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 "mpeg4video.h"
  55 #include "profiles.h"
  56 #include "rectangle.h"
  57 #include "thread.h"
  58
  59 const uint16_t ff_h264_mb_sizes[4] = { 256, 384, 512, 768 };
  60
  61 int avpriv_h264_has_num_reorder_frames(AVCodecContext *avctx)
  62 {
  63     H264Context *h = avctx->priv_data;
  64     return h && h->ps.sps ? h->ps.sps->num_reorder_frames : 0;
  65 }
  66
  67 static void h264_er_decode_mb(void *opaque, int ref, int mv_dir, int mv_type,
  68                               int (*mv)[2][4][2],
  69                               int mb_x, int mb_y, int mb_intra, int mb_skipped)
  70 {
  71     H264Context *h = opaque;
  72     H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[0];
  73
  74     sl->mb_x = mb_x;
  75     sl->mb_y = mb_y;
  76     sl->mb_xy = mb_x + mb_y * h->mb_stride;
  77     memset(sl->non_zero_count_cache, 0, sizeof(sl->non_zero_count_cache));
  78     av_assert1(ref >= 0);
  79     /* FIXME: It is possible albeit uncommon that slice references
  80      * differ between slices. We take the easy approach and ignore
  81      * it for now. If this turns out to have any relevance in
  82      * practice then correct remapping should be added. */
  83     if (ref >= sl->ref_count[0])
  84         ref = 0;
  85     if (!sl->ref_list[0][ref].data[0]) {
  86         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Reference not available for error concealing\n");
  87         ref = 0;
  88     }
  89     if ((sl->ref_list[0][ref].reference&3) != 3) {
  90         av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Reference invalid\n");
  91         return;
  92     }
  93     fill_rectangle(&h->cur_pic.ref_index[0][4 * sl->mb_xy],
  94                    2, 2, 2, ref, 1);
  95     fill_rectangle(&sl->ref_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8, ref, 1);
  96     fill_rectangle(sl->mv_cache[0][scan8[0]], 4, 4, 8,
  97                    pack16to32((*mv)[0][0][0], (*mv)[0][0][1]), 4);
  98     sl->mb_mbaff =
  99     sl->mb_field_decoding_flag = 0;
 100     ff_h264_hl_decode_mb(h, &h->slice_ctx[0]);
 101 }
 102
 103 void ff_h264_draw_horiz_band(const H264Context *h, H264SliceContext *sl,
 104                              int y, int height)
 105 {
 106     AVCodecContext *avctx = h->avctx;
 107     const AVFrame   *src  = h->cur_pic.f;
 108     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
 109     int vshift = desc->log2_chroma_h;
 110     const int field_pic = h->picture_structure != PICT_FRAME;
 111     if (field_pic) {
 112         height <<= 1;
 113         y      <<= 1;
 114     }
 115
 116     height = FFMIN(height, avctx->height - y);
 117
 118     if (field_pic && h->first_field && !(avctx->slice_flags & SLICE_FLAG_ALLOW_FIELD))
 119         return;
 120
 121     if (avctx->draw_horiz_band) {
 122         int offset[AV_NUM_DATA_POINTERS];
 123         int i;
 124
 125         offset[0] = y * src->linesize[0];
 126         offset[1] =
 127         offset[2] = (y >> vshift) * src->linesize[1];
 128         for (i = 3; i < AV_NUM_DATA_POINTERS; i++)
 129             offset[i] = 0;
 130
 131         emms_c();
 132
 133         avctx->draw_horiz_band(avctx, src, offset,
 134                                y, h->picture_structure, height);
 135     }
 136 }
 137
 138 void ff_h264_free_tables(H264Context *h)
 139 {
 140     int i;
 141
 142     av_freep(&h->intra4x4_pred_mode);
 143     av_freep(&h->chroma_pred_mode_table);
 144     av_freep(&h->cbp_table);
 145     av_freep(&h->mvd_table[0]);
 146     av_freep(&h->mvd_table[1]);
 147     av_freep(&h->direct_table);
 148     av_freep(&h->non_zero_count);
 149     av_freep(&h->slice_table_base);
 150     h->slice_table = NULL;
 151     av_freep(&h->list_counts);
 152
 153     av_freep(&h->mb2b_xy);
 154     av_freep(&h->mb2br_xy);
 155
 156     av_buffer_pool_uninit(&h->qscale_table_pool);
 157     av_buffer_pool_uninit(&h->mb_type_pool);
 158     av_buffer_pool_uninit(&h->motion_val_pool);
 159     av_buffer_pool_uninit(&h->ref_index_pool);
 160
 161     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++) {
 162         H264SliceContext *sl = &h->slice_ctx[i];
 163
 164         av_freep(&sl->dc_val_base);
 165         av_freep(&sl->er.mb_index2xy);
 166         av_freep(&sl->er.error_status_table);
 167         av_freep(&sl->er.er_temp_buffer);
 168
 169         av_freep(&sl->bipred_scratchpad);
 170         av_freep(&sl->edge_emu_buffer);
 171         av_freep(&sl->top_borders[0]);
 172         av_freep(&sl->top_borders[1]);
 173
 174         sl->bipred_scratchpad_allocated = 0;
 175         sl->edge_emu_buffer_allocated   = 0;
 176         sl->top_borders_allocated[0]    = 0;
 177         sl->top_borders_allocated[1]    = 0;
 178     }
 179 }
 180
 181 int ff_h264_alloc_tables(H264Context *h)
 182 {
 183     const int big_mb_num = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
 184     const int row_mb_num = 2*h->mb_stride*FFMAX(h->nb_slice_ctx, 1);
 185     int x, y;
 186
 187     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->intra4x4_pred_mode,
 188                       row_mb_num, 8 * sizeof(uint8_t), fail)
 189     h->slice_ctx[0].intra4x4_pred_mode = h->intra4x4_pred_mode;
 190
 191     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->non_zero_count,
 192                       big_mb_num * 48 * sizeof(uint8_t), fail)
 193     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->slice_table_base,
 194                       (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base), fail)
 195     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->cbp_table,
 196                       big_mb_num * sizeof(uint16_t), fail)
 197     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->chroma_pred_mode_table,
 198                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
 199     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[0],
 200                       row_mb_num, 16 * sizeof(uint8_t), fail);
 201     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(h->avctx, h->mvd_table[1],
 202                       row_mb_num, 16 * sizeof(uint8_t), fail);
 203     h->slice_ctx[0].mvd_table[0] = h->mvd_table[0];
 204     h->slice_ctx[0].mvd_table[1] = h->mvd_table[1];
 205
 206     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->direct_table,
 207                       4 * big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail);
 208     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->list_counts,
 209                       big_mb_num * sizeof(uint8_t), fail)
 210
 211     memset(h->slice_table_base, -1,
 212            (big_mb_num + h->mb_stride) * sizeof(*h->slice_table_base));
 213     h->slice_table = h->slice_table_base + h->mb_stride * 2 + 1;
 214
 215     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2b_xy,
 216                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
 217     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, h->mb2br_xy,
 218                       big_mb_num * sizeof(uint32_t), fail);
 219     for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
 220         for (x = 0; x < h->mb_width; x++) {
 221             const int mb_xy = x + y * h->mb_stride;
 222             const int b_xy  = 4 * x + 4 * y * h->b_stride;
 223
 224             h->mb2b_xy[mb_xy]  = b_xy;
 225             h->mb2br_xy[mb_xy] = 8 * (FMO ? mb_xy : (mb_xy % (2 * h->mb_stride)));
 226         }
 227
 228     return 0;
 229
 230 fail:
 231     ff_h264_free_tables(h);
 232     return AVERROR(ENOMEM);
 233 }
 234
 235 /**
 236  * Init context
 237  * Allocate buffers which are not shared amongst multiple threads.
 238  */
 239 int ff_h264_slice_context_init(H264Context *h, H264SliceContext *sl)
 240 {
 241     ERContext *er = &sl->er;
 242     int mb_array_size = h->mb_height * h->mb_stride;
 243     int y_size  = (2 * h->mb_width + 1) * (2 * h->mb_height + 1);
 244     int c_size  = h->mb_stride * (h->mb_height + 1);
 245     int yc_size = y_size + 2   * c_size;
 246     int x, y, i;
 247
 248     sl->ref_cache[0][scan8[5]  + 1] =
 249     sl->ref_cache[0][scan8[7]  + 1] =
 250     sl->ref_cache[0][scan8[13] + 1] =
 251     sl->ref_cache[1][scan8[5]  + 1] =
 252     sl->ref_cache[1][scan8[7]  + 1] =
 253     sl->ref_cache[1][scan8[13] + 1] = PART_NOT_AVAILABLE;
 254
 255     if (sl != h->slice_ctx) {
 256         memset(er, 0, sizeof(*er));
 257     } else
 258     if (CONFIG_ERROR_RESILIENCE) {
 259
 260         /* init ER */
 261         er->avctx          = h->avctx;
 262         er->decode_mb      = h264_er_decode_mb;
 263         er->opaque         = h;
 264         er->quarter_sample = 1;
 265
 266         er->mb_num      = h->mb_num;
 267         er->mb_width    = h->mb_width;
 268         er->mb_height   = h->mb_height;
 269         er->mb_stride   = h->mb_stride;
 270         er->b8_stride   = h->mb_width * 2 + 1;
 271
 272         // error resilience code looks cleaner with this
 273         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->mb_index2xy,
 274                           (h->mb_num + 1) * sizeof(int), fail);
 275
 276         for (y = 0; y < h->mb_height; y++)
 277             for (x = 0; x < h->mb_width; x++)
 278                 er->mb_index2xy[x + y * h->mb_width] = x + y * h->mb_stride;
 279
 280         er->mb_index2xy[h->mb_height * h->mb_width] = (h->mb_height - 1) *
 281                                                       h->mb_stride + h->mb_width;
 282
 283         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, er->error_status_table,
 284                           mb_array_size * sizeof(uint8_t), fail);
 285
 286         FF_ALLOC_OR_GOTO(h->avctx, er->er_temp_buffer,
 287                          h->mb_height * h->mb_stride * (4*sizeof(int) + 1), fail);
 288
 289         FF_ALLOCZ_OR_GOTO(h->avctx, sl->dc_val_base,
 290                           yc_size * sizeof(int16_t), fail);
 291         er->dc_val[0] = sl->dc_val_base + h->mb_width * 2 + 2;
 292         er->dc_val[1] = sl->dc_val_base + y_size + h->mb_stride + 1;
 293         er->dc_val[2] = er->dc_val[1] + c_size;
 294         for (i = 0; i < yc_size; i++)
 295             sl->dc_val_base[i] = 1024;
 296     }
 297
 298     return 0;
 299
 300 fail:
 301     return AVERROR(ENOMEM); // ff_h264_free_tables will clean up for us
 302 }
 303
 304 static int h264_init_context(AVCodecContext *avctx, H264Context *h)
 305 {
 306     int i;
 307
 308     h->avctx                 = avctx;
 309     h->cur_chroma_format_idc = -1;
 310
 311     h->width_from_caller     = avctx->width;
 312     h->height_from_caller    = avctx->height;
 313
 314     h->picture_structure     = PICT_FRAME;
 315     h->workaround_bugs       = avctx->workaround_bugs;
 316     h->flags                 = avctx->flags;
 317     h->poc.prev_poc_msb      = 1 << 16;
 318     h->recovery_frame        = -1;
 319     h->x264_build            = -1;
 320     h->frame_recovered       = 0;
 321     h->poc.prev_frame_num    = -1;
 322     h->sei.frame_packing.frame_packing_arrangement_cancel_flag = -1;
 323     h->sei.unregistered.x264_build = -1;
 324
 325     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 326     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
 327         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
 328
 329     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 330
 331     avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
 332
 333     h->nb_slice_ctx = (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE) ? avctx->thread_count : 1;
 334     h->slice_ctx = av_mallocz_array(h->nb_slice_ctx, sizeof(*h->slice_ctx));
 335     if (!h->slice_ctx) {
 336         h->nb_slice_ctx = 0;
 337         return AVERROR(ENOMEM);
 338     }
 339
 340     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 341         h->DPB[i].f = av_frame_alloc();
 342         if (!h->DPB[i].f)
 343             return AVERROR(ENOMEM);
 344     }
 345
 346     h->cur_pic.f = av_frame_alloc();
 347     if (!h->cur_pic.f)
 348         return AVERROR(ENOMEM);
 349
 350     h->last_pic_for_ec.f = av_frame_alloc();
 351     if (!h->last_pic_for_ec.f)
 352         return AVERROR(ENOMEM);
 353
 354     for (i = 0; i < h->nb_slice_ctx; i++)
 355         h->slice_ctx[i].h264 = h;
 356
 357     return 0;
 358 }
 359
 360 static av_cold int h264_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 361 {
 362     H264Context *h = avctx->priv_data;
 363     int i;
 364
 365     ff_h264_remove_all_refs(h);
 366     ff_h264_free_tables(h);
 367
 368     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 369         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
 370         av_frame_free(&h->DPB[i].f);
 371     }
 372     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
 373
 374     h->cur_pic_ptr = NULL;
 375
 376     av_freep(&h->slice_ctx);
 377     h->nb_slice_ctx = 0;
 378
 379     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 380     ff_h264_ps_uninit(&h->ps);
 381
 382     ff_h2645_packet_uninit(&h->pkt);
 383
 384     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
 385     av_frame_free(&h->cur_pic.f);
 386     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
 387     av_frame_free(&h->last_pic_for_ec.f);
 388
 389     return 0;
 390 }
 391
 392 static AVOnce h264_vlc_init = AV_ONCE_INIT;
 393
 394 static av_cold int h264_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 395 {
 396     H264Context *h = avctx->priv_data;
 397     int ret;
 398
 399     ret = h264_init_context(avctx, h);
 400     if (ret < 0)
 401         return ret;
 402
 403     ret = ff_thread_once(&h264_vlc_init, ff_h264_decode_init_vlc);
 404     if (ret != 0) {
 405         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "pthread_once has failed.");
 406         return AVERROR_UNKNOWN;
 407     }
 408
 409     if (avctx->ticks_per_frame == 1) {
 410         if(h->avctx->time_base.den < INT_MAX/2) {
 411             h->avctx->time_base.den *= 2;
 412         } else
 413             h->avctx->time_base.num /= 2;
 414     }
 415     avctx->ticks_per_frame = 2;
 416
 417     if (avctx->extradata_size > 0 && avctx->extradata) {
 418         ret = ff_h264_decode_extradata(avctx->extradata, avctx->extradata_size,
 419                                        &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
 420                                        avctx->err_recognition, avctx);
 421         if (ret < 0) {
 422             h264_decode_end(avctx);
 423             return ret;
 424         }
 425     }
 426
 427     if (h->ps.sps && h->ps.sps->bitstream_restriction_flag &&
 428         h->avctx->has_b_frames < h->ps.sps->num_reorder_frames) {
 429         h->avctx->has_b_frames = h->ps.sps->num_reorder_frames;
 430     }
 431
 432     avctx->internal->allocate_progress = 1;
 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 #if HAVE_THREADS
 449 static int decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
 450 {
 451     H264Context *h = avctx->priv_data;
 452     int ret;
 453
 454     if (!avctx->internal->is_copy)
 455         return 0;
 456
 457     memset(h, 0, sizeof(*h));
 458
 459     ret = h264_init_context(avctx, h);
 460     if (ret < 0)
 461         return ret;
 462
 463     h->context_initialized = 0;
 464
 465     return 0;
 466 }
 467 #endif
 468
 469 /**
 470  * instantaneous decoder refresh.
 471  */
 472 static void idr(H264Context *h)
 473 {
 474     int i;
 475     ff_h264_remove_all_refs(h);
 476     h->poc.prev_frame_num        =
 477     h->poc.prev_frame_num_offset = 0;
 478     h->poc.prev_poc_msb          = 1<<16;
 479     h->poc.prev_poc_lsb          = 0;
 480     for (i = 0; i < MAX_DELAYED_PIC_COUNT; i++)
 481         h->last_pocs[i] = INT_MIN;
 482 }
 483
 484 /* forget old pics after a seek */
 485 void ff_h264_flush_change(H264Context *h)
 486 {
 487     int i, j;
 488
 489     h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 490     h->prev_interlaced_frame = 1;
 491     idr(h);
 492
 493     h->poc.prev_frame_num = -1;
 494     if (h->cur_pic_ptr) {
 495         h->cur_pic_ptr->reference = 0;
 496         for (j=i=0; h->delayed_pic[i]; i++)
 497             if (h->delayed_pic[i] != h->cur_pic_ptr)
 498                 h->delayed_pic[j++] = h->delayed_pic[i];
 499         h->delayed_pic[j] = NULL;
 500     }
 501     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
 502
 503     h->first_field = 0;
 504     h->recovery_frame = -1;
 505     h->frame_recovered = 0;
 506     h->current_slice = 0;
 507     h->mmco_reset = 1;
 508 }
 509
 510 /* forget old pics after a seek */
 511 static void flush_dpb(AVCodecContext *avctx)
 512 {
 513     H264Context *h = avctx->priv_data;
 514     int i;
 515
 516     memset(h->delayed_pic, 0, sizeof(h->delayed_pic));
 517
 518     ff_h264_flush_change(h);
 519     ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 520
 521     for (i = 0; i < H264_MAX_PICTURE_COUNT; i++)
 522         ff_h264_unref_picture(h, &h->DPB[i]);
 523     h->cur_pic_ptr = NULL;
 524     ff_h264_unref_picture(h, &h->cur_pic);
 525
 526     h->mb_y = 0;
 527
 528     ff_h264_free_tables(h);
 529     h->context_initialized = 0;
 530 }
 531
 532 static int get_last_needed_nal(H264Context *h)
 533 {
 534     int nals_needed = 0;
 535     int first_slice = 0;
 536     int i, ret;
 537
 538     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
 539         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
 540         GetBitContext gb;
 541
 542         /* packets can sometimes contain multiple PPS/SPS,
 543          * e.g. two PAFF field pictures in one packet, or a demuxer
 544          * which splits NALs strangely if so, when frame threading we
 545          * can't start the next thread until we've read all of them */
 546         switch (nal->type) {
 547         case H264_NAL_SPS:
 548         case H264_NAL_PPS:
 549             nals_needed = i;
 550             break;
 551         case H264_NAL_DPA:
 552         case H264_NAL_IDR_SLICE:
 553         case H264_NAL_SLICE:
 554             ret = init_get_bits8(&gb, nal->data + 1, nal->size - 1);
 555             if (ret < 0) {
 556                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid zero-sized VCL NAL unit\n");
 557                 if (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE)
 558                     return ret;
 559
 560                 break;
 561             }
 562             if (!get_ue_golomb_long(&gb) ||  // first_mb_in_slice
 563                 !first_slice ||
 564                 first_slice != nal->type)
 565                 nals_needed = i;
 566             if (!first_slice)
 567                 first_slice = nal->type;
 568         }
 569     }
 570
 571     return nals_needed;
 572 }
 573
 574 static void debug_green_metadata(const H264SEIGreenMetaData *gm, void *logctx)
 575 {
 576     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Green Metadata Info SEI message\n");
 577     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_type: %d\n", gm->green_metadata_type);
 578
 579     if (gm->green_metadata_type == 0) {
 580         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_period_type: %d\n", gm->period_type);
 581
 582         if (gm->period_type == 2)
 583             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_num_seconds: %d\n", gm->num_seconds);
 584         else if (gm->period_type == 3)
 585             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  green_metadata_num_pictures: %d\n", gm->num_pictures);
 586
 587         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  SEI GREEN Complexity Metrics: %f %f %f %f\n",
 588                (float)gm->percent_non_zero_macroblocks/255,
 589                (float)gm->percent_intra_coded_macroblocks/255,
 590                (float)gm->percent_six_tap_filtering/255,
 591                (float)gm->percent_alpha_point_deblocking_instance/255);
 592
 593     } else if (gm->green_metadata_type == 1) {
 594         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  xsd_metric_type: %d\n", gm->xsd_metric_type);
 595
 596         if (gm->xsd_metric_type == 0)
 597             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "  xsd_metric_value: %f\n",
 598                    (float)gm->xsd_metric_value/100);
 599     }
 600 }
 601
 602 static int decode_nal_units(H264Context *h, const uint8_t *buf, int buf_size)
 603 {
 604     AVCodecContext *const avctx = h->avctx;
 605     int nals_needed = 0; ///< number of NALs that need decoding before the next frame thread starts
 606     int idr_cleared=0;
 607     int i, ret = 0;
 608
 609     h->has_slice = 0;
 610     h->nal_unit_type= 0;
 611
 612     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS)) {
 613         h->current_slice = 0;
 614         if (!h->first_field)
 615             h->cur_pic_ptr = NULL;
 616         ff_h264_sei_uninit(&h->sei);
 617     }
 618
 619     if (h->nal_length_size == 4) {
 620         if (buf_size > 8 && AV_RB32(buf) == 1 && AV_RB32(buf+5) > (unsigned)buf_size) {
 621             h->is_avc = 0;
 622         }else if(buf_size > 3 && AV_RB32(buf) > 1 && AV_RB32(buf) <= (unsigned)buf_size)
 623             h->is_avc = 1;
 624     }
 625
 626     ret = ff_h2645_packet_split(&h->pkt, buf, buf_size, avctx, h->is_avc,
 627                                 h->nal_length_size, avctx->codec_id, avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_FAST);
 628     if (ret < 0) {
 629         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 630                "Error splitting the input into NAL units.\n");
 631         return ret;
 632     }
 633
 634     if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME)
 635         nals_needed = get_last_needed_nal(h);
 636     if (nals_needed < 0)
 637         return nals_needed;
 638
 639     for (i = 0; i < h->pkt.nb_nals; i++) {
 640         H2645NAL *nal = &h->pkt.nals[i];
 641         int max_slice_ctx, err;
 642
 643         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF &&
 644             nal->ref_idc == 0 && nal->type != H264_NAL_SEI)
 645             continue;
 646
 647         // FIXME these should stop being context-global variables
 648         h->nal_ref_idc   = nal->ref_idc;
 649         h->nal_unit_type = nal->type;
 650
 651         err = 0;
 652         switch (nal->type) {
 653         case H264_NAL_IDR_SLICE:
 654             if ((nal->data[1] & 0xFC) == 0x98) {
 655                 av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid inter IDR frame\n");
 656                 h->next_outputed_poc = INT_MIN;
 657                 ret = -1;
 658                 goto end;
 659             }
 660             if(!idr_cleared) {
 661                 if (h->current_slice && (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE)) {
 662                     av_log(h, AV_LOG_ERROR, "invalid mixed IDR / non IDR frames cannot be decoded in slice multithreading mode\n");
 663                     ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 664                     goto end;
 665                 }
 666                 idr(h); // FIXME ensure we don't lose some frames if there is reordering
 667             }
 668             idr_cleared = 1;
 669             h->has_recovery_point = 1;
 670         case H264_NAL_SLICE:
 671             h->has_slice = 1;
 672
 673             if ((err = ff_h264_queue_decode_slice(h, nal))) {
 674                 H264SliceContext *sl = h->slice_ctx + h->nb_slice_ctx_queued;
 675                 sl->ref_count[0] = sl->ref_count[1] = 0;
 676                 break;
 677             }
 678
 679             if (h->current_slice == 1) {
 680                 if (avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME &&
 681                     i >= nals_needed && !h->setup_finished && h->cur_pic_ptr) {
 682                     ff_thread_finish_setup(avctx);
 683                     h->setup_finished = 1;
 684                 }
 685
 686                 if (h->avctx->hwaccel &&
 687                     (ret = h->avctx->hwaccel->start_frame(h->avctx, buf, buf_size)) < 0)
 688                     goto end;
 689             }
 690
 691             max_slice_ctx = avctx->hwaccel ? 1 : h->nb_slice_ctx;
 692             if (h->nb_slice_ctx_queued == max_slice_ctx) {
 693                 if (h->avctx->hwaccel) {
 694                     ret = avctx->hwaccel->decode_slice(avctx, nal->raw_data, nal->raw_size);
 695                     h->nb_slice_ctx_queued = 0;
 696                 } else
 697                     ret = ff_h264_execute_decode_slices(h);
 698                 if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 699                     goto end;
 700             }
 701             break;
 702         case H264_NAL_DPA:
 703         case H264_NAL_DPB:
 704         case H264_NAL_DPC:
 705             avpriv_request_sample(avctx, "data partitioning");
 706             break;
 707         case H264_NAL_SEI:
 708             ret = ff_h264_sei_decode(&h->sei, &nal->gb, &h->ps, avctx);
 709             h->has_recovery_point = h->has_recovery_point || h->sei.recovery_point.recovery_frame_cnt != -1;
 710             if (avctx->debug & FF_DEBUG_GREEN_MD)
 711                 debug_green_metadata(&h->sei.green_metadata, h->avctx);
 712             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 713                 goto end;
 714             break;
 715         case H264_NAL_SPS: {
 716             GetBitContext tmp_gb = nal->gb;
 717             if (avctx->hwaccel && avctx->hwaccel->decode_params) {
 718                 ret = avctx->hwaccel->decode_params(avctx,
 719                                                     nal->type,
 720                                                     nal->raw_data,
 721                                                     nal->raw_size);
 722                 if (ret < 0)
 723                     goto end;
 724             }
 725             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
 726                 break;
 727             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG,
 728                    "SPS decoding failure, trying again with the complete NAL\n");
 729             init_get_bits8(&tmp_gb, nal->raw_data + 1, nal->raw_size - 1);
 730             if (ff_h264_decode_seq_parameter_set(&tmp_gb, avctx, &h->ps, 0) >= 0)
 731                 break;
 732             ff_h264_decode_seq_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps, 1);
 733             break;
 734         }
 735         case H264_NAL_PPS:
 736             if (avctx->hwaccel && avctx->hwaccel->decode_params) {
 737                 ret = avctx->hwaccel->decode_params(avctx,
 738                                                     nal->type,
 739                                                     nal->raw_data,
 740                                                     nal->raw_size);
 741                 if (ret < 0)
 742                     goto end;
 743             }
 744             ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(&nal->gb, avctx, &h->ps,
 745                                                        nal->size_bits);
 746             if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 747                 goto end;
 748             break;
 749         case H264_NAL_AUD:
 750         case H264_NAL_END_SEQUENCE:
 751         case H264_NAL_END_STREAM:
 752         case H264_NAL_FILLER_DATA:
 753         case H264_NAL_SPS_EXT:
 754         case H264_NAL_AUXILIARY_SLICE:
 755             break;
 756         default:
 757             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Unknown NAL code: %d (%d bits)\n",
 758                    nal->type, nal->size_bits);
 759         }
 760
 761         if (err < 0) {
 762             av_log(h->avctx, AV_LOG_ERROR, "decode_slice_header error\n");
 763         }
 764     }
 765
 766     ret = ff_h264_execute_decode_slices(h);
 767     if (ret < 0 && (h->avctx->err_recognition & AV_EF_EXPLODE))
 768         goto end;
 769
 770     ret = 0;
 771 end:
 772
 773 #if CONFIG_ERROR_RESILIENCE
 774     /*
 775      * FIXME: Error handling code does not seem to support interlaced
 776      * when slices span multiple rows
 777      * The ff_er_add_slice calls don't work right for bottom
 778      * fields; they cause massive erroneous error concealing
 779      * Error marking covers both fields (top and bottom).
 780      * This causes a mismatched s->error_count
 781      * and a bad error table. Further, the error count goes to
 782      * INT_MAX when called for bottom field, because mb_y is
 783      * past end by one (callers fault) and resync_mb_y != 0
 784      * causes problems for the first MB line, too.
 785      */
 786     if (!FIELD_PICTURE(h) && h->current_slice &&
 787         h->ps.sps == (const SPS*)h->ps.sps_list[h->ps.pps->sps_id]->data &&
 788         h->enable_er) {
 789
 790         H264SliceContext *sl = h->slice_ctx;
 791         int use_last_pic = h->last_pic_for_ec.f->buf[0] && !sl->ref_count[0];
 792
 793         ff_h264_set_erpic(&sl->er.cur_pic, h->cur_pic_ptr);
 794
 795         if (use_last_pic) {
 796             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, &h->last_pic_for_ec);
 797             sl->ref_list[0][0].parent = &h->last_pic_for_ec;
 798             memcpy(sl->ref_list[0][0].data, h->last_pic_for_ec.f->data, sizeof(sl->ref_list[0][0].data));
 799             memcpy(sl->ref_list[0][0].linesize, h->last_pic_for_ec.f->linesize, sizeof(sl->ref_list[0][0].linesize));
 800             sl->ref_list[0][0].reference = h->last_pic_for_ec.reference;
 801         } else if (sl->ref_count[0]) {
 802             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, sl->ref_list[0][0].parent);
 803         } else
 804             ff_h264_set_erpic(&sl->er.last_pic, NULL);
 805
 806         if (sl->ref_count[1])
 807             ff_h264_set_erpic(&sl->er.next_pic, sl->ref_list[1][0].parent);
 808
 809         sl->er.ref_count = sl->ref_count[0];
 810
 811         ff_er_frame_end(&sl->er);
 812         if (use_last_pic)
 813             memset(&sl->ref_list[0][0], 0, sizeof(sl->ref_list[0][0]));
 814     }
 815 #endif /* CONFIG_ERROR_RESILIENCE */
 816     /* clean up */
 817     if (h->cur_pic_ptr && !h->droppable && h->has_slice) {
 818         ff_thread_report_progress(&h->cur_pic_ptr->tf, INT_MAX,
 819                                   h->picture_structure == PICT_BOTTOM_FIELD);
 820     }
 821
 822     return (ret < 0) ? ret : buf_size;
 823 }
 824
 825 /**
 826  * Return the number of bytes consumed for building the current frame.
 827  */
 828 static int get_consumed_bytes(int pos, int buf_size)
 829 {
 830     if (pos == 0)
 831         pos = 1;        // avoid infinite loops (I doubt that is needed but...)
 832     if (pos + 10 > buf_size)
 833         pos = buf_size; // oops ;)
 834
 835     return pos;
 836 }
 837
 838 static int output_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *srcp)
 839 {
 840     AVFrame *src = srcp->f;
 841     int ret;
 842
 843     if (src->format == AV_PIX_FMT_VIDEOTOOLBOX && src->buf[0]->size == 1)
 844         return AVERROR_INVALIDDATA;
 845
 846     ret = av_frame_ref(dst, src);
 847     if (ret < 0)
 848         return ret;
 849
 850     av_dict_set(&dst->metadata, "stereo_mode", ff_h264_sei_stereo_mode(&h->sei.frame_packing), 0);
 851
 852     if (srcp->sei_recovery_frame_cnt == 0)
 853         dst->key_frame = 1;
 854
 855     return 0;
 856 }
 857
 858 static int is_extra(const uint8_t *buf, int buf_size)
 859 {
 860     int cnt= buf[5]&0x1f;
 861     const uint8_t *p= buf+6;
 862     while(cnt--){
 863         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
 864         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 7)
 865             return 0;
 866         p += nalsize;
 867     }
 868     cnt = *(p++);
 869     if(!cnt)
 870         return 0;
 871     while(cnt--){
 872         int nalsize= AV_RB16(p) + 2;
 873         if(nalsize > buf_size - (p-buf) || (p[2] & 0x9F) != 8)
 874             return 0;
 875         p += nalsize;
 876     }
 877     return 1;
 878 }
 879
 880 static int finalize_frame(H264Context *h, AVFrame *dst, H264Picture *out, int *got_frame)
 881 {
 882     int ret;
 883
 884     if (((h->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_OUTPUT_CORRUPT) ||
 885          (h->avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_SHOW_ALL) ||
 886          out->recovered)) {
 887
 888         if (!h->avctx->hwaccel &&
 889             (out->field_poc[0] == INT_MAX ||
 890              out->field_poc[1] == INT_MAX)
 891            ) {
 892             int p;
 893             AVFrame *f = out->f;
 894             int field = out->field_poc[0] == INT_MAX;
 895             uint8_t *dst_data[4];
 896             int linesizes[4];
 897             const uint8_t *src_data[4];
 898
 899             av_log(h->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Duplicating field %d to fill missing\n", field);
 900
 901             for (p = 0; p<4; p++) {
 902                 dst_data[p] = f->data[p] + (field^1)*f->linesize[p];
 903                 src_data[p] = f->data[p] +  field   *f->linesize[p];
 904                 linesizes[p] = 2*f->linesize[p];
 905             }
 906
 907             av_image_copy(dst_data, linesizes, src_data, linesizes,
 908                           f->format, f->width, f->height>>1);
 909         }
 910
 911         ret = output_frame(h, dst, out);
 912         if (ret < 0)
 913             return ret;
 914
 915         *got_frame = 1;
 916
 917         if (CONFIG_MPEGVIDEO) {
 918             ff_print_debug_info2(h->avctx, dst, NULL,
 919                                  out->mb_type,
 920                                  out->qscale_table,
 921                                  out->motion_val,
 922                                  NULL,
 923                                  h->mb_width, h->mb_height, h->mb_stride, 1);
 924         }
 925     }
 926
 927     return 0;
 928 }
 929
 930 static int send_next_delayed_frame(H264Context *h, AVFrame *dst_frame,
 931                                    int *got_frame, int buf_index)
 932 {
 933     int ret, i, out_idx;
 934     H264Picture *out = h->delayed_pic[0];
 935
 936     h->cur_pic_ptr = NULL;
 937     h->first_field = 0;
 938
 939     out_idx = 0;
 940     for (i = 1;
 941          h->delayed_pic[i] &&
 942          !h->delayed_pic[i]->f->key_frame &&
 943          !h->delayed_pic[i]->mmco_reset;
 944          i++)
 945         if (h->delayed_pic[i]->poc < out->poc) {
 946             out     = h->delayed_pic[i];
 947             out_idx = i;
 948         }
 949
 950     for (i = out_idx; h->delayed_pic[i]; i++)
 951         h->delayed_pic[i] = h->delayed_pic[i + 1];
 952
 953     if (out) {
 954         out->reference &= ~DELAYED_PIC_REF;
 955         ret = finalize_frame(h, dst_frame, out, got_frame);
 956         if (ret < 0)
 957             return ret;
 958     }
 959
 960     return buf_index;
 961 }
 962
 963 static int h264_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 964                              int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 965 {
 966     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 967     int buf_size       = avpkt->size;
 968     H264Context *h     = avctx->priv_data;
 969     AVFrame *pict      = data;
 970     int buf_index;
 971     int ret;
 972
 973     h->flags = avctx->flags;
 974     h->setup_finished = 0;
 975     h->nb_slice_ctx_queued = 0;
 976
 977     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
 978
 979     /* end of stream, output what is still in the buffers */
 980     if (buf_size == 0)
 981         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, 0);
 982
 983     if (h->is_avc && av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, NULL)) {
 984         int side_size;
 985         uint8_t *side = av_packet_get_side_data(avpkt, AV_PKT_DATA_NEW_EXTRADATA, &side_size);
 986         if (is_extra(side, side_size))
 987             ff_h264_decode_extradata(side, side_size,
 988                                      &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
 989                                      avctx->err_recognition, avctx);
 990     }
 991     if(h->is_avc && buf_size >= 9 && buf[0]==1 && buf[2]==0 && (buf[4]&0xFC)==0xFC && (buf[5]&0x1F) && buf[8]==0x67){
 992         if (is_extra(buf, buf_size))
 993             return ff_h264_decode_extradata(buf, buf_size,
 994                                             &h->ps, &h->is_avc, &h->nal_length_size,
 995                                             avctx->err_recognition, avctx);
 996     }
 997
 998     buf_index = decode_nal_units(h, buf, buf_size);
 999     if (buf_index < 0)
1000         return AVERROR_INVALIDDATA;
1001
1002     if (!h->cur_pic_ptr && h->nal_unit_type == H264_NAL_END_SEQUENCE) {
1003         av_assert0(buf_index <= buf_size);
1004         return send_next_delayed_frame(h, pict, got_frame, buf_index);
1005     }
1006
1007     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) && (!h->cur_pic_ptr || !h->has_slice)) {
1008         if (avctx->skip_frame >= AVDISCARD_NONREF ||
1009             buf_size >= 4 && !memcmp("Q264", buf, 4))
1010             return buf_size;
1011         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "no frame!\n");
1012         return AVERROR_INVALIDDATA;
1013     }
1014
1015     if (!(avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_CHUNKS) ||
1016         (h->mb_y >= h->mb_height && h->mb_height)) {
1017         if ((ret = ff_h264_field_end(h, &h->slice_ctx[0], 0)) < 0)
1018             return ret;
1019
1020         /* Wait for second field. */
1021         if (h->next_output_pic) {
1022             ret = finalize_frame(h, pict, h->next_output_pic, got_frame);
1023             if (ret < 0)
1024                 return ret;
1025         }
1026     }
1027
1028     av_assert0(pict->buf[0] || !*got_frame);
1029
1030     ff_h264_unref_picture(h, &h->last_pic_for_ec);
1031
1032     return get_consumed_bytes(buf_index, buf_size);
1033 }
1034
1035 #define OFFSET(x) offsetof(H264Context, x)
1036 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
1037 static const AVOption h264_options[] = {
1038     { "is_avc", "is avc", OFFSET(is_avc), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 0}, 0, 1, 0 },
1039     { "nal_length_size", "nal_length_size", OFFSET(nal_length_size), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 4, 0 },
1040     { "enable_er", "Enable error resilience on damaged frames (unsafe)", OFFSET(enable_er), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = -1 }, -1, 1, VD },
1041     { NULL },
1042 };
1043
1044 static const AVClass h264_class = {
1045     .class_name = "H264 Decoder",
1046     .item_name  = av_default_item_name,
1047     .option     = h264_options,
1048     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1049 };
1050
1051 AVCodec ff_h264_decoder = {
1052     .name                  = "h264",
1053     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
1054     .type                  = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1055     .id                    = AV_CODEC_ID_H264,
1056     .priv_data_size        = sizeof(H264Context),
1057     .init                  = h264_decode_init,
1058     .close                 = h264_decode_end,
1059     .decode                = h264_decode_frame,
1060     .capabilities          = /*AV_CODEC_CAP_DRAW_HORIZ_BAND |*/ AV_CODEC_CAP_DR1 |
1061                              AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS |
1062                              AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
1063     .hw_configs            = (const AVCodecHWConfigInternal*[]) {
1064 #if CONFIG_H264_DXVA2_HWACCEL
1065                                HWACCEL_DXVA2(h264),
1066 #endif
1067 #if CONFIG_H264_D3D11VA_HWACCEL
1068                                HWACCEL_D3D11VA(h264),
1069 #endif
1070 #if CONFIG_H264_D3D11VA2_HWACCEL
1071                                HWACCEL_D3D11VA2(h264),
1072 #endif
1073 #if CONFIG_H264_NVDEC_HWACCEL
1074                                HWACCEL_NVDEC(h264),
1075 #endif
1076 #if CONFIG_H264_VAAPI_HWACCEL
1077                                HWACCEL_VAAPI(h264),
1078 #endif
1079 #if CONFIG_H264_VDPAU_HWACCEL
1080                                HWACCEL_VDPAU(h264),
1081 #endif
1082 #if CONFIG_H264_VIDEOTOOLBOX_HWACCEL
1083                                HWACCEL_VIDEOTOOLBOX(h264),
1084 #endif
1085                                NULL
1086                            },
1087     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_EXPORTS_CROPPING,
1088     .flush                 = flush_dpb,
1089     .init_thread_copy      = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(decode_init_thread_copy),
1090     .update_thread_context = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(ff_h264_update_thread_context),
1091     .profiles              = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_h264_profiles),
1092     .priv_class            = &h264_class,
1093 };