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 "hevcdec.h"
  28 #include "h2645_parse.h"
  29 #include "parser.h"
  30
  31 #define START_CODE 0x000001 ///< start_code_prefix_one_3bytes
  32
  33 #define IS_IRAP_NAL(nal) (nal->type >= 16 && nal->type <= 23)
  34
  35 typedef struct HEVCParserContext {
  36     ParseContext pc;
  37
  38     H2645Packet pkt;
  39     HEVCParamSets ps;
  40
  41     int parsed_extradata;
  42 } HEVCParserContext;
  43
  44 static int hevc_parse_slice_header(AVCodecParserContext *s, H2645NAL *nal,
  45                                    AVCodecContext *avctx)
  46 {
  47     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
  48     GetBitContext *gb = &nal->gb;
  49
  50     HEVCPPS *pps;
  51     HEVCSPS *sps;
  52     unsigned int pps_id;
  53
  54     get_bits1(gb);          // first slice in pic
  55     if (IS_IRAP_NAL(nal))
  56         get_bits1(gb);      // no output of prior pics
  57
  58     pps_id = get_ue_golomb_long(gb);
  59     if (pps_id >= HEVC_MAX_PPS_COUNT || !ctx->ps.pps_list[pps_id]) {
  60         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PPS id out of range: %d\n", pps_id);
  61         return AVERROR_INVALIDDATA;
  62     }
  63     pps = (HEVCPPS*)ctx->ps.pps_list[pps_id]->data;
  64     sps = (HEVCSPS*)ctx->ps.sps_list[pps->sps_id]->data;
  65
  66     /* export the stream parameters */
  67     s->coded_width  = sps->width;
  68     s->coded_height = sps->height;
  69     s->width        = sps->output_width;
  70     s->height       = sps->output_height;
  71     s->format       = sps->pix_fmt;
  72     avctx->profile  = sps->ptl.general_ptl.profile_idc;
  73     avctx->level    = sps->ptl.general_ptl.level_idc;
  74
  75     /* ignore the rest for now*/
  76
  77     return 0;
  78 }
  79
  80 static int parse_nal_units(AVCodecParserContext *s, const uint8_t *buf,
  81                            int buf_size, AVCodecContext *avctx)
  82 {
  83     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
  84     int ret, i;
  85
  86     ret = ff_h2645_packet_split(&ctx->pkt, buf, buf_size, avctx, 0, 0,
  87                                 AV_CODEC_ID_HEVC);
  88     if (ret < 0)
  89         return ret;
  90
  91     for (i = 0; i < ctx->pkt.nb_nals; i++) {
  92         H2645NAL *nal = &ctx->pkt.nals[i];
  93
  94         /* ignore everything except parameter sets and VCL NALUs */
  95         switch (nal->type) {
  96         case HEVC_NAL_VPS: ff_hevc_decode_nal_vps(&nal->gb, avctx, &ctx->ps);    break;
  97         case HEVC_NAL_SPS: ff_hevc_decode_nal_sps(&nal->gb, avctx, &ctx->ps, 1); break;
  98         case HEVC_NAL_PPS: ff_hevc_decode_nal_pps(&nal->gb, avctx, &ctx->ps);    break;
  99         case HEVC_NAL_TRAIL_R:
 100         case HEVC_NAL_TRAIL_N:
 101         case HEVC_NAL_TSA_N:
 102         case HEVC_NAL_TSA_R:
 103         case HEVC_NAL_STSA_N:
 104         case HEVC_NAL_STSA_R:
 105         case HEVC_NAL_BLA_W_LP:
 106         case HEVC_NAL_BLA_W_RADL:
 107         case HEVC_NAL_BLA_N_LP:
 108         case HEVC_NAL_IDR_W_RADL:
 109         case HEVC_NAL_IDR_N_LP:
 110         case HEVC_NAL_CRA_NUT:
 111         case HEVC_NAL_RADL_N:
 112         case HEVC_NAL_RADL_R:
 113         case HEVC_NAL_RASL_N:
 114         case HEVC_NAL_RASL_R: hevc_parse_slice_header(s, nal, avctx); break;
 115         }
 116     }
 117
 118     return 0;
 119 }
 120
 121 /**
 122  * Find the end of the current frame in the bitstream.
 123  * @return the position of the first byte of the next frame, or END_NOT_FOUND
 124  */
 125 static int hevc_find_frame_end(AVCodecParserContext *s, const uint8_t *buf,
 126                                int buf_size)
 127 {
 128     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
 129     ParseContext       *pc = &ctx->pc;
 130     int i;
 131
 132     for (i = 0; i < buf_size; i++) {
 133         int nut;
 134
 135         pc->state64 = (pc->state64 << 8) | buf[i];
 136
 137         if (((pc->state64 >> 3 * 8) & 0xFFFFFF) != START_CODE)
 138             continue;
 139
 140         nut = (pc->state64 >> 2 * 8 + 1) & 0x3F;
 141         // Beginning of access unit
 142         if ((nut >= HEVC_NAL_VPS && nut <= HEVC_NAL_AUD) || nut == HEVC_NAL_SEI_PREFIX ||
 143             (nut >= 41 && nut <= 44) || (nut >= 48 && nut <= 55)) {
 144             if (pc->frame_start_found) {
 145                 pc->frame_start_found = 0;
 146                 return i - 5;
 147             }
 148         } else if (nut <= HEVC_NAL_RASL_R ||
 149                    (nut >= HEVC_NAL_BLA_W_LP && nut <= HEVC_NAL_CRA_NUT)) {
 150             int first_slice_segment_in_pic_flag = buf[i] >> 7;
 151             if (first_slice_segment_in_pic_flag) {
 152                 if (!pc->frame_start_found) {
 153                     pc->frame_start_found = 1;
 154                     s->key_frame = nut >= HEVC_NAL_BLA_W_LP && nut <= HEVC_NAL_CRA_NUT;
 155                 } else { // First slice of next frame found
 156                     pc->frame_start_found = 0;
 157                     return i - 5;
 158                 }
 159             }
 160         }
 161     }
 162
 163     return END_NOT_FOUND;
 164 }
 165
 166 static int hevc_parse(AVCodecParserContext *s, AVCodecContext *avctx,
 167                       const uint8_t **poutbuf, int *poutbuf_size,
 168                       const uint8_t *buf, int buf_size)
 169 {
 170     int next;
 171
 172     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
 173     ParseContext *pc = &ctx->pc;
 174
 175     if (avctx->extradata && !ctx->parsed_extradata) {
 176         parse_nal_units(s, avctx->extradata, avctx->extradata_size, avctx);
 177         ctx->parsed_extradata = 1;
 178     }
 179
 180     if (s->flags & PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES) {
 181         next = buf_size;
 182     } else {
 183         next = hevc_find_frame_end(s, buf, buf_size);
 184         if (ff_combine_frame(pc, next, &buf, &buf_size) < 0) {
 185             *poutbuf      = NULL;
 186             *poutbuf_size = 0;
 187             return buf_size;
 188         }
 189     }
 190
 191     parse_nal_units(s, buf, buf_size, avctx);
 192
 193     *poutbuf      = buf;
 194     *poutbuf_size = buf_size;
 195     return next;
 196 }
 197
 198 // Split after the parameter sets at the beginning of the stream if they exist.
 199 static int hevc_split(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *buf, int buf_size)
 200 {
 201     int i;
 202     uint32_t state = -1;
 203     int has_ps = 0;
 204
 205     for (i = 0; i < buf_size; i++) {
 206         state = (state << 8) | buf[i];
 207         if (((state >> 8) & 0xFFFFFF) == START_CODE) {
 208             int nut = (state >> 1) & 0x3F;
 209             if (nut >= HEVC_NAL_VPS && nut <= HEVC_NAL_PPS)
 210                 has_ps = 1;
 211             else if (has_ps)
 212                 return i - 3;
 213             else // no parameter set at the beginning of the stream
 214                 return 0;
 215         }
 216     }
 217     return 0;
 218 }
 219
 220 static void hevc_parser_close(AVCodecParserContext *s)
 221 {
 222     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
 223     int i;
 224
 225     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ctx->ps.vps_list); i++)
 226         av_buffer_unref(&ctx->ps.vps_list[i]);
 227     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ctx->ps.sps_list); i++)
 228         av_buffer_unref(&ctx->ps.sps_list[i]);
 229     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ctx->ps.pps_list); i++)
 230         av_buffer_unref(&ctx->ps.pps_list[i]);
 231
 232     ff_h2645_packet_uninit(&ctx->pkt);
 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 };