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_legacy.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     HEVCWindow *ow;
  53     unsigned int pps_id;
  54
  55     get_bits1(gb);          // first slice in pic
  56     if (IS_IRAP_NAL(nal))
  57         get_bits1(gb);      // no output of prior pics
  58
  59     pps_id = get_ue_golomb_long(gb);
  60     if (pps_id >= HEVC_MAX_PPS_COUNT || !ctx->ps.pps_list[pps_id]) {
  61         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PPS id out of range: %d\n", pps_id);
  62         return AVERROR_INVALIDDATA;
  63     }
  64     pps = (HEVCPPS*)ctx->ps.pps_list[pps_id]->data;
  65     sps = (HEVCSPS*)ctx->ps.sps_list[pps->sps_id]->data;
  66     ow  = &sps->output_window;
  67
  68     /* export the stream parameters */
  69     s->coded_width  = sps->width;
  70     s->coded_height = sps->height;
  71     s->width        = sps->width  - ow->left_offset - ow->right_offset;
  72     s->height       = sps->height - ow->top_offset  - ow->bottom_offset;
  73     s->format       = sps->pix_fmt;
  74     avctx->profile  = sps->ptl.general_ptl.profile_idc;
  75     avctx->level    = sps->ptl.general_ptl.level_idc;
  76
  77     /* ignore the rest for now*/
  78
  79     return 0;
  80 }
  81
  82 static int parse_nal_units(AVCodecParserContext *s, const uint8_t *buf,
  83                            int buf_size, AVCodecContext *avctx)
  84 {
  85     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
  86     int ret, i;
  87
  88     ret = ff_h2645_packet_split(&ctx->pkt, buf, buf_size, avctx, 0, 0,
  89                                 AV_CODEC_ID_HEVC);
  90     if (ret < 0)
  91         return ret;
  92
  93     for (i = 0; i < ctx->pkt.nb_nals; i++) {
  94         H2645NAL *nal = &ctx->pkt.nals[i];
  95
  96         /* ignore everything except parameter sets and VCL NALUs */
  97         switch (nal->type) {
  98         case HEVC_NAL_VPS: ff_hevc_decode_nal_vps(&nal->gb, avctx, &ctx->ps);    break;
  99         case HEVC_NAL_SPS: ff_hevc_decode_nal_sps(&nal->gb, avctx, &ctx->ps, 1); break;
 100         case HEVC_NAL_PPS: ff_hevc_decode_nal_pps(&nal->gb, avctx, &ctx->ps);    break;
 101         case HEVC_NAL_TRAIL_R:
 102         case HEVC_NAL_TRAIL_N:
 103         case HEVC_NAL_TSA_N:
 104         case HEVC_NAL_TSA_R:
 105         case HEVC_NAL_STSA_N:
 106         case HEVC_NAL_STSA_R:
 107         case HEVC_NAL_BLA_W_LP:
 108         case HEVC_NAL_BLA_W_RADL:
 109         case HEVC_NAL_BLA_N_LP:
 110         case HEVC_NAL_IDR_W_RADL:
 111         case HEVC_NAL_IDR_N_LP:
 112         case HEVC_NAL_CRA_NUT:
 113         case HEVC_NAL_RADL_N:
 114         case HEVC_NAL_RADL_R:
 115         case HEVC_NAL_RASL_N:
 116         case HEVC_NAL_RASL_R: hevc_parse_slice_header(s, nal, avctx); break;
 117         }
 118     }
 119
 120     return 0;
 121 }
 122
 123 /**
 124  * Find the end of the current frame in the bitstream.
 125  * @return the position of the first byte of the next frame, or END_NOT_FOUND
 126  */
 127 static int hevc_find_frame_end(AVCodecParserContext *s, const uint8_t *buf,
 128                                int buf_size)
 129 {
 130     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
 131     ParseContext       *pc = &ctx->pc;
 132     int i;
 133
 134     for (i = 0; i < buf_size; i++) {
 135         int nut;
 136
 137         pc->state64 = (pc->state64 << 8) | buf[i];
 138
 139         if (((pc->state64 >> 3 * 8) & 0xFFFFFF) != START_CODE)
 140             continue;
 141
 142         nut = (pc->state64 >> 2 * 8 + 1) & 0x3F;
 143         // Beginning of access unit
 144         if ((nut >= HEVC_NAL_VPS && nut <= HEVC_NAL_AUD) || nut == HEVC_NAL_SEI_PREFIX ||
 145             (nut >= 41 && nut <= 44) || (nut >= 48 && nut <= 55)) {
 146             if (pc->frame_start_found) {
 147                 pc->frame_start_found = 0;
 148                 return i - 5;
 149             }
 150         } else if (nut <= HEVC_NAL_RASL_R ||
 151                    (nut >= HEVC_NAL_BLA_W_LP && nut <= HEVC_NAL_CRA_NUT)) {
 152             int first_slice_segment_in_pic_flag = buf[i] >> 7;
 153             if (first_slice_segment_in_pic_flag) {
 154                 if (!pc->frame_start_found) {
 155                     pc->frame_start_found = 1;
 156                     s->key_frame = nut >= HEVC_NAL_BLA_W_LP && nut <= HEVC_NAL_CRA_NUT;
 157                 } else { // First slice of next frame found
 158                     pc->frame_start_found = 0;
 159                     return i - 5;
 160                 }
 161             }
 162         }
 163     }
 164
 165     return END_NOT_FOUND;
 166 }
 167
 168 static int hevc_parse(AVCodecParserContext *s, AVCodecContext *avctx,
 169                       const uint8_t **poutbuf, int *poutbuf_size,
 170                       const uint8_t *buf, int buf_size)
 171 {
 172     int next;
 173
 174     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
 175     ParseContext *pc = &ctx->pc;
 176
 177     if (avctx->extradata && !ctx->parsed_extradata) {
 178         parse_nal_units(s, avctx->extradata, avctx->extradata_size, avctx);
 179         ctx->parsed_extradata = 1;
 180     }
 181
 182     if (s->flags & PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES) {
 183         next = buf_size;
 184     } else {
 185         next = hevc_find_frame_end(s, buf, buf_size);
 186         if (ff_combine_frame(pc, next, &buf, &buf_size) < 0) {
 187             *poutbuf      = NULL;
 188             *poutbuf_size = 0;
 189             return buf_size;
 190         }
 191     }
 192
 193     parse_nal_units(s, buf, buf_size, avctx);
 194
 195     *poutbuf      = buf;
 196     *poutbuf_size = buf_size;
 197     return next;
 198 }
 199
 200 // Split after the parameter sets at the beginning of the stream if they exist.
 201 static int hevc_split(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *buf, int buf_size)
 202 {
 203     int i;
 204     uint32_t state = -1;
 205     int has_ps = 0;
 206
 207     for (i = 0; i < buf_size; i++) {
 208         state = (state << 8) | buf[i];
 209         if (((state >> 8) & 0xFFFFFF) == START_CODE) {
 210             int nut = (state >> 1) & 0x3F;
 211             if (nut >= HEVC_NAL_VPS && nut <= HEVC_NAL_PPS)
 212                 has_ps = 1;
 213             else if (has_ps)
 214                 return i - 3;
 215             else // no parameter set at the beginning of the stream
 216                 return 0;
 217         }
 218     }
 219     return 0;
 220 }
 221
 222 static void hevc_parser_close(AVCodecParserContext *s)
 223 {
 224     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
 225     int i;
 226
 227     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ctx->ps.vps_list); i++)
 228         av_buffer_unref(&ctx->ps.vps_list[i]);
 229     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ctx->ps.sps_list); i++)
 230         av_buffer_unref(&ctx->ps.sps_list[i]);
 231     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ctx->ps.pps_list); i++)
 232         av_buffer_unref(&ctx->ps.pps_list[i]);
 233
 234     ff_h2645_packet_uninit(&ctx->pkt);
 235
 236     av_freep(&ctx->pc.buffer);
 237 }
 238
 239 AVCodecParser ff_hevc_parser = {
 240     .codec_ids      = { AV_CODEC_ID_HEVC },
 241     .priv_data_size = sizeof(HEVCParserContext),
 242     .parser_parse   = hevc_parse,
 243     .parser_close   = hevc_parser_close,
 244     .split          = hevc_split,
 245 };