669                     h->nb_slice_ctx_queued = 0;
 670                 } else
 671                     ret = ff_h264_execute_decode_slices(h);
 672                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 673                     goto end;
 674             }
 675             break;
 676         case H264_NAL_DPA:
 677         case H264_NAL_DPB:
 678         case H264_NAL_DPC:
 679             avpriv_request_sample(avctx, "data partitioning");
 680             break;
 681         case H264_NAL_SEI:
 682             ret = ff_h264_sei_decode(&h->sei, &nal->gb, &h->ps, avctx);
 683             h->has_recovery_point = h->has_recovery_point || h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt != -1;
 684             if (avctx->debug & FF_DEBUG_GREEN_MD)
 685                 debug_green_metadata(&h->sei.green_metadata, h->avctx);
 686             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 687                 goto end;
 688             break;
 689         case H264_NAL_SPS: {
 690             GetBitContext tmp_gb = nal->gb;
 691             if (avctx->hwaccel && avctx->hwaccel->decode_params) {
 692                 ret = avctx->hwaccel->decode_params(avctx,
 693                                                     nal->type,
 694                                                     nal->raw_data,
 695                                                     nal->raw_size);
 696                 if (ret < 0)
 697                     goto end;
 698             }
 699             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
 700                 break;
 701             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG,
 702                    "SPS decoding failure, trying again with the complete NAL\n");
 703             init_get_bits8(&tmp_gb, nal->raw_data + 1, nal->raw_size - 1);
 704             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
 705                 break;
 706             ff_h264_decode_seq_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps, 1);
 707             break;
 708         }
 709         case H264_NAL_PPS:
 710             if (avctx->hwaccel && avctx->hwaccel->decode_params) {
 711                 ret = avctx->hwaccel->decode_params(avctx,
 712                                                     nal->type,
 713                                                     nal->raw_data,
 714                                                     nal->raw_size);
 715                 if (ret < 0)
 716                     goto end;
 717             }
 718             ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps,
 719                                                        nal->size_bits);
 720             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 721                 goto end;
 722             break;
 723         case H264_NAL_AUD:
 724         case H264_NAL_END_SEQUENCE:
 725         case H264_NAL_END_STREAM:
 726         case H264_NAL_FILLER_DATA:
 727         case H264_NAL_SPS_EXT:
 728         case H264_NAL_AUXILIARY_SLICE:
 729             break;
 730         default:
 731             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Unknown NAL code: %d (%d bits)\n",
 732                    nal->type, nal->size_bits);
 733         }
 734
 735         if (err < 0) {
 736             av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode_slice_header error\n");
 737         }
 738     }
 739
 740     ret = ff_h264_execute_decode_slices(h);
 741     if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 742         goto end;
 743
 744     // set decode_error_flags to allow users to detect concealed decoding errors
 745     if ((ret < 0 || h->slice_ctx->er.error_occurred) && h->cur_pic_ptr) {
 746         h->cur_pic_ptr->f->decode_error_flags |= FF_DECODE_ERROR_DECODE_SLICES;
 747     }
 748
 749     ret = 0;
 750 end:
 751
 752 #if CONFIG_ERROR_RESILIENCE
 753     /*
 754      * FIXME: Error handling code does not seem to support interlaced
 755      * when slices span multiple rows
 756      * The ff_er_add_slice calls don't work right for bottom
 757      * fields; they cause massive erroneous error concealing
 758      * Error marking covers both fields (top and bottom).
 759      * This causes a mismatched s->error_count
 760      * and a bad error table. Further, the error count goes to
 761      * INT_MAX when called for bottom field, because mb_y is
 762      * past end by one (callers fault) and resync_mb_y != 0
 763      * causes problems for the first MB line, too.
 764      */
 765     if (!FIELD_PICTURE(h) && h->current_slice && h->enable_er) {
 766
 767         H264SliceContext *sl = h->slice_ctx;
 768         int use_last_pic = h->last_pic_for_ec.f->buf[0] && !sl->ref_count[0];
 769
 770         ff_h264_set_erpic(&sl->er.cur_pic, h->cur_pic_ptr);
 771
 772         if (use_last_pic) {
 773             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, &h->last_pic_for_ec);
 774             sl->ref_list[0][0].parent = &h->last_pic_for_ec;
 775             memcpy(sl->ref_list[0][0].data, h->last_pic_for_ec.f->data, sizeof(sl->ref_list[0][0].data));
 776             memcpy(sl->ref_list[0][0].linesize, h->last_pic_for_ec.f->linesize, sizeof(sl->ref_list[0][0].linesize));
 777             sl->ref_list[0][0].reference = h->last_pic_for_ec.reference;
 778         } else if (sl->ref_count[0]) {
 779             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, sl->ref_list[0][0].parent);
 780         } else
 781             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, NULL);
 782
 783         if (sl->ref_count[1])
 784             ff_h264_set_erpic(&sl->er.next_pic, sl->ref_list[1][0].parent);
 785
 786         sl->er.ref_count = sl->ref_count[0];
 787
 788         ff_er_frame_end(&sl->er);
 789         if (use_last_pic)
 790             memset(&sl->ref_list[0][0], 0, sizeof(sl->ref_list[0][0]));
 791     }
 792 #endif /* CONFIG_ERROR_RESILIENCE */
 793     /* clean up */
 794     if (h->cur_pic_ptr && !h->droppable && h->has_slice) {
 795         ff_thread_report_progress(&h->cur_pic_ptr->tf, INT_MAX,
 796                                   h->picture_structure == PICT_BOTTOM_FIELD);
 797     }
 798
 799     return (ret < 0) ? ret : buf_size;
 800 }
 801
 802 /**
 803  * Return the number of bytes consumed for building the current frame.
 804  */
 805 static int get_consumed_bytes(int pos, int buf_size)
 806 {
 807     if (pos == 0)
 808         pos = 1;        // avoid infinite loops (I doubt that is needed but...)
 809     if (pos + 10 > buf_size)
 810         pos = buf_size; // oops ;)
 811
 812     return pos;
 813 }
 814
 815 static int output_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *srcp)
 816 {
 817     AVFrame *src = srcp->f;
 818     int ret;
 819
 820     ret = av_frame_ref(dst, src);
 821     if (ret < 0)
 822         return ret;
 823
 824     av_dict_set(&dst->metadata, "stereo_mode", ff_h264_sei_stereo_mode(&h->sei.frame_packing), 0);
 825
 826     if (srcp->sei_recovery_frame_cnt == 0)
 827         dst->key_frame = 1;
 828
 829     return 0;
 830 }
 831
 832 static int is_extra(const uint8_t *buf, int buf_size)
 833 {
 834     int cnt= buf[5]&0x1f;
 835     const uint8_t *p= buf+6;
 836     if (!cnt)
 837         return 0;
 838     while(cnt--){
 839         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
 840         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 7)
 841             return 0;
 842         p += nalsize;
 843     }
 844     cnt = *(p++);
 845     if(!cnt)
 846         return 0;
 847     while(cnt--){
 848         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
 849         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 8)
 850             return 0;
 851         p += nalsize;
 852     }
 853     return 1;
 854 }
 855
 856 static int finalize_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *out, int *got_frame)
 857 {
 858     int ret;
 859
 860     if (((h->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_OUTPUT_CORRUPT) ||
 861          (h->avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_SHOW_ALL) ||
 862          out->recovered)) {
 863
 864         if (!h->avctx->hwaccel &&
 865             (out->field_poc[0] == INT_MAX ||
 866              out->field_poc[1] == INT_MAX)
 867            ) {
 868             int p;
 869             AVFrame *f = out->f;
 870             int field = out->field_poc[0] == INT_MAX;
 871             uint8_t *dst_data[4];
 872             int linesizes[4];
 873             const uint8_t *src_data[4];
 874
 875             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Duplicating field %d to fill missing\n", field);
 876
 877             for (p = 0; p<4; p++) {
 878                 dst_data[p] = f->data[p] + (field^1)*f->linesize[p];
 879                 src_data[p] = f->data[p] +  field   *f->linesize[p];
 880                 linesizes[p] = 2*f->linesize[p];
 881             }
 882
 883             av_image_copy(dst_data, linesizes, src_data, linesizes,
 884                           f->format, f->width, f->height>>1);
 885         }
 886
 887         ret = output_frame(h, dst, out);
 888         if (ret < 0)
 889             return ret;
 890
 891         *got_frame = 1;
 892
 893         if (CONFIG_MPEGVIDEO) {
 894             ff_print_debug_info2(h->avctx, dst, NULL,
 895                                  out->mb_type,
 896                                  out->qscale_table,
 897                                  out->motion_val,
 898                                  NULL,
 899                                  h->mb_width, h->mb_height, h->mb_stride, 1);
 900         }
 901     }
 902
 903     return 0;
 904 }
 905
 906 static int send_next_delayed_frame(H264Context *h, AVFrame *dst_frame,
 907                                    int *got_frame, int buf_index)
 908 {
 909     int ret, i, out_idx;
 910     H264Picture *out = h->delayed_pic[0];
 911
 912     h->cur_pic_ptr = NULL;
 913     h->first_field = 0;
 914
 915     out_idx = 0;
 916     for (i = 1;
 917          h->delayed_pic[i] &&
 918          !h->delayed_pic[i]->f->key_frame &&
 919          !h->delayed_pic[i]->mmco_reset;
 920          i++)
 921         if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
 922             out     = h->delayed_pic[i];
 923             out_idx = i;
 924         }
 925
 926     for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
 927         h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
 928
 929     if (out) {
 930         out->reference &= ~DELAYED_PIC_REF;
 931         ret = finalize_frame(h, dst_frame, out, got_frame);
 932         if (ret < 0)
 933             return ret;
 934     }
 935
 936     return buf_index;
 937 }
 938
 939 static int h264_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 940                              int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 941 {
 942     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 943     int buf_size       = avpkt->size;
 944     H264Context *h     = avctx->priv_data;
 945     AVFrame *pict      = data;
 946     int buf_index;
 947     int ret;
 948
 949     h->flags = avctx->flags;
 950     h->setup_finished = 0;
 951     h->nb_slice_ctx_queued = 0;
 952
 953     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
 954
 955     /* end of stream, output what is still in the buffers */
 956     if (buf_size == 0)
 957         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, 0);
 958
 959     if (h->is_avc && av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, NULL)) {
 960         int side_size;
 961         uint8_t *side = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, &side_size);
 962         if (is_extra(side, side_size))
 963             ff_h264_decode_extradata(side, side_size,
 964                                      &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
 965                                      avctx->err_recognition, avctx);
 966     }
 967     if (h->is_avc && buf_size >= 9 && buf[0]==1 && buf[2]==0 && (buf[4]&0xFC)==0xFC) {
 968         if (is_extra(buf, buf_size))
 969             return ff_h264_decode_extradata(buf, buf_size,
 970                                             &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
 971                                             avctx->err_recognition, avctx);
 972     }
 973
 974     buf_index = decode_nal_units(h, buf, buf_size);
 975     if (buf_index < 0)
 976         return AVERROR_INVALIDDATA;
 977
 978     if (!h->cur_pic_ptr && h->nal_unit_type == H264_NAL_END_SEQUENCE) {
 979         av_assert0(buf_index <= buf_size);
 980         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, buf_index);
 981     }
 982
 983     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) && (!h->cur_pic_ptr || !h->has_slice)) {
 984         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF ||
 985             buf_size >= 4 && !memcmp("Q264", buf, 4))
 986             return buf_size;
 987         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "no frame!\n");
 988         return AVERROR_INVALIDDATA;
 989     }
 990
 991     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) ||
 992         (h->mb_y >= h->mb_height && h->mb_height)) {
 993         if ((ret = ff_h264_field_end(h, &h->slice_ctx[0], 0)) < 0)
 994             return ret;
 995
 996         /* Wait for second field. */
 997         if (h->next_output_pic) {
 998             ret = finalize_frame(h, pict, h->next_output_pic, got_frame);
 999             if (ret < 0)
1000                 return ret;
1001         }
1002     }
1003
1004     av_assert0(pict->buf[0] || !*got_frame);
1005
1006     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
1007
1008     return get_consumed_bytes(buf_index, buf_size);
1009 }
1010
1011 #define OFFSET(x) offsetof(H264Context, x)
1012 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
1013 static const AVOption h264_options[] = {
1014     { "is_avc", "is avc", OFFSET(is_avc), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 0}, 0, 1, 0 },
1015     { "nal_length_size", "nal_length_size", OFFSET(nal_length_size), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 4, 0 },
1016     { "enable_er", "Enable error resilience on damaged frames (unsafe)", OFFSET(enable_er), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = -1 }, -1, 1, VD },
1017     { "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 },
1018     { NULL },
1019 };
1020
1021 static const AVClass h264_class = {
1022     .class_name = "H264 Decoder",
1023     .item_name  = av_default_item_name,
1024     .option     = h264_options,
1025     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1026 };
1027
1028 AVCodec ff_h264_decoder = {
1029     .name                  = "h264",
1030     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
1031     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1032     .id                    = AV_CODEC_ID_H264,
1033     .priv_data_size        = sizeof(H264Context),
1034     .init                  = h264_decode_init,
1035     .close                 = h264_decode_end,
1036     .decode                = h264_decode_frame,
1037     .capabilities          = /*AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ AV_CODEC_CAP_DR1 |
1038                              AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS |
1039                              AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
1040     .hw_configs            = (const AVCodecHWConfigInternal*[]) {
1041 #if CONFIG_H264_DXVA2_HWACCEL
1042                                HWACCEL_DXVA2(h264),
1043 #endif
1044 #if CONFIG_H264_D3D11VA_HWACCEL
1045                                HWACCEL_D3D11VA(h264),
1046 #endif
1047 #if CONFIG_H264_D3D11VA2_HWACCEL
1048                                HWACCEL_D3D11VA2(h264),
1049 #endif
1050 #if CONFIG_H264_NVDEC_HWACCEL
1051                                HWACCEL_NVDEC(h264),
1052 #endif
1053 #if CONFIG_H264_VAAPI_HWACCEL
1054                                HWACCEL_VAAPI(h264),
1055 #endif
1056 #if CONFIG_H264_VDPAU_HWACCEL
1057                                HWACCEL_VDPAU(h264),
1058 #endif
1059 #if CONFIG_H264_VIDEOTOOLBOX_HWACCEL
1060                                HWACCEL_VIDEOTOOLBOX(h264),
1061 #endif
1062                                NULL
1063                            },
1064     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_EXPORTS_CROPPING |
1065                              FF_CODEC_CAP_ALLOCATE_PROGRESS,
1066     .flush                 = h264_decode_flush,
1067     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(ff_h264_update_thread_context),
1068     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1069     .priv_class            = &h264_class,
1070 };