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 "bytestream.h"
  30 #include "hevc.h"
  31 #include "h2645_parse.h"
  32
  33 int ff_h2645_extract_rbsp(const uint8_t *src, int length,
  34                           H2645RBSP *rbsp, H2645NAL *nal, int small_padding)
  35 {
  36     int i, si, di;
  37     uint8_t *dst;
  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     nal->rbsp_buffer = &rbsp->rbsp_buffer[rbsp->rbsp_buffer_size];
  95     dst = nal->rbsp_buffer;
  96
  97     memcpy(dst, src, i);
  98     si = di = i;
  99     while (si + 2 < length) {
 100         // remove escapes (very rare 1:2^22)
 101         if (src[si + 2] > 3) {
 102             dst[di++] = src[si++];
 103             dst[di++] = src[si++];
 104         } else if (src[si] == 0 && src[si + 1] == 0 && src[si + 2] != 0) {
 105             if (src[si + 2] == 3) { // escape
 106                 dst[di++] = 0;
 107                 dst[di++] = 0;
 108                 si       += 3;
 109
 110                 if (nal->skipped_bytes_pos) {
 111                     nal->skipped_bytes++;
 112                     if (nal->skipped_bytes_pos_size < nal->skipped_bytes) {
 113                         nal->skipped_bytes_pos_size *= 2;
 114                         av_assert0(nal->skipped_bytes_pos_size >= nal->skipped_bytes);
 115                         av_reallocp_array(&nal->skipped_bytes_pos,
 116                                 nal->skipped_bytes_pos_size,
 117                                 sizeof(*nal->skipped_bytes_pos));
 118                         if (!nal->skipped_bytes_pos) {
 119                             nal->skipped_bytes_pos_size = 0;
 120                             return AVERROR(ENOMEM);
 121                         }
 122                     }
 123                     if (nal->skipped_bytes_pos)
 124                         nal->skipped_bytes_pos[nal->skipped_bytes-1] = di - 1;
 125                 }
 126                 continue;
 127             } else // next start code
 128                 goto nsc;
 129         }
 130
 131         dst[di++] = src[si++];
 132     }
 133     while (si < length)
 134         dst[di++] = src[si++];
 135
 136 nsc:
 137     memset(dst + di, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 138
 139     nal->data = dst;
 140     nal->size = di;
 141     nal->raw_data = src;
 142     nal->raw_size = si;
 143     rbsp->rbsp_buffer_size += si;
 144
 145     return si;
 146 }
 147
 148 static const char *nal_unit_name(int nal_type)
 149 {
 150     switch(nal_type) {
 151     case HEVC_NAL_TRAIL_N    : return "TRAIL_N";
 152     case HEVC_NAL_TRAIL_R    : return "TRAIL_R";
 153     case HEVC_NAL_TSA_N      : return "TSA_N";
 154     case HEVC_NAL_TSA_R      : return "TSA_R";
 155     case HEVC_NAL_STSA_N     : return "STSA_N";
 156     case HEVC_NAL_STSA_R     : return "STSA_R";
 157     case HEVC_NAL_RADL_N     : return "RADL_N";
 158     case HEVC_NAL_RADL_R     : return "RADL_R";
 159     case HEVC_NAL_RASL_N     : return "RASL_N";
 160     case HEVC_NAL_RASL_R     : return "RASL_R";
 161     case HEVC_NAL_BLA_W_LP   : return "BLA_W_LP";
 162     case HEVC_NAL_BLA_W_RADL : return "BLA_W_RADL";
 163     case HEVC_NAL_BLA_N_LP   : return "BLA_N_LP";
 164     case HEVC_NAL_IDR_W_RADL : return "IDR_W_RADL";
 165     case HEVC_NAL_IDR_N_LP   : return "IDR_N_LP";
 166     case HEVC_NAL_CRA_NUT    : return "CRA_NUT";
 167     case HEVC_NAL_VPS        : return "VPS";
 168     case HEVC_NAL_SPS        : return "SPS";
 169     case HEVC_NAL_PPS        : return "PPS";
 170     case HEVC_NAL_AUD        : return "AUD";
 171     case HEVC_NAL_EOS_NUT    : return "EOS_NUT";
 172     case HEVC_NAL_EOB_NUT    : return "EOB_NUT";
 173     case HEVC_NAL_FD_NUT     : return "FD_NUT";
 174     case HEVC_NAL_SEI_PREFIX : return "SEI_PREFIX";
 175     case HEVC_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 static int find_next_start_code(const uint8_t *buf, const uint8_t *next_avc)
 249 {
 250     int i = 0;
 251
 252     if (buf + 3 >= next_avc)
 253         return next_avc - buf;
 254
 255     while (buf + i + 3 < next_avc) {
 256         if (buf[i] == 0 && buf[i + 1] == 0 && buf[i + 2] == 1)
 257             break;
 258         i++;
 259     }
 260     return i + 3;
 261 }
 262
 263 int ff_h2645_packet_split(H2645Packet *pkt, const uint8_t *buf, int length,
 264                           void *logctx, int is_nalff, int nal_length_size,
 265                           enum AVCodecID codec_id, int small_padding)
 266 {
 267     GetByteContext bc;
 268     int consumed, ret = 0;
 269     int next_avc = is_nalff ? 0 : length;
 270     int64_t padding = small_padding ? 0 : MAX_MBPAIR_SIZE;
 271
 272     bytestream2_init(&bc, buf, length);
 273     av_fast_padded_malloc(&pkt->rbsp.rbsp_buffer, &pkt->rbsp.rbsp_buffer_alloc_size, length + padding);
 274     if (!pkt->rbsp.rbsp_buffer)
 275         return AVERROR(ENOMEM);
 276
 277     pkt->rbsp.rbsp_buffer_size = 0;
 278     pkt->nb_nals = 0;
 279     while (bytestream2_get_bytes_left(&bc) >= 4) {
 280         H2645NAL *nal;
 281         int extract_length = 0;
 282         int skip_trailing_zeros = 1;
 283
 284         if (bytestream2_tell(&bc) == next_avc) {
 285             int i = 0;
 286             extract_length = get_nalsize(nal_length_size,
 287                                          bc.buffer, bytestream2_get_bytes_left(&bc), &i, logctx);
 288             if (extract_length < 0)
 289                 return extract_length;
 290
 291             bytestream2_skip(&bc, nal_length_size);
 292
 293             next_avc = bytestream2_tell(&bc) + extract_length;
 294         } else {
 295             int buf_index;
 296
 297             if (bytestream2_tell(&bc) > next_avc)
 298                 av_log(logctx, AV_LOG_WARNING, "Exceeded next NALFF position, re-syncing.\n");
 299
 300             /* search start code */
 301             buf_index = find_next_start_code(bc.buffer, buf + next_avc);
 302
 303             bytestream2_skip(&bc, buf_index);
 304
 305             if (!bytestream2_get_bytes_left(&bc)) {
 306                 if (pkt->nb_nals > 0) {
 307                     // No more start codes: we discarded some irrelevant
 308                     // bytes at the end of the packet.
 309                     return 0;
 310                 } else {
 311                     av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "No start code is found.\n");
 312                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 313                 }
 314             }
 315
 316             extract_length = FFMIN(bytestream2_get_bytes_left(&bc), next_avc - bytestream2_tell(&bc));
 317
 318             if (bytestream2_tell(&bc) >= next_avc) {
 319                 /* skip to the start of the next NAL */
 320                 bytestream2_skip(&bc, next_avc - bytestream2_tell(&bc));
 321                 continue;
 322             }
 323         }
 324
 325         if (pkt->nals_allocated < pkt->nb_nals + 1) {
 326             int new_size = pkt->nals_allocated + 1;
 327             void *tmp = av_realloc_array(pkt->nals, new_size, sizeof(*pkt->nals));
 328
 329             if (!tmp)
 330                 return AVERROR(ENOMEM);
 331
 332             pkt->nals = tmp;
 333             memset(pkt->nals + pkt->nals_allocated, 0,
 334                    (new_size - pkt->nals_allocated) * sizeof(*pkt->nals));
 335
 336             nal = &pkt->nals[pkt->nb_nals];
 337             nal->skipped_bytes_pos_size = 1024; // initial buffer size
 338             nal->skipped_bytes_pos = av_malloc_array(nal->skipped_bytes_pos_size, sizeof(*nal->skipped_bytes_pos));
 339             if (!nal->skipped_bytes_pos)
 340                 return AVERROR(ENOMEM);
 341
 342             pkt->nals_allocated = new_size;
 343         }
 344         nal = &pkt->nals[pkt->nb_nals];
 345
 346         consumed = ff_h2645_extract_rbsp(bc.buffer, extract_length, &pkt->rbsp, nal, small_padding);
 347         if (consumed < 0)
 348             return consumed;
 349
 350         if (is_nalff && (extract_length != consumed) && extract_length)
 351             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG,
 352                    "NALFF: Consumed only %d bytes instead of %d\n",
 353                    consumed, extract_length);
 354
 355         pkt->nb_nals++;
 356
 357         bytestream2_skip(&bc, consumed);
 358
 359         /* see commit 3566042a0 */
 360         if (bytestream2_get_bytes_left(&bc) >= 4 &&
 361             bytestream2_peek_be32(&bc) == 0x000001E0)
 362             skip_trailing_zeros = 0;
 363
 364         nal->size_bits = get_bit_length(nal, skip_trailing_zeros);
 365
 366         ret = init_get_bits(&nal->gb, nal->data, nal->size_bits);
 367         if (ret < 0)
 368             return ret;
 369
 370         if (codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC)
 371             ret = hevc_parse_nal_header(nal, logctx);
 372         else
 373             ret = h264_parse_nal_header(nal, logctx);
 374         if (ret <= 0 || nal->size <= 0) {
 375             if (ret < 0) {
 376                 av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid NAL unit %d, skipping.\n",
 377                        nal->type);
 378             }
 379             pkt->nb_nals--;
 380         }
 381     }
 382
 383     return 0;
 384 }
 385
 386 void ff_h2645_packet_uninit(H2645Packet *pkt)
 387 {
 388     int i;
 389     for (i = 0; i < pkt->nals_allocated; i++) {
 390         av_freep(&pkt->nals[i].skipped_bytes_pos);
 391     }
 392     av_freep(&pkt->nals);
 393     pkt->nals_allocated = 0;
 394     av_freep(&pkt->rbsp.rbsp_buffer);
 395     pkt->rbsp.rbsp_buffer_alloc_size = pkt->rbsp.rbsp_buffer_size = 0;
 396 }