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 "hevcdec.h"
  30 #include "h2645_parse.h"
  31
  32 int ff_h2645_extract_rbsp(const uint8_t *src, int length,
  33                           H2645NAL *nal, int small_padding)
  34 {
  35     int i, si, di;
  36     uint8_t *dst;
  37     int64_t padding = small_padding ? 0 : MAX_MBPAIR_SIZE;
  38
  39     nal->skipped_bytes = 0;
  40 #define STARTCODE_TEST                                                  \
  41         if (i + 2 < length && src[i + 1] == 0 && src[i + 2] <= 3) {     \
  42             if (src[i + 2] != 3 && src[i + 2] != 0) {                   \
  43                 /* startcode, so we must be past the end */             \
  44                 length = i;                                             \
  45             }                                                           \
  46             break;                                                      \
  47         }
  48 #if HAVE_FAST_UNALIGNED
  49 #define FIND_FIRST_ZERO                                                 \
  50         if (i > 0 && !src[i])                                           \
  51             i--;                                                        \
  52         while (src[i])                                                  \
  53             i++
  54 #if HAVE_FAST_64BIT
  55     for (i = 0; i + 1 < length; i += 9) {
  56         if (!((~AV_RN64A(src + i) &
  57                (AV_RN64A(src + i) - 0x0100010001000101ULL)) &
  58               0x8000800080008080ULL))
  59             continue;
  60         FIND_FIRST_ZERO;
  61         STARTCODE_TEST;
  62         i -= 7;
  63     }
  64 #else
  65     for (i = 0; i + 1 < length; i += 5) {
  66         if (!((~AV_RN32A(src + i) &
  67                (AV_RN32A(src + i) - 0x01000101U)) &
  68               0x80008080U))
  69             continue;
  70         FIND_FIRST_ZERO;
  71         STARTCODE_TEST;
  72         i -= 3;
  73     }
  74 #endif /* HAVE_FAST_64BIT */
  75 #else
  76     for (i = 0; i + 1 < length; i += 2) {
  77         if (src[i])
  78             continue;
  79         if (i > 0 && src[i - 1] == 0)
  80             i--;
  81         STARTCODE_TEST;
  82     }
  83 #endif /* HAVE_FAST_UNALIGNED */
  84
  85     if (i >= length - 1 && small_padding) { // no escaped 0
  86         nal->data     =
  87         nal->raw_data = src;
  88         nal->size     =
  89         nal->raw_size = length;
  90         return length;
  91     } else if (i > length)
  92         i = length;
  93
  94     av_fast_padded_malloc(&nal->rbsp_buffer, &nal->rbsp_buffer_size,
  95                           length + padding);
  96     if (!nal->rbsp_buffer)
  97         return AVERROR(ENOMEM);
  98
  99     dst = nal->rbsp_buffer;
 100
 101     memcpy(dst, src, i);
 102     si = di = i;
 103     while (si + 2 < length) {
 104         // remove escapes (very rare 1:2^22)
 105         if (src[si + 2] > 3) {
 106             dst[di++] = src[si++];
 107             dst[di++] = src[si++];
 108         } else if (src[si] == 0 && src[si + 1] == 0 && src[si + 2] != 0) {
 109             if (src[si + 2] == 3) { // escape
 110                 dst[di++] = 0;
 111                 dst[di++] = 0;
 112                 si       += 3;
 113
 114                 if (nal->skipped_bytes_pos) {
 115                     nal->skipped_bytes++;
 116                     if (nal->skipped_bytes_pos_size < nal->skipped_bytes) {
 117                         nal->skipped_bytes_pos_size *= 2;
 118                         av_assert0(nal->skipped_bytes_pos_size >= nal->skipped_bytes);
 119                         av_reallocp_array(&nal->skipped_bytes_pos,
 120                                 nal->skipped_bytes_pos_size,
 121                                 sizeof(*nal->skipped_bytes_pos));
 122                         if (!nal->skipped_bytes_pos) {
 123                             nal->skipped_bytes_pos_size = 0;
 124                             return AVERROR(ENOMEM);
 125                         }
 126                     }
 127                     if (nal->skipped_bytes_pos)
 128                         nal->skipped_bytes_pos[nal->skipped_bytes-1] = di - 1;
 129                 }
 130                 continue;
 131             } else // next start code
 132                 goto nsc;
 133         }
 134
 135         dst[di++] = src[si++];
 136     }
 137     while (si < length)
 138         dst[di++] = src[si++];
 139
 140 nsc:
 141     memset(dst + di, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 142
 143     nal->data = dst;
 144     nal->size = di;
 145     nal->raw_data = src;
 146     nal->raw_size = si;
 147     return si;
 148 }
 149
 150 static const char *nal_unit_name(int nal_type)
 151 {
 152     switch(nal_type) {
 153     case NAL_TRAIL_N    : return "TRAIL_N";
 154     case NAL_TRAIL_R    : return "TRAIL_R";
 155     case NAL_TSA_N      : return "TSA_N";
 156     case NAL_TSA_R      : return "TSA_R";
 157     case NAL_STSA_N     : return "STSA_N";
 158     case NAL_STSA_R     : return "STSA_R";
 159     case NAL_RADL_N     : return "RADL_N";
 160     case NAL_RADL_R     : return "RADL_R";
 161     case NAL_RASL_N     : return "RASL_N";
 162     case NAL_RASL_R     : return "RASL_R";
 163     case NAL_BLA_W_LP   : return "BLA_W_LP";
 164     case NAL_BLA_W_RADL : return "BLA_W_RADL";
 165     case NAL_BLA_N_LP   : return "BLA_N_LP";
 166     case NAL_IDR_W_RADL : return "IDR_W_RADL";
 167     case NAL_IDR_N_LP   : return "IDR_N_LP";
 168     case NAL_CRA_NUT    : return "CRA_NUT";
 169     case NAL_VPS        : return "VPS";
 170     case NAL_SPS        : return "SPS";
 171     case NAL_PPS        : return "PPS";
 172     case NAL_AUD        : return "AUD";
 173     case NAL_EOS_NUT    : return "EOS_NUT";
 174     case NAL_EOB_NUT    : return "EOB_NUT";
 175     case NAL_FD_NUT     : return "FD_NUT";
 176     case NAL_SEI_PREFIX : return "SEI_PREFIX";
 177     case NAL_SEI_SUFFIX : return "SEI_SUFFIX";
 178     default : return "?";
 179     }
 180 }
 181
 182 static int get_bit_length(H2645NAL *nal, int skip_trailing_zeros)
 183 {
 184     int size = nal->size;
 185     int v;
 186
 187     while (skip_trailing_zeros && size > 0 && nal->data[size - 1] == 0)
 188         size--;
 189
 190     if (!size)
 191         return 0;
 192
 193     v = nal->data[size - 1];
 194
 195     if (size > INT_MAX / 8)
 196         return AVERROR(ERANGE);
 197     size *= 8;
 198
 199     /* remove the stop bit and following trailing zeros,
 200      * or nothing for damaged bitstreams */
 201     if (v)
 202         size -= ff_ctz(v) + 1;
 203
 204     return size;
 205 }
 206
 207 /**
 208  * @return AVERROR_INVALIDDATA if the packet is not a valid NAL unit,
 209  * 0 if the unit should be skipped, 1 otherwise
 210  */
 211 static int hevc_parse_nal_header(H2645NAL *nal, void *logctx)
 212 {
 213     GetBitContext *gb = &nal->gb;
 214     int nuh_layer_id;
 215
 216     if (get_bits1(gb) != 0)
 217         return AVERROR_INVALIDDATA;
 218
 219     nal->type = get_bits(gb, 6);
 220
 221     nuh_layer_id   = get_bits(gb, 6);
 222     nal->temporal_id = get_bits(gb, 3) - 1;
 223     if (nal->temporal_id < 0)
 224         return AVERROR_INVALIDDATA;
 225
 226     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG,
 227            "nal_unit_type: %d(%s), nuh_layer_id: %d, temporal_id: %d\n",
 228            nal->type, nal_unit_name(nal->type), nuh_layer_id, nal->temporal_id);
 229
 230     return nuh_layer_id == 0;
 231 }
 232
 233 static int h264_parse_nal_header(H2645NAL *nal, void *logctx)
 234 {
 235     GetBitContext *gb = &nal->gb;
 236
 237     if (get_bits1(gb) != 0)
 238         return AVERROR_INVALIDDATA;
 239
 240     nal->ref_idc = get_bits(gb, 2);
 241     nal->type    = get_bits(gb, 5);
 242
 243     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG,
 244            "nal_unit_type: %d, nal_ref_idc: %d\n",
 245            nal->type, nal->ref_idc);
 246
 247     return 1;
 248 }
 249
 250 int ff_h2645_packet_split(H2645Packet *pkt, const uint8_t *buf, int length,
 251                           void *logctx, int is_nalff, int nal_length_size,
 252                           enum AVCodecID codec_id, int small_padding)
 253 {
 254     int consumed, ret = 0;
 255     const uint8_t *next_avc = is_nalff ? buf : buf + length;
 256
 257     pkt->nb_nals = 0;
 258     while (length >= 4) {
 259         H2645NAL *nal;
 260         int extract_length = 0;
 261         int skip_trailing_zeros = 1;
 262
 263         if (buf == next_avc) {
 264             int i = 0;
 265             extract_length = get_nalsize(nal_length_size,
 266                                          buf, length, &i, logctx);
 267             if (extract_length < 0)
 268                 return extract_length;
 269
 270             buf    += nal_length_size;
 271             length -= nal_length_size;
 272
 273             next_avc = buf + extract_length;
 274         } else {
 275             if (buf > next_avc)
 276                 av_log(logctx, AV_LOG_WARNING, "Exceeded next NALFF position, re-syncing.\n");
 277
 278             /* search start code */
 279             while (buf[0] != 0 || buf[1] != 0 || buf[2] != 1) {
 280                 ++buf;
 281                 --length;
 282                 if (length < 4) {
 283                     if (pkt->nb_nals > 0) {
 284                         // No more start codes: we discarded some irrelevant
 285                         // bytes at the end of the packet.
 286                         return 0;
 287                     } else {
 288                         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "No start code is found.\n");
 289                         return AVERROR_INVALIDDATA;
 290                     }
 291                 } else if (buf >= (next_avc - 3))
 292                     break;
 293             }
 294
 295             buf           += 3;
 296             length        -= 3;
 297             extract_length = FFMIN(length, next_avc - buf);
 298
 299             if (buf >= next_avc) {
 300                 /* skip to the start of the next NAL */
 301                 int offset = next_avc - buf;
 302                 buf    += offset;
 303                 length -= offset;
 304                 continue;
 305             }
 306         }
 307
 308         if (pkt->nals_allocated < pkt->nb_nals + 1) {
 309             int new_size = pkt->nals_allocated + 1;
 310             void *tmp = av_realloc_array(pkt->nals, new_size, sizeof(*pkt->nals));
 311
 312             if (!tmp)
 313                 return AVERROR(ENOMEM);
 314
 315             pkt->nals = tmp;
 316             memset(pkt->nals + pkt->nals_allocated, 0,
 317                    (new_size - pkt->nals_allocated) * sizeof(*pkt->nals));
 318
 319             nal = &pkt->nals[pkt->nb_nals];
 320             nal->skipped_bytes_pos_size = 1024; // initial buffer size
 321             nal->skipped_bytes_pos = av_malloc_array(nal->skipped_bytes_pos_size, sizeof(*nal->skipped_bytes_pos));
 322             if (!nal->skipped_bytes_pos)
 323                 return AVERROR(ENOMEM);
 324
 325             pkt->nals_allocated = new_size;
 326         }
 327         nal = &pkt->nals[pkt->nb_nals];
 328
 329         consumed = ff_h2645_extract_rbsp(buf, extract_length, nal, small_padding);
 330         if (consumed < 0)
 331             return consumed;
 332
 333         if (is_nalff && (extract_length != consumed) && extract_length)
 334             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG,
 335                    "NALFF: Consumed only %d bytes instead of %d\n",
 336                    consumed, extract_length);
 337
 338         pkt->nb_nals++;
 339
 340         /* see commit 3566042a0 */
 341         if (consumed < length - 3 &&
 342             buf[consumed]     == 0x00 && buf[consumed + 1] == 0x00 &&
 343             buf[consumed + 2] == 0x01 && buf[consumed + 3] == 0xE0)
 344             skip_trailing_zeros = 0;
 345
 346         nal->size_bits = get_bit_length(nal, skip_trailing_zeros);
 347
 348         ret = init_get_bits(&nal->gb, nal->data, nal->size_bits);
 349         if (ret < 0)
 350             return ret;
 351
 352         if (codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC)
 353             ret = hevc_parse_nal_header(nal, logctx);
 354         else
 355             ret = h264_parse_nal_header(nal, logctx);
 356         if (ret <= 0 || nal->size <= 0) {
 357             if (ret < 0) {
 358                 av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid NAL unit %d, skipping.\n",
 359                        nal->type);
 360             }
 361             pkt->nb_nals--;
 362         }
 363
 364         buf    += consumed;
 365         length -= consumed;
 366     }
 367
 368     return 0;
 369 }
 370
 371 void ff_h2645_packet_uninit(H2645Packet *pkt)
 372 {
 373     int i;
 374     for (i = 0; i < pkt->nals_allocated; i++) {
 375         av_freep(&pkt->nals[i].rbsp_buffer);
 376         av_freep(&pkt->nals[i].skipped_bytes_pos);
 377     }
 378     av_freep(&pkt->nals);
 379     pkt->nals_allocated = 0;
 380 }