git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/h2645_parse.c

   1 /*
   2  * H.264/HEVC common parsing code
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include <string.h>
  22
  23 #include "config.h"
  24
  25 #include "libavutil/intmath.h"
  26 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  27 #include "libavutil/mem.h"
  28
  29 #include "hevc.h"
  30 #include "h2645_parse.h"
  31
  32 int ff_h2645_extract_rbsp(const uint8_t *src, int length,
  33                           H2645NAL *nal)
  34 {
  35     int i, si, di;
  36     uint8_t *dst;
  37
  38     nal->skipped_bytes = 0;
  39 #define STARTCODE_TEST                                                  \
  40         if (i + 2 < length && src[i + 1] == 0 && src[i + 2] <= 3) {     \
  41             if (src[i + 2] != 3 && src[i + 2] != 0) {                   \
  42                 /* startcode, so we must be past the end */             \
  43                 length = i;                                             \
  44             }                                                           \
  45             break;                                                      \
  46         }
  47 #if HAVE_FAST_UNALIGNED
  48 #define FIND_FIRST_ZERO                                                 \
  49         if (i > 0 && !src[i])                                           \
  50             i--;                                                        \
  51         while (src[i])                                                  \
  52             i++
  53 #if HAVE_FAST_64BIT
  54     for (i = 0; i + 1 < length; i += 9) {
  55         if (!((~AV_RN64A(src + i) &
  56                (AV_RN64A(src + i) - 0x0100010001000101ULL)) &
  57               0x8000800080008080ULL))
  58             continue;
  59         FIND_FIRST_ZERO;
  60         STARTCODE_TEST;
  61         i -= 7;
  62     }
  63 #else
  64     for (i = 0; i + 1 < length; i += 5) {
  65         if (!((~AV_RN32A(src + i) &
  66                (AV_RN32A(src + i) - 0x01000101U)) &
  67               0x80008080U))
  68             continue;
  69         FIND_FIRST_ZERO;
  70         STARTCODE_TEST;
  71         i -= 3;
  72     }
  73 #endif /* HAVE_FAST_64BIT */
  74 #else
  75     for (i = 0; i + 1 < length; i += 2) {
  76         if (src[i])
  77             continue;
  78         if (i > 0 && src[i - 1] == 0)
  79             i--;
  80         STARTCODE_TEST;
  81     }
  82 #endif /* HAVE_FAST_UNALIGNED */
  83
  84     if (i >= length - 1) { // no escaped 0
  85         nal->data     =
  86         nal->raw_data = src;
  87         nal->size     =
  88         nal->raw_size = length;
  89         return length;
  90     }
  91
  92     av_fast_malloc(&nal->rbsp_buffer, &nal->rbsp_buffer_size,
  93                    length + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
  94     if (!nal->rbsp_buffer)
  95         return AVERROR(ENOMEM);
  96
  97     dst = nal->rbsp_buffer;
  98
  99     memcpy(dst, src, i);
 100     si = di = i;
 101     while (si + 2 < length) {
 102         // remove escapes (very rare 1:2^22)
 103         if (src[si + 2] > 3) {
 104             dst[di++] = src[si++];
 105             dst[di++] = src[si++];
 106         } else if (src[si] == 0 && src[si + 1] == 0 && src[si + 2] != 0) {
 107             if (src[si + 2] == 3) { // escape
 108                 dst[di++] = 0;
 109                 dst[di++] = 0;
 110                 si       += 3;
 111
 112                 if (nal->skipped_bytes_pos) {
 113                     nal->skipped_bytes++;
 114                     if (nal->skipped_bytes_pos_size < nal->skipped_bytes) {
 115                         nal->skipped_bytes_pos_size *= 2;
 116                         av_assert0(nal->skipped_bytes_pos_size >= nal->skipped_bytes);
 117                         av_reallocp_array(&nal->skipped_bytes_pos,
 118                                 nal->skipped_bytes_pos_size,
 119                                 sizeof(*nal->skipped_bytes_pos));
 120                         if (!nal->skipped_bytes_pos) {
 121                             nal->skipped_bytes_pos_size = 0;
 122                             return AVERROR(ENOMEM);
 123                         }
 124                     }
 125                     if (nal->skipped_bytes_pos)
 126                         nal->skipped_bytes_pos[nal->skipped_bytes-1] = di - 1;
 127                 }
 128                 continue;
 129             } else // next start code
 130                 goto nsc;
 131         }
 132
 133         dst[di++] = src[si++];
 134     }
 135     while (si < length)
 136         dst[di++] = src[si++];
 137
 138 nsc:
 139     memset(dst + di, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 140
 141     nal->data = dst;
 142     nal->size = di;
 143     nal->raw_data = src;
 144     nal->raw_size = si;
 145     return si;
 146 }
 147
 148 static const char *nal_unit_name(int nal_type)
 149 {
 150     switch(nal_type) {
 151     case NAL_TRAIL_N    : return "TRAIL_N";
 152     case NAL_TRAIL_R    : return "TRAIL_R";
 153     case NAL_TSA_N      : return "TSA_N";
 154     case NAL_TSA_R      : return "TSA_R";
 155     case NAL_STSA_N     : return "STSA_N";
 156     case NAL_STSA_R     : return "STSA_R";
 157     case NAL_RADL_N     : return "RADL_N";
 158     case NAL_RADL_R     : return "RADL_R";
 159     case NAL_RASL_N     : return "RASL_N";
 160     case NAL_RASL_R     : return "RASL_R";
 161     case NAL_BLA_W_LP   : return "BLA_W_LP";
 162     case NAL_BLA_W_RADL : return "BLA_W_RADL";
 163     case NAL_BLA_N_LP   : return "BLA_N_LP";
 164     case NAL_IDR_W_RADL : return "IDR_W_RADL";
 165     case NAL_IDR_N_LP   : return "IDR_N_LP";
 166     case NAL_CRA_NUT    : return "CRA_NUT";
 167     case NAL_VPS        : return "VPS";
 168     case NAL_SPS        : return "SPS";
 169     case NAL_PPS        : return "PPS";
 170     case NAL_AUD        : return "AUD";
 171     case NAL_EOS_NUT    : return "EOS_NUT";
 172     case NAL_EOB_NUT    : return "EOB_NUT";
 173     case NAL_FD_NUT     : return "FD_NUT";
 174     case NAL_SEI_PREFIX : return "SEI_PREFIX";
 175     case NAL_SEI_SUFFIX : return "SEI_SUFFIX";
 176     default : return "?";
 177     }
 178 }
 179
 180 static int get_bit_length(H2645NAL *nal, int skip_trailing_zeros)
 181 {
 182     int size = nal->size;
 183     int v;
 184
 185     while (skip_trailing_zeros && size > 0 && nal->data[size - 1] == 0)
 186         size--;
 187
 188     if (!size)
 189         return 0;
 190
 191     v = nal->data[size - 1];
 192
 193     if (size > INT_MAX / 8)
 194         return AVERROR(ERANGE);
 195     size *= 8;
 196
 197     /* remove the stop bit and following trailing zeros,
 198      * or nothing for damaged bitstreams */
 199     if (v)
 200         size -= ff_ctz(v) + 1;
 201
 202     return size;
 203 }
 204
 205 /**
 206  * @return AVERROR_INVALIDDATA if the packet is not a valid NAL unit,
 207  * 0 if the unit should be skipped, 1 otherwise
 208  */
 209 static int hevc_parse_nal_header(H2645NAL *nal, void *logctx)
 210 {
 211     GetBitContext *gb = &nal->gb;
 212     int nuh_layer_id;
 213
 214     if (get_bits1(gb) != 0)
 215         return AVERROR_INVALIDDATA;
 216
 217     nal->type = get_bits(gb, 6);
 218
 219     nuh_layer_id   = get_bits(gb, 6);
 220     nal->temporal_id = get_bits(gb, 3) - 1;
 221     if (nal->temporal_id < 0)
 222         return AVERROR_INVALIDDATA;
 223
 224     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG,
 225            "nal_unit_type: %d(%s), nuh_layer_id: %d, temporal_id: %d\n",
 226            nal->type, nal_unit_name(nal->type), nuh_layer_id, nal->temporal_id);
 227
 228     return nuh_layer_id == 0;
 229 }
 230
 231 static int h264_parse_nal_header(H2645NAL *nal, void *logctx)
 232 {
 233     GetBitContext *gb = &nal->gb;
 234
 235     if (get_bits1(gb) != 0)
 236         return AVERROR_INVALIDDATA;
 237
 238     nal->ref_idc = get_bits(gb, 2);
 239     nal->type    = get_bits(gb, 5);
 240
 241     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG,
 242            "nal_unit_type: %d, nal_ref_idc: %d\n",
 243            nal->type, nal->ref_idc);
 244
 245     return 1;
 246 }
 247
 248 int ff_h2645_packet_split(H2645Packet *pkt, const uint8_t *buf, int length,
 249                           void *logctx, int is_nalff, int nal_length_size,
 250                           enum AVCodecID codec_id)
 251 {
 252     int consumed, ret = 0;
 253     const uint8_t *next_avc = is_nalff ? buf : buf + length;
 254
 255     pkt->nb_nals = 0;
 256     while (length >= 4) {
 257         H2645NAL *nal;
 258         int extract_length = 0;
 259         int skip_trailing_zeros = 1;
 260
 261         if (buf >= next_avc) {
 262             int i;
 263             for (i = 0; i < nal_length_size; i++)
 264                 extract_length = (extract_length << 8) | buf[i];
 265             buf    += nal_length_size;
 266             length -= nal_length_size;
 267
 268             if (extract_length > length) {
 269                 av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid NAL unit size.\n");
 270                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 271             }
 272             next_avc = buf + extract_length;
 273         } else {
 274             /* search start code */
 275             while (buf[0] != 0 || buf[1] != 0 || buf[2] != 1) {
 276                 ++buf;
 277                 --length;
 278                 if (length < 4) {
 279                     if (pkt->nb_nals > 0) {
 280                         // No more start codes: we discarded some irrelevant
 281                         // bytes at the end of the packet.
 282                         return 0;
 283                     } else {
 284                         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "No start code is found.\n");
 285                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 286                     }
 287                 } else if (buf >= (next_avc - 3))
 288                     break;
 289             }
 290
 291             buf           += 3;
 292             length        -= 3;
 293             extract_length = length;
 294
 295             if (buf >= next_avc) {
 296                 /* skip to the start of the next NAL */
 297                 int offset = next_avc - buf;
 298                 buf    += offset;
 299                 length -= offset;
 300                 continue;
 301             }
 302         }
 303
 304         if (pkt->nals_allocated < pkt->nb_nals + 1) {
 305             int new_size = pkt->nals_allocated + 1;
 306             void *tmp = av_realloc_array(pkt->nals, new_size, sizeof(*pkt->nals));
 307
 308             if (!tmp)
 309                 return AVERROR(ENOMEM);
 310
 311             pkt->nals = tmp;
 312             memset(pkt->nals + pkt->nals_allocated, 0,
 313                    (new_size - pkt->nals_allocated) * sizeof(*pkt->nals));
 314
 315             nal = &pkt->nals[pkt->nb_nals];
 316             nal->skipped_bytes_pos_size = 1024; // initial buffer size
 317             nal->skipped_bytes_pos = av_malloc_array(nal->skipped_bytes_pos_size, sizeof(*nal->skipped_bytes_pos));
 318             if (!nal->skipped_bytes_pos)
 319                 return AVERROR(ENOMEM);
 320
 321             pkt->nals_allocated = new_size;
 322         }
 323         nal = &pkt->nals[pkt->nb_nals];
 324
 325         consumed = ff_h2645_extract_rbsp(buf, extract_length, nal);
 326         if (consumed < 0)
 327             return consumed;
 328
 329         if (is_nalff && (extract_length != consumed) && extract_length)
 330             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG,
 331                    "NALFF: Consumed only %d bytes instead of %d\n",
 332                    consumed, extract_length);
 333
 334         pkt->nb_nals++;
 335
 336         /* see commit 3566042a0 */
 337         if (consumed < length - 3 &&
 338             buf[consumed]     == 0x00 && buf[consumed + 1] == 0x00 &&
 339             buf[consumed + 2] == 0x01 && buf[consumed + 3] == 0xE0)
 340             skip_trailing_zeros = 0;
 341
 342         nal->size_bits = get_bit_length(nal, skip_trailing_zeros);
 343
 344         ret = init_get_bits(&nal->gb, nal->data, nal->size_bits);
 345         if (ret < 0)
 346             return ret;
 347
 348         if (codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC)
 349             ret = hevc_parse_nal_header(nal, logctx);
 350         else
 351             ret = h264_parse_nal_header(nal, logctx);
 352         if (ret <= 0 || nal->size <= 0) {
 353             if (ret < 0) {
 354                 av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid NAL unit %d, skipping.\n",
 355                        nal->type);
 356             }
 357             pkt->nb_nals--;
 358         }
 359
 360         buf    += consumed;
 361         length -= consumed;
 362     }
 363
 364     return 0;
 365 }
 366
 367 void ff_h2645_packet_uninit(H2645Packet *pkt)
 368 {
 369     int i;
 370     for (i = 0; i < pkt->nals_allocated; i++) {
 371         av_freep(&pkt->nals[i].rbsp_buffer);
 372         av_freep(&pkt->nals[i].skipped_bytes_pos);
 373     }
 374     av_freep(&pkt->nals);
 375     pkt->nals_allocated = 0;
 376 }