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,
  30                               int picture_structure, void *logctx)
  31 {
  32     int list, i, j;
  33     int luma_def, chroma_def;
  34
  35     pwt->use_weight             = 0;
  36     pwt->use_weight_chroma      = 0;
  37     pwt->luma_log2_weight_denom = get_ue_golomb(gb);
  38     if (sps->chroma_format_idc)
  39         pwt->chroma_log2_weight_denom = get_ue_golomb(gb);
  40
  41     if (pwt->luma_log2_weight_denom > 7U) {
  42         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "luma_log2_weight_denom %d is out of range\n", pwt->luma_log2_weight_denom);
  43         pwt->luma_log2_weight_denom = 0;
  44     }
  45     if (pwt->chroma_log2_weight_denom > 7U) {
  46         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "chroma_log2_weight_denom %d is out of range\n", pwt->chroma_log2_weight_denom);
  47         pwt->chroma_log2_weight_denom = 0;
  48     }
  49
  50     luma_def   = 1 << pwt->luma_log2_weight_denom;
  51     chroma_def = 1 << pwt->chroma_log2_weight_denom;
  52
  53     for (list = 0; list < 2; list++) {
  54         pwt->luma_weight_flag[list]   = 0;
  55         pwt->chroma_weight_flag[list] = 0;
  56         for (i = 0; i < ref_count[list]; i++) {
  57             int luma_weight_flag, chroma_weight_flag;
  58
  59             luma_weight_flag = get_bits1(gb);
  60             if (luma_weight_flag) {
  61                 pwt->luma_weight[i][list][0] = get_se_golomb(gb);
  62                 pwt->luma_weight[i][list][1] = get_se_golomb(gb);
  63                 if ((int8_t)pwt->luma_weight[i][list][0] != pwt->luma_weight[i][list][0] ||
  64                     (int8_t)pwt->luma_weight[i][list][1] != pwt->luma_weight[i][list][1])
  65                     goto out_range_weight;
  66                 if (pwt->luma_weight[i][list][0] != luma_def ||
  67                     pwt->luma_weight[i][list][1] != 0) {
  68                     pwt->use_weight             = 1;
  69                     pwt->luma_weight_flag[list] = 1;
  70                 }
  71             } else {
  72                 pwt->luma_weight[i][list][0] = luma_def;
  73                 pwt->luma_weight[i][list][1] = 0;
  74             }
  75
  76             if (sps->chroma_format_idc) {
  77                 chroma_weight_flag = get_bits1(gb);
  78                 if (chroma_weight_flag) {
  79                     int j;
  80                     for (j = 0; j < 2; j++) {
  81                         pwt->chroma_weight[i][list][j][0] = get_se_golomb(gb);
  82                         pwt->chroma_weight[i][list][j][1] = get_se_golomb(gb);
  83                         if ((int8_t)pwt->chroma_weight[i][list][j][0] != pwt->chroma_weight[i][list][j][0] ||
  84                             (int8_t)pwt->chroma_weight[i][list][j][1] != pwt->chroma_weight[i][list][j][1])
  85                             goto out_range_weight;
  86                         if (pwt->chroma_weight[i][list][j][0] != chroma_def ||
  87                             pwt->chroma_weight[i][list][j][1] != 0) {
  88                             pwt->use_weight_chroma        = 1;
  89                             pwt->chroma_weight_flag[list] = 1;
  90                         }
  91                     }
  92                 } else {
  93                     int j;
  94                     for (j = 0; j < 2; j++) {
  95                         pwt->chroma_weight[i][list][j][0] = chroma_def;
  96                         pwt->chroma_weight[i][list][j][1] = 0;
  97                     }
  98                 }
  99             }
 100
 101             // for MBAFF
 102             if (picture_structure == PICT_FRAME) {
 103                 pwt->luma_weight[16 + 2 * i][list][0] = pwt->luma_weight[16 + 2 * i + 1][list][0] = pwt->luma_weight[i][list][0];
 104                 pwt->luma_weight[16 + 2 * i][list][1] = pwt->luma_weight[16 + 2 * i + 1][list][1] = pwt->luma_weight[i][list][1];
 105                 for (j = 0; j < 2; j++) {
 106                     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];
 107                     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];
 108                 }
 109             }
 110         }
 111         if (slice_type_nos != AV_PICTURE_TYPE_B)
 112             break;
 113     }
 114     pwt->use_weight = pwt->use_weight || pwt->use_weight_chroma;
 115     return 0;
 116 out_range_weight:
 117     avpriv_request_sample(logctx, "Out of range weight\n");
 118     return AVERROR_INVALIDDATA;
 119 }
 120
 121 /**
 122  * Check if the top & left blocks are available if needed and
 123  * change the dc mode so it only uses the available blocks.
 124  */
 125 int ff_h264_check_intra4x4_pred_mode(int8_t *pred_mode_cache, void *logctx,
 126                                      int top_samples_available, int left_samples_available)
 127 {
 128     static const int8_t top[12] = {
 129         -1, 0, LEFT_DC_PRED, -1, -1, -1, -1, -1, 0
 130     };
 131     static const int8_t left[12] = {
 132         0, -1, TOP_DC_PRED, 0, -1, -1, -1, 0, -1, DC_128_PRED
 133     };
 134     int i;
 135
 136     if (!(top_samples_available & 0x8000)) {
 137         for (i = 0; i < 4; i++) {
 138             int status = top[pred_mode_cache[scan8[0] + i]];
 139             if (status < 0) {
 140                 av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 141                        "top block unavailable for requested intra mode %d\n",
 142                        status);
 143                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 144             } else if (status) {
 145                 pred_mode_cache[scan8[0] + i] = status;
 146             }
 147         }
 148     }
 149
 150     if ((left_samples_available & 0x8888) != 0x8888) {
 151         static const int mask[4] = { 0x8000, 0x2000, 0x80, 0x20 };
 152         for (i = 0; i < 4; i++)
 153             if (!(left_samples_available & mask[i])) {
 154                 int status = left[pred_mode_cache[scan8[0] + 8 * i]];
 155                 if (status < 0) {
 156                     av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 157                            "left block unavailable for requested intra4x4 mode %d\n",
 158                            status);
 159                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 160                 } else if (status) {
 161                     pred_mode_cache[scan8[0] + 8 * i] = status;
 162                 }
 163             }
 164     }
 165
 166     return 0;
 167 }
 168
 169 /**
 170  * Check if the top & left blocks are available if needed and
 171  * change the dc mode so it only uses the available blocks.
 172  */
 173 int ff_h264_check_intra_pred_mode(void *logctx, int top_samples_available,
 174                                   int left_samples_available,
 175                                   int mode, int is_chroma)
 176 {
 177     static const int8_t top[4]  = { LEFT_DC_PRED8x8, 1, -1, -1 };
 178     static const int8_t left[5] = { TOP_DC_PRED8x8, -1,  2, -1, DC_128_PRED8x8 };
 179
 180     if (mode > 3U) {
 181         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 182                "out of range intra chroma pred mode\n");
 183         return AVERROR_INVALIDDATA;
 184     }
 185
 186     if (!(top_samples_available & 0x8000)) {
 187         mode = top[mode];
 188         if (mode < 0) {
 189             av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 190                    "top block unavailable for requested intra mode\n");
 191             return AVERROR_INVALIDDATA;
 192         }
 193     }
 194
 195     if ((left_samples_available & 0x8080) != 0x8080) {
 196         mode = left[mode];
 197         if (mode < 0) {
 198             av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 199                    "left block unavailable for requested intra mode\n");
 200             return AVERROR_INVALIDDATA;
 201         }
 202         if (is_chroma && (left_samples_available & 0x8080)) {
 203             // mad cow disease mode, aka MBAFF + constrained_intra_pred
 204             mode = ALZHEIMER_DC_L0T_PRED8x8 +
 205                    (!(left_samples_available & 0x8000)) +
 206                    2 * (mode == DC_128_PRED8x8);
 207         }
 208     }
 209
 210     return mode;
 211 }
 212
 213 int ff_h264_parse_ref_count(int *plist_count, int ref_count[2],
 214                             GetBitContext *gb, const PPS *pps,
 215                             int slice_type_nos, int picture_structure, void *logctx)
 216 {
 217     int list_count;
 218     int num_ref_idx_active_override_flag;
 219
 220     // set defaults, might be overridden a few lines later
 221     ref_count[0] = pps->ref_count[0];
 222     ref_count[1] = pps->ref_count[1];
 223
 224     if (slice_type_nos != AV_PICTURE_TYPE_I) {
 225         unsigned max[2];
 226         max[0] = max[1] = picture_structure == PICT_FRAME ? 15 : 31;
 227
 228         num_ref_idx_active_override_flag = get_bits1(gb);
 229
 230         if (num_ref_idx_active_override_flag) {
 231             ref_count[0] = get_ue_golomb(gb) + 1;
 232             if (slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B) {
 233                 ref_count[1] = get_ue_golomb(gb) + 1;
 234             } else
 235                 // full range is spec-ok in this case, even for frames
 236                 ref_count[1] = 1;
 237         }
 238
 239         if (ref_count[0] - 1 > max[0] || ref_count[1] - 1 > max[1]) {
 240             av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "reference overflow %u > %u or %u > %u\n",
 241                    ref_count[0] - 1, max[0], ref_count[1] - 1, max[1]);
 242             ref_count[0] = ref_count[1] = 0;
 243             *plist_count = 0;
 244             goto fail;
 245         }
 246
 247         if (slice_type_nos == AV_PICTURE_TYPE_B)
 248             list_count = 2;
 249         else
 250             list_count = 1;
 251     } else {
 252         list_count   = 0;
 253         ref_count[0] = ref_count[1] = 0;
 254     }
 255
 256     *plist_count = list_count;
 257
 258     return 0;
 259 fail:
 260     *plist_count = 0;
 261     ref_count[0] = 0;
 262     ref_count[1] = 0;
 263     return AVERROR_INVALIDDATA;
 264 }
 265
 266 int ff_h264_init_poc(int pic_field_poc[2], int *pic_poc,
 267                      const SPS *sps, H264POCContext *pc,
 268                      int picture_structure, int nal_ref_idc)
 269 {
 270     const int max_frame_num = 1 << sps->log2_max_frame_num;
 271     int field_poc[2];
 272
 273     pc->frame_num_offset = pc->prev_frame_num_offset;
 274     if (pc->frame_num < pc->prev_frame_num)
 275         pc->frame_num_offset += max_frame_num;
 276
 277     if (sps->poc_type == 0) {
 278         const int max_poc_lsb = 1 << sps->log2_max_poc_lsb;
 279
 280         if (pc->poc_lsb < pc->prev_poc_lsb &&
 281             pc->prev_poc_lsb - pc->poc_lsb >= max_poc_lsb / 2)
 282             pc->poc_msb = pc->prev_poc_msb + max_poc_lsb;
 283         else if (pc->poc_lsb > pc->prev_poc_lsb &&
 284                  pc->prev_poc_lsb - pc->poc_lsb < -max_poc_lsb / 2)
 285             pc->poc_msb = pc->prev_poc_msb - max_poc_lsb;
 286         else
 287             pc->poc_msb = pc->prev_poc_msb;
 288         field_poc[0] =
 289         field_poc[1] = pc->poc_msb + pc->poc_lsb;
 290         if (picture_structure == PICT_FRAME)
 291             field_poc[1] += pc->delta_poc_bottom;
 292     } else if (sps->poc_type == 1) {
 293         int abs_frame_num, expected_delta_per_poc_cycle, expectedpoc;
 294         int i;
 295
 296         if (sps->poc_cycle_length != 0)
 297             abs_frame_num = pc->frame_num_offset + pc->frame_num;
 298         else
 299             abs_frame_num = 0;
 300
 301         if (nal_ref_idc == 0 && abs_frame_num > 0)
 302             abs_frame_num--;
 303
 304         expected_delta_per_poc_cycle = 0;
 305         for (i = 0; i < sps->poc_cycle_length; i++)
 306             // FIXME integrate during sps parse
 307             expected_delta_per_poc_cycle += sps->offset_for_ref_frame[i];
 308
 309         if (abs_frame_num > 0) {
 310             int poc_cycle_cnt          = (abs_frame_num - 1) / sps->poc_cycle_length;
 311             int frame_num_in_poc_cycle = (abs_frame_num - 1) % sps->poc_cycle_length;
 312
 313             expectedpoc = poc_cycle_cnt * expected_delta_per_poc_cycle;
 314             for (i = 0; i <= frame_num_in_poc_cycle; i++)
 315                 expectedpoc = expectedpoc + sps->offset_for_ref_frame[i];
 316         } else
 317             expectedpoc = 0;
 318
 319         if (nal_ref_idc == 0)
 320             expectedpoc = expectedpoc + sps->offset_for_non_ref_pic;
 321
 322         field_poc[0] = expectedpoc + pc->delta_poc[0];
 323         field_poc[1] = field_poc[0] + sps->offset_for_top_to_bottom_field;
 324
 325         if (picture_structure == PICT_FRAME)
 326             field_poc[1] += pc->delta_poc[1];
 327     } else {
 328         int poc = 2 * (pc->frame_num_offset + pc->frame_num);
 329
 330         if (!nal_ref_idc)
 331             poc--;
 332
 333         field_poc[0] = poc;
 334         field_poc[1] = poc;
 335     }
 336
 337     if (picture_structure != PICT_BOTTOM_FIELD)
 338         pic_field_poc[0] = field_poc[0];
 339     if (picture_structure != PICT_TOP_FIELD)
 340         pic_field_poc[1] = field_poc[1];
 341     *pic_poc = FFMIN(pic_field_poc[0], pic_field_poc[1]);
 342
 343     return 0;
 344 }
 345
 346 static int decode_extradata_ps(const uint8_t *data, int size, H264ParamSets *ps,
 347                                int is_avc, void *logctx)
 348 {
 349     H2645Packet pkt = { 0 };
 350     int i, ret = 0;
 351
 352     ret = ff_h2645_packet_split(&pkt, data, size, logctx, is_avc, 2, AV_CODEC_ID_H264, 1);
 353     if (ret < 0) {
 354         ret = 0;
 355         goto fail;
 356     }
 357
 358     for (i = 0; i < pkt.nb_nals; i++) {
 359         H2645NAL *nal = &pkt.nals[i];
 360         switch (nal->type) {
 361         case H264_NAL_SPS:
 362             ret = ff_h264_decode_seq_parameter_set(&nal->gb, logctx, ps, 0);
 363             if (ret < 0)
 364                 goto fail;
 365             break;
 366         case H264_NAL_PPS:
 367             ret = ff_h264_decode_picture_parameter_set(&nal->gb, logctx, ps,
 368                                                        nal->size_bits);
 369             if (ret < 0)
 370                 goto fail;
 371             break;
 372         default:
 373             av_log(logctx, AV_LOG_VERBOSE, "Ignoring NAL type %d in extradata\n",
 374                    nal->type);
 375             break;
 376         }
 377     }
 378
 379 fail:
 380     ff_h2645_packet_uninit(&pkt);
 381     return ret;
 382 }
 383
 384 /* There are (invalid) samples in the wild with mp4-style extradata, where the
 385  * parameter sets are stored unescaped (i.e. as RBSP).
 386  * This function catches the parameter set decoding failure and tries again
 387  * after escaping it */
 388 static int decode_extradata_ps_mp4(const uint8_t *buf, int buf_size, H264ParamSets *ps,
 389                                    int err_recognition, void *logctx)
 390 {
 391     int ret;
 392
 393     ret = decode_extradata_ps(buf, buf_size, ps, 1, logctx);
 394     if (ret < 0 && !(err_recognition & AV_EF_EXPLODE)) {
 395         GetByteContext gbc;
 396         PutByteContext pbc;
 397         uint8_t *escaped_buf;
 398         int escaped_buf_size;
 399
 400         av_log(logctx, AV_LOG_WARNING,
 401                "SPS decoding failure, trying again after escaping the NAL\n");
 402
 403         if (buf_size / 2 >= (INT16_MAX - AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE) / 3)
 404             return AVERROR(ERANGE);
 405         escaped_buf_size = buf_size * 3 / 2 + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE;
 406         escaped_buf = av_mallocz(escaped_buf_size);
 407         if (!escaped_buf)
 408             return AVERROR(ENOMEM);
 409
 410         bytestream2_init(&gbc, buf, buf_size);
 411         bytestream2_init_writer(&pbc, escaped_buf, escaped_buf_size);
 412
 413         while (bytestream2_get_bytes_left(&gbc)) {
 414             if (bytestream2_get_bytes_left(&gbc) >= 3 &&
 415                 bytestream2_peek_be24(&gbc) <= 3) {
 416                 bytestream2_put_be24(&pbc, 3);
 417                 bytestream2_skip(&gbc, 2);
 418             } else
 419                 bytestream2_put_byte(&pbc, bytestream2_get_byte(&gbc));
 420         }
 421
 422         escaped_buf_size = bytestream2_tell_p(&pbc);
 423         AV_WB16(escaped_buf, escaped_buf_size - 2);
 424
 425         ret = decode_extradata_ps(escaped_buf, escaped_buf_size, ps, 1, logctx);
 426         av_freep(&escaped_buf);
 427         if (ret < 0)
 428             return ret;
 429     }
 430
 431     return 0;
 432 }
 433
 434 int ff_h264_decode_extradata(const uint8_t *data, int size, H264ParamSets *ps,
 435                              int *is_avc, int *nal_length_size,
 436                              int err_recognition, void *logctx)
 437 {
 438     int ret;
 439
 440     if (!data || size <= 0)
 441         return -1;
 442
 443     if (data[0] == 1) {
 444         int i, cnt, nalsize;
 445         const uint8_t *p = data;
 446
 447         *is_avc = 1;
 448
 449         if (size < 7) {
 450             av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "avcC %d too short\n", size);
 451             return AVERROR_INVALIDDATA;
 452         }
 453
 454         // Decode sps from avcC
 455         cnt = *(p + 5) & 0x1f; // Number of sps
 456         p  += 6;
 457         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 458             nalsize = AV_RB16(p) + 2;
 459             if (nalsize > size - (p - data))
 460                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 461             ret = decode_extradata_ps_mp4(p, nalsize, ps, err_recognition, logctx);
 462             if (ret < 0) {
 463                 av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 464                        "Decoding sps %d from avcC failed\n", i);
 465                 return ret;
 466             }
 467             p += nalsize;
 468         }
 469         // Decode pps from avcC
 470         cnt = *(p++); // Number of pps
 471         for (i = 0; i < cnt; i++) {
 472             nalsize = AV_RB16(p) + 2;
 473             if (nalsize > size - (p - data))
 474                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 475             ret = decode_extradata_ps_mp4(p, nalsize, ps, err_recognition, logctx);
 476             if (ret < 0) {
 477                 av_log(logctx, AV_LOG_ERROR,
 478                        "Decoding pps %d from avcC failed\n", i);
 479                 return ret;
 480             }
 481             p += nalsize;
 482         }
 483         // Store right nal length size that will be used to parse all other nals
 484         *nal_length_size = (data[4] & 0x03) + 1;
 485     } else {
 486         *is_avc = 0;
 487         ret = decode_extradata_ps(data, size, ps, 0, logctx);
 488         if (ret < 0)
 489             return ret;
 490     }
 491     return size;
 492 }
 493
 494 /**
 495  * Compute profile from profile_idc and constraint_set?_flags.
 496  *
 497  * @param sps SPS
 498  *
 499  * @return profile as defined by FF_PROFILE_H264_*
 500  */
 501 int ff_h264_get_profile(const SPS *sps)
 502 {
 503     int profile = sps->profile_idc;
 504
 505     switch (sps->profile_idc) {
 506     case FF_PROFILE_H264_BASELINE:
 507         // constraint_set1_flag set to 1
 508         profile |= (sps->constraint_set_flags & 1 << 1) ? FF_PROFILE_H264_CONSTRAINED : 0;
 509         break;
 510     case FF_PROFILE_H264_HIGH_10:
 511     case FF_PROFILE_H264_HIGH_422:
 512     case FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE:
 513         // constraint_set3_flag set to 1
 514         profile |= (sps->constraint_set_flags & 1 << 3) ? FF_PROFILE_H264_INTRA : 0;
 515         break;
 516     }
 517
 518     return profile;
 519 }