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 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 / MPEG-4 part10 codec.
  25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/display.h"
  29 #include "libavutil/imgutils.h"
  30 #include "libavutil/opt.h"
  31 #include "libavutil/stereo3d.h"
  32 #include "libavutil/timer.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "bytestream.h"
  35 #include "cabac.h"
  36 #include "cabac_functions.h"
  37 #include "error_resilience.h"
  38 #include "avcodec.h"
  39 #include "h264.h"
  40 #include "h264dec.h"
  41 #include "h2645_parse.h"
  42 #include "h264data.h"
  43 #include "h264chroma.h"
  44 #include "h264_mvpred.h"
  45 #include "h264_ps.h"
  46 #include "golomb.h"
  47 #include "mathops.h"
  48 #include "me_cmp.h"
  49 #include "mpegutils.h"
  50 #include "profiles.h"
  51 #include "rectangle.h"
  52 #include "thread.h"
  53
  54 #include <assert.h>
  55
  56 const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4] = { 256, 384, 512, 768 };
  57
  58 static void h264_er_decode_mb(void *opaque, int ref, int mv_dir, int mv_type,
  59                               int (*mv)[2][4][2],
  60                               int mb_x, int mb_y, int mb_intra, int mb_skipped)
  61 {
  62     H264Context *h = opaque;
  63     H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[0];
  64
  65     sl->mb_x = mb_x;
  66     sl->mb_y = mb_y;
  67     sl->mb_xy = mb_x + mb_y * h->mb_stride;
  68     memset(sl->non_zero_count_cache, 0, sizeof(sl->non_zero_count_cache));
  69     assert(ref >= 0);
  70     /* FIXME: It is possible albeit uncommon that slice references
  71      * differ between slices. We take the easy approach and ignore
  72      * it for now. If this turns out to have any relevance in
  73      * practice then correct remapping should be added. */
  74     if (ref >= sl->ref_count[0])
  75         ref = 0;
  76     fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][4 * sl->mb_xy],
  77                    2, 2, 2, ref, 1);
  78     fill_rectangle(&sl->ref_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, ref, 1);
  79     fill_rectangle(sl->mv_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8,
  80                    pack16to32((*mv)[0][0][0], (*mv)[0][0][1]), 4);
  81     assert(!FRAME_MBAFF(h));
  82     ff_h264_hl_decode_mb(h, &h->slice_ctx[0]);
  83 }
  84
  85 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
  86                              int y, int height)
  87 {
  88     AVCodecContext *avctx = h->avctx;
  89     const AVFrame   *src  = h->cur_pic.f;
  90     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
  91     int vshift = desc->log2_chroma_h;
  92     const int field_pic = h->picture_structure != PICT_FRAME;
  93     if (field_pic) {
  94         height <<= 1;
  95         y      <<= 1;
  96     }
  97
  98     height = FFMIN(height, avctx->height - y);
  99
 100     if (field_pic && h->first_field && !(avctx->slice_flags & SLICE_FLAG_ALLOW_FIELD))
 101         return;
 102
 103     if (avctx->draw_horiz_band) {
 104         int offset[AV_NUM_DATA_POINTERS];
 105         int i;
 106
 107         offset[0] = y * src->linesize[0];
 108         offset[1] =
 109         offset[2] = (y >> vshift) * src->linesize[1];
 110         for (i = 3; i < AV_NUM_DATA_POINTERS; i++)
 111             offset[i] = 0;
 112
 113         emms_c();
 114
 115         avctx->draw_horiz_band(avctx, src, offset,
 116                                y, h->picture_structure, height);
 117     }
 118 }
 119
 120 void ff_h264_free_tables(H264Context *h)
 121 {
 122     int i;
 123
 124     av_freep(&h->intra4x4_pred_mode);
 125     av_freep(&h->chroma_pred_mode_table);
 126     av_freep(&h->cbp_table);
 127     av_freep(&h->mvd_table[0]);
 128     av_freep(&h->mvd_table[1]);
 129     av_freep(&h->direct_table);
 130     av_freep(&h->non_zero_count);
 131     av_freep(&h->slice_table_base);
 132     h->slice_table = NULL;
 133     av_freep(&h->list_counts);
 134
 135     av_freep(&h->mb2b_xy);
 136     av_freep(&h->mb2br_xy);
 137
 138     av_buffer_pool_uninit(&h->qscale_table_pool);
 139     av_buffer_pool_uninit(&h->mb_type_pool);
 140     av_buffer_pool_uninit(&h->motion_val_pool);
 141     av_buffer_pool_uninit(&h->ref_index_pool);
 142
 143     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++) {
 144         H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[i];
 145
 146         av_freep(&sl->dc_val_base);
 147         av_freep(&sl->er.mb_index2xy);
 148         av_freep(&sl->er.error_status_table);
 149         av_freep(&sl->er.er_temp_buffer);
 150
 151         av_freep(&sl->bipred_scratchpad);
 152         av_freep(&sl->edge_emu_buffer);
 153         av_freep(&sl->top_borders[0]);
 154         av_freep(&sl->top_borders[1]);
 155
 156         sl->bipred_scratchpad_allocated = 0;
 157         sl->edge_emu_buffer_allocated   = 0;
 158         sl->top_borders_allocated[0]    = 0;
 159         sl->top_borders_allocated[1]    = 0;
 160     }
 161 }
 162
 163 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h)
 164 {
 165     const int big_mb_num = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
 166     const int row_mb_num = h->mb_stride * 2 * h->nb_slice_ctx;
 167     int x, y;
 168
 169     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->intra4x4_pred_mode,
 170                       row_mb_num * 8 * sizeof(uint8_t), fail)
 171     h->slice_ctx[0].intra4x4_pred_mode = h->intra4x4_pred_mode;
 172
 173     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->non_zero_count,
 174                       big_mb_num * 48 * sizeof(uint8_t), fail)
 175     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->slice_table_base,
 176                       (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base), fail)
 177     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->cbp_table,
 178                       big_mb_num * sizeof(uint16_t), fail)
 179     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->chroma_pred_mode_table,
 180                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
 181     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[0],
 182                       16 * row_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
 183     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[1],
 184                       16 * row_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
 185     h->slice_ctx[0].mvd_table[0] = h->mvd_table[0];
 186     h->slice_ctx[0].mvd_table[1] = h->mvd_table[1];
 187
 188     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->direct_table,
 189                       4 * big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
 190     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->list_counts,
 191                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
 192
 193     memset(h->slice_table_base, -1,
 194            (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base));
 195     h->slice_table = h->slice_table_base + h->mb_stride * 2 + 1;
 196
 197     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2b_xy,
 198                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
 199     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2br_xy,
 200                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
 201     for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
 202         for (x = 0; x < h->mb_width; x++) {
 203             const int mb_xy = x + y * h->mb_stride;
 204             const int b_xy  = 4 * x + 4 * y * h->b_stride;
 205
 206             h->mb2b_xy[mb_xy]  = b_xy;
 207             h->mb2br_xy[mb_xy] = 8 * (FMO ? mb_xy : (mb_xy % (2 * h->mb_stride)));
 208         }
 209
 210     return 0;
 211
 212 fail:
 213     ff_h264_free_tables(h);
 214     return AVERROR(ENOMEM);
 215 }
 216
 217 /**
 218  * Init context
 219  * Allocate buffers which are not shared amongst multiple threads.
 220  */
 221 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl)
 222 {
 223     ERContext *er = &sl->er;
 224     int mb_array_size = h->mb_height * h->mb_stride;
 225     int y_size  = (2 * h->mb_width + 1) * (2 * h->mb_height + 1);
 226     int c_size  = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
 227     int yc_size = y_size + 2   * c_size;
 228     int x, y, i;
 229
 230     sl->ref_cache[0][scan8[5]  + 1] =
 231     sl->ref_cache[0][scan8[7]  + 1] =
 232     sl->ref_cache[0][scan8[13] + 1] =
 233     sl->ref_cache[1][scan8[5]  + 1] =
 234     sl->ref_cache[1][scan8[7]  + 1] =
 235     sl->ref_cache[1][scan8[13] + 1] = PART_NOT_AVAILABLE;
 236
 237     if (CONFIG_ERROR_RESILIENCE) {
 238         /* init ER */
 239         er->avctx          = h->avctx;
 240         er->decode_mb      = h264_er_decode_mb;
 241         er->opaque         = h;
 242         er->quarter_sample = 1;
 243
 244         er->mb_num      = h->mb_num;
 245         er->mb_width    = h->mb_width;
 246         er->mb_height   = h->mb_height;
 247         er->mb_stride   = h->mb_stride;
 248         er->b8_stride   = h->mb_width * 2 + 1;
 249
 250         // error resilience code looks cleaner with this
 251         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->mb_index2xy,
 252                           (h->mb_num + 1) * sizeof(int), fail);
 253
 254         for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
 255             for (x = 0; x < h->mb_width; x++)
 256                 er->mb_index2xy[x + y * h->mb_width] = x + y * h->mb_stride;
 257
 258         er->mb_index2xy[h->mb_height * h->mb_width] = (h->mb_height - 1) *
 259                                                       h->mb_stride + h->mb_width;
 260
 261         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->error_status_table,
 262                           mb_array_size * sizeof(uint8_t), fail);
 263
 264         FF_ALLOC_OR_GOTO(h->avctx, er->er_temp_buffer,
 265                          h->mb_height * h->mb_stride, fail);
 266
 267         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, sl->dc_val_base,
 268                           yc_size * sizeof(int16_t), fail);
 269         er->dc_val[0] = sl->dc_val_base + h->mb_width * 2 + 2;
 270         er->dc_val[1] = sl->dc_val_base + y_size + h->mb_stride + 1;
 271         er->dc_val[2] = er->dc_val[1] + c_size;
 272         for (i = 0; i < yc_size; i++)
 273             sl->dc_val_base[i] = 1024;
 274     }
 275
 276     return 0;
 277
 278 fail:
 279     return AVERROR(ENOMEM); // ff_h264_free_tables will clean up for us
 280 }
 281
 282 static int h264_init_context(AVCodecContext *avctx, H264Context *h)
 283 {
 284     int i;
 285
 286     h->avctx                 = avctx;
 287
 288     h->picture_structure     = PICT_FRAME;
 289     h->workaround_bugs       = avctx->workaround_bugs;
 290     h->flags                 = avctx->flags;
 291     h->poc.prev_poc_msb      = 1 << 16;
 292     h->recovery_frame        = -1;
 293     h->frame_recovered       = 0;
 294
 295     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 296     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
 297         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
 298
 299     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 300
 301     avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
 302
 303     h->nb_slice_ctx = (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE) ? avctx->thread_count : 1;
 304     h->slice_ctx = av_mallocz_array(h->nb_slice_ctx, sizeof(*h->slice_ctx));
 305     if (!h->slice_ctx) {
 306         h->nb_slice_ctx = 0;
 307         return AVERROR(ENOMEM);
 308     }
 309
 310     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 311         h->DPB[i].f = av_frame_alloc();
 312         if (!h->DPB[i].f)
 313             return AVERROR(ENOMEM);
 314     }
 315
 316     h->cur_pic.f = av_frame_alloc();
 317     if (!h->cur_pic.f)
 318         return AVERROR(ENOMEM);
 319
 320     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++)
 321         h->slice_ctx[i].h264 = h;
 322
 323     return 0;
 324 }
 325
 326 static av_cold int h264_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 327 {
 328     H264Context *h = avctx->priv_data;
 329     int i;
 330
 331     ff_h264_free_tables(h);
 332
 333     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 334         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
 335         av_frame_free(&h->DPB[i].f);
 336     }
 337
 338     h->cur_pic_ptr = NULL;
 339
 340     av_freep(&h->slice_ctx);
 341     h->nb_slice_ctx = 0;
 342
 343     for (i = 0; i < MAX_SPS_COUNT; i++)
 344         av_buffer_unref(&h->ps.sps_list[i]);
 345
 346     for (i = 0; i < MAX_PPS_COUNT; i++)
 347         av_buffer_unref(&h->ps.pps_list[i]);
 348
 349     ff_h2645_packet_uninit(&h->pkt);
 350
 351     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
 352     av_frame_free(&h->cur_pic.f);
 353
 354     return 0;
 355 }
 356
 357 static AVOnce h264_vlc_init = AV_ONCE_INIT;
 358
 359 av_cold int ff_h264_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 360 {
 361     H264Context *h = avctx->priv_data;
 362     int ret;
 363
 364     ret = h264_init_context(avctx, h);
 365     if (ret < 0)
 366         return ret;
 367
 368     ret = ff_thread_once(&h264_vlc_init, ff_h264_decode_init_vlc);
 369     if (ret != 0) {
 370         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "pthread_once has failed.");
 371         return AVERROR_UNKNOWN;
 372     }
 373
 374     if (avctx->ticks_per_frame == 1)
 375         h->avctx->framerate.num *= 2;
 376     avctx->ticks_per_frame = 2;
 377
 378     if (avctx->extradata_size > 0 && avctx->extradata) {
 379        ret = ff_h264_decode_extradata(avctx->extradata, avctx->extradata_size,
 380                                       &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
 381                                       avctx->err_recognition, avctx);
 382        if (ret < 0) {
 383            h264_decode_end(avctx);
 384            return ret;
 385        }
 386     }
 387
 388     if (h->ps.sps && h->ps.sps->bitstream_restriction_flag &&
 389         h->avctx->has_b_frames < h->ps.sps->num_reorder_frames) {
 390         h->avctx->has_b_frames = h->ps.sps->num_reorder_frames;
 391     }
 392
 393     avctx->internal->allocate_progress = 1;
 394
 395     if (h->enable_er) {
 396         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 397                "Error resilience is enabled. It is unsafe and unsupported and may crash. "
 398                "Use it at your own risk\n");
 399     }
 400
 401     return 0;
 402 }
 403
 404 static int decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
 405 {
 406     H264Context *h = avctx->priv_data;
 407     int ret;
 408
 409     if (!avctx->internal->is_copy)
 410         return 0;
 411
 412     memset(h, 0, sizeof(*h));
 413
 414     ret = h264_init_context(avctx, h);
 415     if (ret < 0)
 416         return ret;
 417
 418     h->context_initialized = 0;
 419
 420     return 0;
 421 }
 422
 423 /**
 424  * Run setup operations that must be run after slice header decoding.
 425  * This includes finding the next displayed frame.
 426  *
 427  * @param h h264 master context
 428  * @param setup_finished enough NALs have been read that we can call
 429  * ff_thread_finish_setup()
 430  */
 431 static void decode_postinit(H264Context *h, int setup_finished)
 432 {
 433     const SPS *sps = h->ps.sps;
 434     H264Picture *out = h->cur_pic_ptr;
 435     H264Picture *cur = h->cur_pic_ptr;
 436     int i, pics, out_of_order, out_idx;
 437     int invalid = 0, cnt = 0;
 438
 439     if (h->next_output_pic)
 440         return;
 441
 442     if (cur->field_poc[0] == INT_MAX || cur->field_poc[1] == INT_MAX) {
 443         /* FIXME: if we have two PAFF fields in one packet, we can't start
 444          * the next thread here. If we have one field per packet, we can.
 445          * The check in decode_nal_units() is not good enough to find this
 446          * yet, so we assume the worst for now. */
 447         // if (setup_finished)
 448         //    ff_thread_finish_setup(h->avctx);
 449         return;
 450     }
 451
 452     // FIXME do something with unavailable reference frames
 453
 454     /* Sort B-frames into display order */
 455     if (sps->bitstream_restriction_flag ||
 456         h->avctx->strict_std_compliance >= FF_COMPLIANCE_NORMAL) {
 457         h->avctx->has_b_frames = FFMAX(h->avctx->has_b_frames, sps->num_reorder_frames);
 458     }
 459
 460     pics = 0;
 461     while (h->delayed_pic[pics])
 462         pics++;
 463
 464     assert(pics <= MAX_DELAYED_PIC_COUNT);
 465
 466     h->delayed_pic[pics++] = cur;
 467     if (cur->reference == 0)
 468         cur->reference = DELAYED_PIC_REF;
 469
 470     /* Frame reordering. This code takes pictures from coding order and sorts
 471      * them by their incremental POC value into display order. It supports POC
 472      * gaps, MMCO reset codes and random resets.
 473      * A "display group" can start either with a IDR frame (f.key_frame = 1),
 474      * and/or can be closed down with a MMCO reset code. In sequences where
 475      * there is no delay, we can't detect that (since the frame was already
 476      * output to the user), so we also set h->mmco_reset to detect the MMCO
 477      * reset code.
 478      * FIXME: if we detect insufficient delays (as per h->avctx->has_b_frames),
 479      * we increase the delay between input and output. All frames affected by
 480      * the lag (e.g. those that should have been output before another frame
 481      * that we already returned to the user) will be dropped. This is a bug
 482      * that we will fix later. */
 483     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++) {
 484         cnt     += out->poc < h->last_pocs[i];
 485         invalid += out->poc == INT_MIN;
 486     }
 487     if (!h->mmco_reset && !cur->f->key_frame &&
 488         cnt + invalid == MAX_DELAYED_PIC_COUNT && cnt > 0) {
 489         h->mmco_reset = 2;
 490         if (pics > 1)
 491             h->delayed_pic[pics - 2]->mmco_reset = 2;
 492     }
 493     if (h->mmco_reset || cur->f->key_frame) {
 494         for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
 495             h->last_pocs[i] = INT_MIN;
 496         cnt     = 0;
 497         invalid = MAX_DELAYED_PIC_COUNT;
 498     }
 499     out     = h->delayed_pic[0];
 500     out_idx = 0;
 501     for (i = 1; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT &&
 502                 h->delayed_pic[i] &&
 503                 !h->delayed_pic[i - 1]->mmco_reset &&
 504                 !h->delayed_pic[i]->f->key_frame;
 505          i++)
 506         if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
 507             out     = h->delayed_pic[i];
 508             out_idx = i;
 509         }
 510     if (h->avctx->has_b_frames == 0 &&
 511         (h->delayed_pic[0]->f->key_frame || h->mmco_reset))
 512         h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 513     out_of_order = !out->f->key_frame && !h->mmco_reset &&
 514                    (out->poc < h->next_outputed_poc);
 515
 516     if (sps->bitstream_restriction_flag &&
 517         h->avctx->has_b_frames >= sps->num_reorder_frames) {
 518     } else if (out_of_order && pics - 1 == h->avctx->has_b_frames &&
 519                h->avctx->has_b_frames < MAX_DELAYED_PIC_COUNT) {
 520         if (invalid + cnt < MAX_DELAYED_PIC_COUNT) {
 521             h->avctx->has_b_frames = FFMAX(h->avctx->has_b_frames, cnt);
 522         }
 523     } else if (!h->avctx->has_b_frames &&
 524                ((h->next_outputed_poc != INT_MIN &&
 525                  out->poc > h->next_outputed_poc + 2) ||
 526                 cur->f->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B)) {
 527         h->avctx->has_b_frames++;
 528     }
 529
 530     if (pics > h->avctx->has_b_frames) {
 531         out->reference &= ~DELAYED_PIC_REF;
 532         for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
 533             h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
 534     }
 535     memmove(h->last_pocs, &h->last_pocs[1],
 536             sizeof(*h->last_pocs) * (MAX_DELAYED_PIC_COUNT - 1));
 537     h->last_pocs[MAX_DELAYED_PIC_COUNT - 1] = cur->poc;
 538     if (!out_of_order && pics > h->avctx->has_b_frames) {
 539         h->next_output_pic = out;
 540         if (out->mmco_reset) {
 541             if (out_idx > 0) {
 542                 h->next_outputed_poc                    = out->poc;
 543                 h->delayed_pic[out_idx - 1]->mmco_reset = out->mmco_reset;
 544             } else {
 545                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 546             }
 547         } else {
 548             if (out_idx == 0 && pics > 1 && h->delayed_pic[0]->f->key_frame) {
 549                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 550             } else {
 551                 h->next_outputed_poc = out->poc;
 552             }
 553         }
 554         h->mmco_reset = 0;
 555     } else {
 556         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "no picture\n");
 557     }
 558
 559     if (h->next_output_pic) {
 560         if (h->next_output_pic->recovered) {
 561             // We have reached an recovery point and all frames after it in
 562             // display order are "recovered".
 563             h->frame_recovered |= FRAME_RECOVERED_SEI;
 564         }
 565         h->next_output_pic->recovered |= !!(h->frame_recovered & FRAME_RECOVERED_SEI);
 566     }
 567
 568     if (setup_finished && !h->avctx->hwaccel) {
 569         ff_thread_finish_setup(h->avctx);
 570
 571         if (h->avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
 572             h->setup_finished = 1;
 573     }
 574 }
 575
 576 /**
 577  * instantaneous decoder refresh.
 578  */
 579 static void idr(H264Context *h)
 580 {
 581     ff_h264_remove_all_refs(h);
 582     h->poc.prev_frame_num        =
 583     h->poc.prev_frame_num_offset =
 584     h->poc.prev_poc_msb          =
 585     h->poc.prev_poc_lsb          = 0;
 586 }
 587
 588 /* forget old pics after a seek */
 589 void ff_h264_flush_change(H264Context *h)
 590 {
 591     int i;
 592     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
 593         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
 594     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 595     h->prev_interlaced_frame = 1;
 596     idr(h);
 597     if (h->cur_pic_ptr)
 598         h->cur_pic_ptr->reference = 0;
 599     h->first_field = 0;
 600     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 601     h->recovery_frame = -1;
 602     h->frame_recovered = 0;
 603 }
 604
 605 /* forget old pics after a seek */
 606 static void flush_dpb(AVCodecContext *avctx)
 607 {
 608     H264Context *h = avctx->priv_data;
 609     int i;
 610
 611     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
 612
 613     ff_h264_flush_change(h);
 614
 615     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++)
 616         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
 617     h->cur_pic_ptr = NULL;
 618     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
 619
 620     h->mb_y = 0;
 621
 622     ff_h264_free_tables(h);
 623     h->context_initialized = 0;
 624 }
 625
 626 static int get_last_needed_nal(H264Context *h)
 627 {
 628     int nals_needed = 0;
 629     int i;
 630
 631     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
 632         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
 633         GetBitContext gb;
 634
 635         /* packets can sometimes contain multiple PPS/SPS,
 636          * e.g. two PAFF field pictures in one packet, or a demuxer
 637          * which splits NALs strangely if so, when frame threading we
 638          * can't start the next thread until we've read all of them */
 639         switch (nal->type) {
 640         case H264_NAL_SPS:
 641         case H264_NAL_PPS:
 642             nals_needed = i;
 643             break;
 644         case H264_NAL_DPA:
 645         case H264_NAL_IDR_SLICE:
 646         case H264_NAL_SLICE:
 647             init_get_bits(&gb, nal->data + 1, (nal->size - 1) * 8);
 648             if (!get_ue_golomb(&gb))
 649                 nals_needed = i;
 650         }
 651     }
 652
 653     return nals_needed;
 654 }
 655
 656 static int decode_nal_units(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size)
 657 {
 658     AVCodecContext *const avctx = h->avctx;
 659     unsigned context_count = 0;
 660     int nals_needed = 0; ///< number of NALs that need decoding before the next frame thread starts
 661     int i, ret = 0;
 662
 663     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)) {
 664         h->current_slice = 0;
 665         if (!h->first_field)
 666             h->cur_pic_ptr = NULL;
 667         ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 668     }
 669
 670     ret = ff_h2645_packet_split(&h->pkt, buf, buf_size, avctx, h->is_avc,
 671                                 h->nal_length_size, avctx->codec_id);
 672     if (ret < 0) {
 673         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 674                "Error splitting the input into NAL units.\n");
 675         return ret;
 676     }
 677
 678     if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
 679         nals_needed = get_last_needed_nal(h);
 680
 681     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
 682         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
 683         H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[context_count];
 684         int err;
 685
 686         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF &&
 687             nal->ref_idc == 0 && nal->type != H264_NAL_SEI)
 688             continue;
 689
 690         // FIXME these should stop being context-global variables
 691         h->nal_ref_idc   = nal->ref_idc;
 692         h->nal_unit_type = nal->type;
 693
 694         err = 0;
 695         switch (nal->type) {
 696         case H264_NAL_IDR_SLICE:
 697             idr(h); // FIXME ensure we don't lose some frames if there is reordering
 698         case H264_NAL_SLICE:
 699             sl->gb = nal->gb;
 700
 701             if ((err = ff_h264_decode_slice_header(h, sl, nal)))
 702                 break;
 703
 704             if (h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt >= 0 && h->recovery_frame < 0) {
 705                 h->recovery_frame = (h->poc.frame_num + h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt) &
 706                                     ((1 << h->ps.sps->log2_max_frame_num) - 1);
 707             }
 708
 709             h->cur_pic_ptr->f->key_frame |=
 710                 (nal->type == H264_NAL_IDR_SLICE) || (h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt >= 0);
 711
 712             if (nal->type == H264_NAL_IDR_SLICE || h->recovery_frame == h->poc.frame_num) {
 713                 h->recovery_frame         = -1;
 714                 h->cur_pic_ptr->recovered = 1;
 715             }
 716             // If we have an IDR, all frames after it in decoded order are
 717             // "recovered".
 718             if (nal->type == H264_NAL_IDR_SLICE)
 719                 h->frame_recovered |= FRAME_RECOVERED_IDR;
 720             h->cur_pic_ptr->recovered |= !!(h->frame_recovered & FRAME_RECOVERED_IDR);
 721
 722             if (h->current_slice == 1) {
 723                 if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS))
 724                     decode_postinit(h, i >= nals_needed);
 725             }
 726
 727             if (sl->redundant_pic_count == 0 &&
 728                 (avctx->skip_frame < AVDISCARD_NONREF || nal->ref_idc) &&
 729                 (avctx->skip_frame < AVDISCARD_BIDIR  ||
 730                  sl->slice_type_nos != AV_PICTURE_TYPE_B) &&
 731                 (avctx->skip_frame < AVDISCARD_NONKEY ||
 732                  h->cur_pic_ptr->f->key_frame) &&
 733                 avctx->skip_frame < AVDISCARD_ALL) {
 734                 if (avctx->hwaccel) {
 735                     ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx, nal->raw_data, nal->raw_size);
 736                     if (ret < 0)
 737                         return ret;
 738                 } else
 739                     context_count++;
 740             }
 741             break;
 742         case H264_NAL_DPA:
 743         case H264_NAL_DPB:
 744         case H264_NAL_DPC:
 745             avpriv_request_sample(avctx, "data partitioning");
 746             ret = AVERROR(ENOSYS);
 747             goto end;
 748             break;
 749         case H264_NAL_SEI:
 750             ret = ff_h264_sei_decode(&h->sei, &nal->gb, &h->ps, avctx);
 751             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 752                 goto end;
 753             break;
 754         case H264_NAL_SPS:
 755             ret = ff_h264_decode_seq_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps);
 756             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 757                 goto end;
 758             break;
 759         case H264_NAL_PPS:
 760             ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps,
 761                                                        nal->size_bits);
 762             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 763                 goto end;
 764             break;
 765         case H264_NAL_AUD:
 766         case H264_NAL_END_SEQUENCE:
 767         case H264_NAL_END_STREAM:
 768         case H264_NAL_FILLER_DATA:
 769         case H264_NAL_SPS_EXT:
 770         case H264_NAL_AUXILIARY_SLICE:
 771             break;
 772         default:
 773             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Unknown NAL code: %d (%d bits)\n",
 774                    nal->type, nal->size_bits);
 775         }
 776
 777         if (context_count == h->nb_slice_ctx) {
 778             ret = ff_h264_execute_decode_slices(h, context_count);
 779             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 780                 goto end;
 781             context_count = 0;
 782         }
 783
 784         if (err < 0) {
 785             av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode_slice_header error\n");
 786             sl->ref_count[0] = sl->ref_count[1] = sl->list_count = 0;
 787         }
 788     }
 789     if (context_count) {
 790         ret = ff_h264_execute_decode_slices(h, context_count);
 791         if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 792             goto end;
 793     }
 794
 795     ret = 0;
 796 end:
 797     /* clean up */
 798     if (h->cur_pic_ptr && !h->droppable) {
 799         ff_thread_report_progress(&h->cur_pic_ptr->tf, INT_MAX,
 800                                   h->picture_structure == PICT_BOTTOM_FIELD);
 801     }
 802
 803     return (ret < 0) ? ret : buf_size;
 804 }
 805
 806 /**
 807  * Return the number of bytes consumed for building the current frame.
 808  */
 809 static int get_consumed_bytes(int pos, int buf_size)
 810 {
 811     if (pos == 0)
 812         pos = 1;        // avoid infinite loops (I doubt that is needed but...)
 813     if (pos + 10 > buf_size)
 814         pos = buf_size; // oops ;)
 815
 816     return pos;
 817 }
 818
 819 static int output_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, AVFrame *src)
 820 {
 821     int i;
 822     int ret = av_frame_ref(dst, src);
 823     if (ret < 0)
 824         return ret;
 825
 826     if (!h->ps.sps || !h->ps.sps->crop)
 827         return 0;
 828
 829     for (i = 0; i < 3; i++) {
 830         int hshift = (i > 0) ? h->chroma_x_shift : 0;
 831         int vshift = (i > 0) ? h->chroma_y_shift : 0;
 832         int off    = ((h->ps.sps->crop_left >> hshift) << h->pixel_shift) +
 833                      (h->ps.sps->crop_top >> vshift) * dst->linesize[i];
 834         dst->data[i] += off;
 835     }
 836     return 0;
 837 }
 838
 839 static int h264_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 840                              int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 841 {
 842     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 843     int buf_size       = avpkt->size;
 844     H264Context *h     = avctx->priv_data;
 845     AVFrame *pict      = data;
 846     int buf_index      = 0;
 847     int ret;
 848     const uint8_t *new_extradata;
 849     int new_extradata_size;
 850
 851     h->flags = avctx->flags;
 852     h->setup_finished = 0;
 853
 854     /* end of stream, output what is still in the buffers */
 855 out:
 856     if (buf_size == 0) {
 857         H264Picture *out;
 858         int i, out_idx;
 859
 860         h->cur_pic_ptr = NULL;
 861
 862         // FIXME factorize this with the output code below
 863         out     = h->delayed_pic[0];
 864         out_idx = 0;
 865         for (i = 1;
 866              h->delayed_pic[i] &&
 867              !h->delayed_pic[i]->f->key_frame &&
 868              !h->delayed_pic[i]->mmco_reset;
 869              i++)
 870             if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
 871                 out     = h->delayed_pic[i];
 872                 out_idx = i;
 873             }
 874
 875         for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
 876             h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
 877
 878         if (out) {
 879             ret = output_frame(h, pict, out->f);
 880             if (ret < 0)
 881                 return ret;
 882             *got_frame = 1;
 883         }
 884
 885         return buf_index;
 886     }
 887
 888     new_extradata_size = 0;
 889     new_extradata = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA,
 890                                             &new_extradata_size);
 891     if (new_extradata_size > 0 && new_extradata) {
 892         ret = ff_h264_decode_extradata(new_extradata, new_extradata_size,
 893                                        &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
 894                                        avctx->err_recognition, avctx);
 895         if (ret < 0)
 896             return ret;
 897     }
 898
 899     buf_index = decode_nal_units(h, buf, buf_size);
 900     if (buf_index < 0)
 901         return AVERROR_INVALIDDATA;
 902
 903     if (!h->cur_pic_ptr && h->nal_unit_type == H264_NAL_END_SEQUENCE) {
 904         buf_size = 0;
 905         goto out;
 906     }
 907
 908     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) && !h->cur_pic_ptr) {
 909         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF)
 910             return 0;
 911         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "no frame!\n");
 912         return AVERROR_INVALIDDATA;
 913     }
 914
 915     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) ||
 916         (h->mb_y >= h->mb_height && h->mb_height)) {
 917         if (avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)
 918             decode_postinit(h, 1);
 919
 920         ff_h264_field_end(h, &h->slice_ctx[0], 0);
 921
 922         *got_frame = 0;
 923         if (h->next_output_pic && ((avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_OUTPUT_CORRUPT) ||
 924                                    h->next_output_pic->recovered)) {
 925             if (!h->next_output_pic->recovered)
 926                 h->next_output_pic->f->flags |= AV_FRAME_FLAG_CORRUPT;
 927
 928             ret = output_frame(h, pict, h->next_output_pic->f);
 929             if (ret < 0)
 930                 return ret;
 931             *got_frame = 1;
 932         }
 933     }
 934
 935     assert(pict->buf[0] || !*got_frame);
 936
 937     return get_consumed_bytes(buf_index, buf_size);
 938 }
 939
 940 #define OFFSET(x) offsetof(H264Context, x)
 941 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
 942 static const AVOption h264_options[] = {
 943     { "enable_er", "Enable error resilience on damaged frames (unsafe)", OFFSET(enable_er), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, VD },
 944     { NULL },
 945 };
 946
 947 static const AVClass h264_class = {
 948     .class_name = "h264",
 949     .item_name  = av_default_item_name,
 950     .option     = h264_options,
 951     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 952 };
 953
 954 AVCodec ff_h264_decoder = {
 955     .name                  = "h264",
 956     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
 957     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 958     .id                    = AV_CODEC_ID_H264,
 959     .priv_data_size        = sizeof(H264Context),
 960     .init                  = ff_h264_decode_init,
 961     .close                 = h264_decode_end,
 962     .decode                = h264_decode_frame,
 963     .capabilities          = /*AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ AV_CODEC_CAP_DR1 |
 964                              AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS |
 965                              AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 966     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
 967     .flush                 = flush_dpb,
 968     .init_thread_copy      = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_init_thread_copy),
 969     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(ff_h264_update_thread_context),
 970     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
 971     .priv_class            = &h264_class,
 972 };