git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/h264_parse.c

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 #include "bytestream.h"
  20 #include "get_bits.h"
  21 #include "golomb.h"
  22 #include "h264.h"
  23 #include "h264dec.h"
  24 #include "h264_parse.h"
  25 #include "h264_ps.h"
  26
  27 int ff_h264_pred_weight_table(GetBitContext *gb, const SPS *sps,
  28                               const int *ref_count, int slice_type_nos,
  29                               H264PredWeightTable *pwt, void *logctx)
  30 {
  31     int list, i, j;
  32     int luma_def, chroma_def;
  33
  34     pwt->use_weight             = 0;
  35     pwt->use_weight_chroma      = 0;
  36     pwt->luma_log2_weight_denom = get_ue_golomb(gb);
  37     if (sps->chroma_format_idc)
  38         pwt->chroma_log2_weight_denom = get_ue_golomb(gb);
  39
  40     if (pwt->luma_log2_weight_denom > 7U) {
  41         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "luma_log2_weight_denom %d is out of range\n", pwt->luma_log2_weight_denom);
  42         pwt->luma_log2_weight_denom = 0;
  43     }
  44     if (pwt->chroma_log2_weight_denom > 7U) {
  45         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "chroma_log2_weight_denom %d is out of range\n", pwt->chroma_log2_weight_denom);
  46         pwt->chroma_log2_weight_denom = 0;
  47     }
  48
  49     luma_def   = 1 << pwt->luma_log2_weight_denom;
  50     chroma_def = 1 << pwt->chroma_log2_weight_denom;
  51
  52     for (list = 0; list < 2; list++) {
  53         pwt->luma_weight_flag[list]   = 0;
  54         pwt->chroma_weight_flag[list] = 0;
  55         for (i = 0; i < ref_count[list]; i++) {
  56             int luma_weight_flag, chroma_weight_flag;
  57
  58             luma_weight_flag = get_bits1(gb);
  59             if (luma_weight_flag) {
  60                 pwt->luma_weight[i][list][0] = get_se_golomb(gb);
  61                 pwt->luma_weight[i][list][1] = get_se_golomb(gb);
  62                 if (pwt->luma_weight[i][list][0] != luma_def ||
  63                     pwt->luma_weight[i][list][1] != 0) {
  64                     pwt->use_weight             = 1;
  65                     pwt->luma_weight_flag[list] = 1;
  66                 }
  67             } else {
  68                 pwt->luma_weight[i][list][0] = luma_def;
  69                 pwt->luma_weight[i][list][1] = 0;
  70             }
  71
  72             if (sps->chroma_format_idc) {
  73                 chroma_weight_flag = get_bits1(gb);
  74                 if (chroma_weight_flag) {
  75                     int j;
  76                     for (j = 0; j < 2; j++) {
  77                         pwt->chroma_weight[i][list][j][0] = get_se_golomb(gb);
  78                         pwt->chroma_weight[i][list][j][1] = get_se_golomb(gb);
  79                         if (pwt->chroma_weight[i][list][j][0] != chroma_def ||
  80                             pwt->chroma_weight[i][list][j][1] != 0) {
  81                             pwt->use_weight_chroma        = 1;
  82                             pwt->chroma_weight_flag[list] = 1;
  83                         }
  84                     }
  85                 } else {
  86                     int j;
  87                     for (j = 0; j < 2; j++) {
  88                         pwt->chroma_weight[i][list][j][0] = chroma_def;
  89                         pwt->chroma_weight[i][list][j][1] = 0;
  90                     }
  91                 }
  92             }
  93
  94             // for MBAFF
  95             pwt->luma_weight[16 + 2 * i][list][0] = pwt->luma_weight[16 + 2 * i + 1][list][0] = pwt->luma_weight[i][list][0];
  96             pwt->luma_weight[16 + 2 * i][list][1] = pwt->luma_weight[16 + 2 * i + 1][list][1] = pwt->luma_weight[i][list][1];
  97             for (j = 0; j < 2; j++) {
  98                 pwt->chroma_weight[16 + 2 * i][list][j][0] = pwt->chroma_weight[16 + 2 * i + 1][list][j][0] = pwt->chroma_weight[i][list][j][0];
  99                 pwt->chroma_weight[16 + 2 * i][list][j][1] = pwt->chroma_weight[16 + 2 * i + 1][list][j][1] = pwt->chroma_weight[i][list][j][1];
 100             }
 101         }
 102         if (slice_type_nos != AV_PICTURE_TYPE_B)
 103             break;
 104     }
 105     pwt->use_weight = pwt->use_weight || pwt->use_weight_chroma;
 106     return 0;
 107 }
 108
 109 /**
 110  * Check if the top & left blocks are available if needed and
 111  * change the dc mode so it only uses the available blocks.
 112  */
 113 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(int8_t *pred_mode_cache, void *logctx,
 114                                      int top_samples_available, int left_samples_available)
 115 {
 116     static const int8_t top[12] = {
 117         -1, 0, LEFT_DC_PRED, -1, -1, -1, -1, -1, 0
 118     };
 119     static const int8_t left[12] = {
 120         0, -1, TOP_DC_PRED, 0, -1, -1, -1, 0, -1, DC_128_PRED
 121     };
 122     int i;
 123
 124     if (!(top_samples_available & 0x8000)) {
 125         for (i = 0; i < 4; i++) {
 126             int status = top[pred_mode_cache[scan8[0] + i]];
 127             if (status < 0) {
 128                 av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 129                        "top block unavailable for requested intra mode %d\n",
 130                        status);
 131                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 132             } else if (status) {
 133                 pred_mode_cache[scan8[0] + i] = status;
 134             }
 135         }
 136     }
 137
 138     if ((left_samples_available & 0x8888) != 0x8888) {
 139         static const int mask[4] = { 0x8000, 0x2000, 0x80, 0x20 };
 140         for (i = 0; i < 4; i++)
 141             if (!(left_samples_available & mask[i])) {
 142                 int status = left[pred_mode_cache[scan8[0] + 8 * i]];
 143                 if (status < 0) {
 144                     av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 145                            "left block unavailable for requested intra4x4 mode %d\n",
 146                            status);
 147                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 148                 } else if (status) {
 149                     pred_mode_cache[scan8[0] + 8 * i] = status;
 150                 }
 151             }
 152     }
 153
 154     return 0;
 155 }
 156
 157 /**
 158  * Check if the top & left blocks are available if needed and
 159  * change the dc mode so it only uses the available blocks.
 160  */
 161 int ff_h264_check_intra_pred_mode(void *logctx, int top_samples_available,
 162                                   int left_samples_available,
 163                                   int mode, int is_chroma)
 164 {
 165     static const int8_t top[4]  = { LEFT_DC_PRED8x8, 1, -1, -1 };
 166     static const int8_t left[5] = { TOP_DC_PRED8x8, -1,  2, -1, DC_128_PRED8x8 };
 167
 168     if (mode > 3U) {
 169         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 170                "out of range intra chroma pred mode\n");
 171         return AVERROR_INVALIDDATA;
 172     }
 173
 174     if (!(top_samples_available & 0x8000)) {
 175         mode = top[mode];
 176         if (mode < 0) {
 177             av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 178                    "top block unavailable for requested intra mode\n");
 179             return AVERROR_INVALIDDATA;
 180         }
 181     }
 182
 183     if ((left_samples_available & 0x8080) != 0x8080) {
 184         mode = left[mode];
 185         if (mode < 0) {
 186             av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 187                    "left block unavailable for requested intra mode\n");
 188             return AVERROR_INVALIDDATA;
 189         }
 190         if (is_chroma && (left_samples_available & 0x8080)) {
 191             // mad cow disease mode, aka MBAFF + constrained_intra_pred
 192             mode = ALZHEIMER_DC_L0T_PRED8x8 +
 193                    (!(left_samples_available & 0x8000)) +
 194                    2 * (mode == DC_128_PRED8x8);
 195         }
 196     }
 197
 198     return mode;
 199 }
 200
 201 int ff_h264_parse_ref_count(int *plist_count, int ref_count[2],
 202                             GetBitContext *gb, const PPS *pps,
 203                             int slice_type_nos, int picture_structure, void *logctx)
 204 {
 205     int list_count;
 206     int num_ref_idx_active_override_flag;
 207
 208     // set defaults, might be overridden a few lines later
 209     ref_count[0] = pps->ref_count[0];
 210     ref_count[1] = pps->ref_count[1];
 211
 212     if (slice_type_nos != AV_PICTURE_TYPE_I) {
 213         unsigned max[2];
 214         max[0] = max[1] = picture_structure == PICT_FRAME ? 15 : 31;
 215
 216         num_ref_idx_active_override_flag = get_bits1(gb);
 217
 218         if (num_ref_idx_active_override_flag) {
 219             ref_count[0] = get_ue_golomb(gb) + 1;
 220             if (slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B) {
 221                 ref_count[1] = get_ue_golomb(gb) + 1;
 222             } else
 223                 // full range is spec-ok in this case, even for frames
 224                 ref_count[1] = 1;
 225         }
 226
 227         if (ref_count[0] - 1 > max[0] || ref_count[1] - 1 > max[1]) {
 228             av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "reference overflow %u > %u or %u > %u\n",
 229                    ref_count[0] - 1, max[0], ref_count[1] - 1, max[1]);
 230             ref_count[0] = ref_count[1] = 0;
 231             *plist_count = 0;
 232             goto fail;
 233         }
 234
 235         if (slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B)
 236             list_count = 2;
 237         else
 238             list_count = 1;
 239     } else {
 240         list_count   = 0;
 241         ref_count[0] = ref_count[1] = 0;
 242     }
 243
 244     *plist_count = list_count;
 245
 246     return 0;
 247 fail:
 248     *plist_count = 0;
 249     ref_count[0] = 0;
 250     ref_count[1] = 0;
 251     return AVERROR_INVALIDDATA;
 252 }
 253
 254 int ff_h264_init_poc(int pic_field_poc[2], int *pic_poc,
 255                      const SPS *sps, H264POCContext *pc,
 256                      int picture_structure, int nal_ref_idc)
 257 {
 258     const int max_frame_num = 1 << sps->log2_max_frame_num;
 259     int field_poc[2];
 260
 261     pc->frame_num_offset = pc->prev_frame_num_offset;
 262     if (pc->frame_num < pc->prev_frame_num)
 263         pc->frame_num_offset += max_frame_num;
 264
 265     if (sps->poc_type == 0) {
 266         const int max_poc_lsb = 1 << sps->log2_max_poc_lsb;
 267
 268         if (pc->poc_lsb < pc->prev_poc_lsb &&
 269             pc->prev_poc_lsb - pc->poc_lsb >= max_poc_lsb / 2)
 270             pc->poc_msb = pc->prev_poc_msb + max_poc_lsb;
 271         else if (pc->poc_lsb > pc->prev_poc_lsb &&
 272                  pc->prev_poc_lsb - pc->poc_lsb < -max_poc_lsb / 2)
 273             pc->poc_msb = pc->prev_poc_msb - max_poc_lsb;
 274         else
 275             pc->poc_msb = pc->prev_poc_msb;
 276         field_poc[0] =
 277         field_poc[1] = pc->poc_msb + pc->poc_lsb;
 278         if (picture_structure == PICT_FRAME)
 279             field_poc[1] += pc->delta_poc_bottom;
 280     } else if (sps->poc_type == 1) {
 281         int abs_frame_num, expected_delta_per_poc_cycle, expectedpoc;
 282         int i;
 283
 284         if (sps->poc_cycle_length != 0)
 285             abs_frame_num = pc->frame_num_offset + pc->frame_num;
 286         else
 287             abs_frame_num = 0;
 288
 289         if (nal_ref_idc == 0 && abs_frame_num > 0)
 290             abs_frame_num--;
 291
 292         expected_delta_per_poc_cycle = 0;
 293         for (i = 0; i < sps->poc_cycle_length; i++)
 294             // FIXME integrate during sps parse
 295             expected_delta_per_poc_cycle += sps->offset_for_ref_frame[i];
 296
 297         if (abs_frame_num > 0) {
 298             int poc_cycle_cnt          = (abs_frame_num - 1) / sps->poc_cycle_length;
 299             int frame_num_in_poc_cycle = (abs_frame_num - 1) % sps->poc_cycle_length;
 300
 301             expectedpoc = poc_cycle_cnt * expected_delta_per_poc_cycle;
 302             for (i = 0; i <= frame_num_in_poc_cycle; i++)
 303                 expectedpoc = expectedpoc + sps->offset_for_ref_frame[i];
 304         } else
 305             expectedpoc = 0;
 306
 307         if (nal_ref_idc == 0)
 308             expectedpoc = expectedpoc + sps->offset_for_non_ref_pic;
 309
 310         field_poc[0] = expectedpoc + pc->delta_poc[0];
 311         field_poc[1] = field_poc[0] + sps->offset_for_top_to_bottom_field;
 312
 313         if (picture_structure == PICT_FRAME)
 314             field_poc[1] += pc->delta_poc[1];
 315     } else {
 316         int poc = 2 * (pc->frame_num_offset + pc->frame_num);
 317
 318         if (!nal_ref_idc)
 319             poc--;
 320
 321         field_poc[0] = poc;
 322         field_poc[1] = poc;
 323     }
 324
 325     if (picture_structure != PICT_BOTTOM_FIELD)
 326         pic_field_poc[0] = field_poc[0];
 327     if (picture_structure != PICT_TOP_FIELD)
 328         pic_field_poc[1] = field_poc[1];
 329     *pic_poc = FFMIN(pic_field_poc[0], pic_field_poc[1]);
 330
 331     return 0;
 332 }
 333
 334 static int decode_extradata_ps(const uint8_t *data, int size, H264ParamSets *ps,
 335                                int is_avc, void *logctx)
 336 {
 337     H2645Packet pkt = { 0 };
 338     int i, ret = 0;
 339
 340     ret = ff_h2645_packet_split(&pkt, data, size, logctx, is_avc, 2, AV_CODEC_ID_H264, 1);
 341     if (ret < 0) {
 342         ret = 0;
 343         goto fail;
 344     }
 345
 346     for (i = 0; i < pkt.nb_nals; i++) {
 347         H2645NAL *nal = &pkt.nals[i];
 348         switch (nal->type) {
 349         case H264_NAL_SPS:
 350             ret = ff_h264_decode_seq_parameter_set(&nal->gb, logctx, ps, 0);
 351             if (ret < 0)
 352                 goto fail;
 353             break;
 354         case H264_NAL_PPS:
 355             ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(&nal->gb, logctx, ps,
 356                                                        nal->size_bits);
 357             if (ret < 0)
 358                 goto fail;
 359             break;
 360         default:
 361             av_log(logctx, AV_LOG_VERBOSE, "Ignoring NAL type %d in extradata\n",
 362                    nal->type);
 363             break;
 364         }
 365     }
 366
 367 fail:
 368     ff_h2645_packet_uninit(&pkt);
 369     return ret;
 370 }
 371
 372 /* There are (invalid) samples in the wild with mp4-style extradata, where the
 373  * parameter sets are stored unescaped (i.e. as RBSP).
 374  * This function catches the parameter set decoding failure and tries again
 375  * after escaping it */
 376 static int decode_extradata_ps_mp4(const uint8_t *buf, int buf_size, H264ParamSets *ps,
 377                                    int err_recognition, void *logctx)
 378 {
 379     int ret;
 380
 381     ret = decode_extradata_ps(buf, buf_size, ps, 1, logctx);
 382     if (ret < 0 && !(err_recognition & AV_EF_EXPLODE)) {
 383         GetByteContext gbc;
 384         PutByteContext pbc;
 385         uint8_t *escaped_buf;
 386         int escaped_buf_size;
 387
 388         av_log(logctx, AV_LOG_WARNING,
 389                "SPS decoding failure, trying again after escaping the NAL\n");
 390
 391         if (buf_size / 2 >= (INT16_MAX - AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE) / 3)
 392             return AVERROR(ERANGE);
 393         escaped_buf_size = buf_size * 3 / 2 + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE;
 394         escaped_buf = av_mallocz(escaped_buf_size);
 395         if (!escaped_buf)
 396             return AVERROR(ENOMEM);
 397
 398         bytestream2_init(&gbc, buf, buf_size);
 399         bytestream2_init_writer(&pbc, escaped_buf, escaped_buf_size);
 400
 401         while (bytestream2_get_bytes_left(&gbc)) {
 402             if (bytestream2_get_bytes_left(&gbc) >= 3 &&
 403                 bytestream2_peek_be24(&gbc) <= 3) {
 404                 bytestream2_put_be24(&pbc, 3);
 405                 bytestream2_skip(&gbc, 2);
 406             } else
 407                 bytestream2_put_byte(&pbc, bytestream2_get_byte(&gbc));
 408         }
 409
 410         escaped_buf_size = bytestream2_tell_p(&pbc);
 411         AV_WB16(escaped_buf, escaped_buf_size - 2);
 412
 413         ret = decode_extradata_ps(escaped_buf, escaped_buf_size, ps, 1, logctx);
 414         av_freep(&escaped_buf);
 415         if (ret < 0)
 416             return ret;
 417     }
 418
 419     return 0;
 420 }
 421
 422 int ff_h264_decode_extradata(const uint8_t *data, int size, H264ParamSets *ps,
 423                              int *is_avc, int *nal_length_size,
 424                              int err_recognition, void *logctx)
 425 {
 426     int ret;
 427
 428     if (!data || size <= 0)
 429         return -1;
 430
 431     if (data[0] == 1) {
 432         int i, cnt, nalsize;
 433         const uint8_t *p = data;
 434
 435         *is_avc = 1;
 436
 437         if (size < 7) {
 438             av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "avcC %d too short\n", size);
 439             return AVERROR_INVALIDDATA;
 440         }
 441
 442         // Decode sps from avcC
 443         cnt = *(p + 5) & 0x1f; // Number of sps
 444         p  += 6;
 445         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 446             nalsize = AV_RB16(p) + 2;
 447             if (nalsize > size - (p - data))
 448                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 449             ret = decode_extradata_ps_mp4(p, nalsize, ps, err_recognition, logctx);
 450             if (ret < 0) {
 451                 av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 452                        "Decoding sps %d from avcC failed\n", i);
 453                 return ret;
 454             }
 455             p += nalsize;
 456         }
 457         // Decode pps from avcC
 458         cnt = *(p++); // Number of pps
 459         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 460             nalsize = AV_RB16(p) + 2;
 461             if (nalsize > size - (p - data))
 462                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 463             ret = decode_extradata_ps_mp4(p, nalsize, ps, err_recognition, logctx);
 464             if (ret < 0) {
 465                 av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 466                        "Decoding pps %d from avcC failed\n", i);
 467                 return ret;
 468             }
 469             p += nalsize;
 470         }
 471         // Store right nal length size that will be used to parse all other nals
 472         *nal_length_size = (data[4] & 0x03) + 1;
 473     } else {
 474         *is_avc = 0;
 475         ret = decode_extradata_ps(data, size, ps, 0, logctx);
 476         if (ret < 0)
 477             return ret;
 478     }
 479     return size;
 480 }
 481
 482 /**
 483  * Compute profile from profile_idc and constraint_set?_flags.
 484  *
 485  * @param sps SPS
 486  *
 487  * @return profile as defined by FF_PROFILE_H264_*
 488  */
 489 int ff_h264_get_profile(const SPS *sps)
 490 {
 491     int profile = sps->profile_idc;
 492
 493     switch (sps->profile_idc) {
 494     case FF_PROFILE_H264_BASELINE:
 495         // constraint_set1_flag set to 1
 496         profile |= (sps->constraint_set_flags & 1 << 1) ? FF_PROFILE_H264_CONSTRAINED : 0;
 497         break;
 498     case FF_PROFILE_H264_HIGH_10:
 499     case FF_PROFILE_H264_HIGH_422:
 500     case FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE:
 501         // constraint_set3_flag set to 1
 502         profile |= (sps->constraint_set_flags & 1 << 3) ? FF_PROFILE_H264_INTRA : 0;
 503         break;
 504     }
 505
 506     return profile;
 507 }