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

   1 /*
   2  * HEVC Annex B format parser
   3  *
   4  * Copyright (C) 2012 - 2013 Guillaume Martres
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #include "libavutil/common.h"
  24
  25 #include "golomb.h"
  26 #include "hevc.h"
  27 #include "parser.h"
  28
  29 #define START_CODE 0x000001 ///< start_code_prefix_one_3bytes
  30
  31 #define IS_IRAP_NAL(nal) (nal->type >= 16 && nal->type <= 23)
  32
  33 typedef struct HEVCParserContext {
  34     ParseContext pc;
  35
  36     HEVCPacket pkt;
  37     HEVCParamSets ps;
  38
  39     int parsed_extradata;
  40 } HEVCParserContext;
  41
  42 static int hevc_parse_slice_header(AVCodecParserContext *s, HEVCNAL *nal,
  43                                    AVCodecContext *avctx)
  44 {
  45     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
  46     GetBitContext *gb = &nal->gb;
  47
  48     HEVCPPS *pps;
  49     HEVCSPS *sps;
  50     unsigned int pps_id;
  51
  52     get_bits1(gb);          // first slice in pic
  53     if (IS_IRAP_NAL(nal))
  54         get_bits1(gb);      // no output of prior pics
  55
  56     pps_id = get_ue_golomb_long(gb);
  57     if (pps_id >= MAX_PPS_COUNT || !ctx->ps.pps_list[pps_id]) {
  58         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PPS id out of range: %d\n", pps_id);
  59         return AVERROR_INVALIDDATA;
  60     }
  61     pps = (HEVCPPS*)ctx->ps.pps_list[pps_id]->data;
  62     sps = (HEVCSPS*)ctx->ps.sps_list[pps->sps_id]->data;
  63
  64     /* export the stream parameters */
  65     s->coded_width  = sps->width;
  66     s->coded_height = sps->height;
  67     s->width        = sps->output_width;
  68     s->height       = sps->output_height;
  69     s->format       = sps->pix_fmt;
  70     avctx->profile  = sps->ptl.general_ptl.profile_idc;
  71     avctx->level    = sps->ptl.general_ptl.level_idc;
  72
  73     /* ignore the rest for now*/
  74
  75     return 0;
  76 }
  77
  78 static int parse_nal_units(AVCodecParserContext *s, const uint8_t *buf,
  79                            int buf_size, AVCodecContext *avctx)
  80 {
  81     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
  82     int ret, i;
  83
  84     ret = ff_hevc_split_packet(&ctx->pkt, buf, buf_size, avctx, 0, 0);
  85     if (ret < 0)
  86         return ret;
  87
  88     for (i = 0; i < ctx->pkt.nb_nals; i++) {
  89         HEVCNAL *nal = &ctx->pkt.nals[i];
  90
  91         /* ignore everything except parameter sets and VCL NALUs */
  92         switch (nal->type) {
  93         case NAL_VPS: ff_hevc_decode_nal_vps(&nal->gb, avctx, &ctx->ps);    break;
  94         case NAL_SPS: ff_hevc_decode_nal_sps(&nal->gb, avctx, &ctx->ps, 1); break;
  95         case NAL_PPS: ff_hevc_decode_nal_pps(&nal->gb, avctx, &ctx->ps);    break;
  96         case NAL_TRAIL_R:
  97         case NAL_TRAIL_N:
  98         case NAL_TSA_N:
  99         case NAL_TSA_R:
 100         case NAL_STSA_N:
 101         case NAL_STSA_R:
 102         case NAL_BLA_W_LP:
 103         case NAL_BLA_W_RADL:
 104         case NAL_BLA_N_LP:
 105         case NAL_IDR_W_RADL:
 106         case NAL_IDR_N_LP:
 107         case NAL_CRA_NUT:
 108         case NAL_RADL_N:
 109         case NAL_RADL_R:
 110         case NAL_RASL_N:
 111         case NAL_RASL_R: hevc_parse_slice_header(s, nal, avctx); break;
 112         }
 113     }
 114
 115     return 0;
 116 }
 117
 118 /**
 119  * Find the end of the current frame in the bitstream.
 120  * @return the position of the first byte of the next frame, or END_NOT_FOUND
 121  */
 122 static int hevc_find_frame_end(AVCodecParserContext *s, const uint8_t *buf,
 123                                int buf_size)
 124 {
 125     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
 126     ParseContext       *pc = &ctx->pc;
 127     int i;
 128
 129     for (i = 0; i < buf_size; i++) {
 130         int nut;
 131
 132         pc->state64 = (pc->state64 << 8) | buf[i];
 133
 134         if (((pc->state64 >> 3 * 8) & 0xFFFFFF) != START_CODE)
 135             continue;
 136
 137         nut = (pc->state64 >> 2 * 8 + 1) & 0x3F;
 138         // Beginning of access unit
 139         if ((nut >= NAL_VPS && nut <= NAL_AUD) || nut == NAL_SEI_PREFIX ||
 140             (nut >= 41 && nut <= 44) || (nut >= 48 && nut <= 55)) {
 141             if (pc->frame_start_found) {
 142                 pc->frame_start_found = 0;
 143                 return i - 5;
 144             }
 145         } else if (nut <= NAL_RASL_R ||
 146                    (nut >= NAL_BLA_W_LP && nut <= NAL_CRA_NUT)) {
 147             int first_slice_segment_in_pic_flag = buf[i] >> 7;
 148             if (first_slice_segment_in_pic_flag) {
 149                 if (!pc->frame_start_found) {
 150                     pc->frame_start_found = 1;
 151                     s->key_frame = nut >= NAL_BLA_W_LP && nut <= NAL_CRA_NUT;
 152                 } else { // First slice of next frame found
 153                     pc->frame_start_found = 0;
 154                     return i - 5;
 155                 }
 156             }
 157         }
 158     }
 159
 160     return END_NOT_FOUND;
 161 }
 162
 163 static int hevc_parse(AVCodecParserContext *s, AVCodecContext *avctx,
 164                       const uint8_t **poutbuf, int *poutbuf_size,
 165                       const uint8_t *buf, int buf_size)
 166 {
 167     int next;
 168
 169     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
 170     ParseContext *pc = &ctx->pc;
 171
 172     if (avctx->extradata && !ctx->parsed_extradata) {
 173         parse_nal_units(s, avctx->extradata, avctx->extradata_size, avctx);
 174         ctx->parsed_extradata = 1;
 175     }
 176
 177     if (s->flags & PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES) {
 178         next = buf_size;
 179     } else {
 180         next = hevc_find_frame_end(s, buf, buf_size);
 181         if (ff_combine_frame(pc, next, &buf, &buf_size) < 0) {
 182             *poutbuf      = NULL;
 183             *poutbuf_size = 0;
 184             return buf_size;
 185         }
 186     }
 187
 188     parse_nal_units(s, buf, buf_size, avctx);
 189
 190     *poutbuf      = buf;
 191     *poutbuf_size = buf_size;
 192     return next;
 193 }
 194
 195 // Split after the parameter sets at the beginning of the stream if they exist.
 196 static int hevc_split(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *buf, int buf_size)
 197 {
 198     int i;
 199     uint32_t state = -1;
 200     int has_ps = 0;
 201
 202     for (i = 0; i < buf_size; i++) {
 203         state = (state << 8) | buf[i];
 204         if (((state >> 8) & 0xFFFFFF) == START_CODE) {
 205             int nut = (state >> 1) & 0x3F;
 206             if (nut >= NAL_VPS && nut <= NAL_PPS)
 207                 has_ps = 1;
 208             else if (has_ps)
 209                 return i - 3;
 210             else // no parameter set at the beginning of the stream
 211                 return 0;
 212         }
 213     }
 214     return 0;
 215 }
 216
 217 static void hevc_parser_close(AVCodecParserContext *s)
 218 {
 219     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
 220     int i;
 221
 222     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ctx->ps.vps_list); i++)
 223         av_buffer_unref(&ctx->ps.vps_list[i]);
 224     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ctx->ps.sps_list); i++)
 225         av_buffer_unref(&ctx->ps.sps_list[i]);
 226     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ctx->ps.pps_list); i++)
 227         av_buffer_unref(&ctx->ps.pps_list[i]);
 228
 229     for (i = 0; i < ctx->pkt.nals_allocated; i++)
 230         av_freep(&ctx->pkt.nals[i].rbsp_buffer);
 231     av_freep(&ctx->pkt.nals);
 232     ctx->pkt.nals_allocated = 0;
 233
 234     av_freep(&ctx->pc.buffer);
 235 }
 236
 237 AVCodecParser ff_hevc_parser = {
 238     .codec_ids      = { AV_CODEC_ID_HEVC },
 239     .priv_data_size = sizeof(HEVCParserContext),
 240     .parser_parse   = hevc_parse,
 241     .parser_close   = hevc_parser_close,
 242     .split          = hevc_split,
 243 };