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 "h2645_parse.h"
  28 #include "parser.h"
  29
  30 #define START_CODE 0x000001 ///< start_code_prefix_one_3bytes
  31
  32 #define IS_IRAP_NAL(nal) (nal->type >= 16 && nal->type <= 23)
  33
  34 typedef struct HEVCParserContext {
  35     ParseContext pc;
  36
  37     H2645Packet pkt;
  38     HEVCParamSets ps;
  39
  40     int parsed_extradata;
  41 } HEVCParserContext;
  42
  43 static int hevc_parse_slice_header(AVCodecParserContext *s, H2645NAL *nal,
  44                                    AVCodecContext *avctx)
  45 {
  46     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
  47     GetBitContext *gb = &nal->gb;
  48
  49     HEVCPPS *pps;
  50     HEVCSPS *sps;
  51     unsigned int pps_id;
  52
  53     get_bits1(gb);          // first slice in pic
  54     if (IS_IRAP_NAL(nal))
  55         get_bits1(gb);      // no output of prior pics
  56
  57     pps_id = get_ue_golomb_long(gb);
  58     if (pps_id >= MAX_PPS_COUNT || !ctx->ps.pps_list[pps_id]) {
  59         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "PPS id out of range: %d\n", pps_id);
  60         return AVERROR_INVALIDDATA;
  61     }
  62     pps = (HEVCPPS*)ctx->ps.pps_list[pps_id]->data;
  63     sps = (HEVCSPS*)ctx->ps.sps_list[pps->sps_id]->data;
  64
  65     /* export the stream parameters */
  66     s->coded_width  = sps->width;
  67     s->coded_height = sps->height;
  68     s->width        = sps->output_width;
  69     s->height       = sps->output_height;
  70     s->format       = sps->pix_fmt;
  71     avctx->profile  = sps->ptl.general_ptl.profile_idc;
  72     avctx->level    = sps->ptl.general_ptl.level_idc;
  73
  74     /* ignore the rest for now*/
  75
  76     return 0;
  77 }
  78
  79 static int parse_nal_units(AVCodecParserContext *s, const uint8_t *buf,
  80                            int buf_size, AVCodecContext *avctx)
  81 {
  82     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
  83     int ret, i;
  84
  85     ret = ff_h2645_packet_split(&ctx->pkt, buf, buf_size, avctx, 0, 0);
  86     if (ret < 0)
  87         return ret;
  88
  89     for (i = 0; i < ctx->pkt.nb_nals; i++) {
  90         H2645NAL *nal = &ctx->pkt.nals[i];
  91
  92         /* ignore everything except parameter sets and VCL NALUs */
  93         switch (nal->type) {
  94         case NAL_VPS: ff_hevc_decode_nal_vps(&nal->gb, avctx, &ctx->ps);    break;
  95         case NAL_SPS: ff_hevc_decode_nal_sps(&nal->gb, avctx, &ctx->ps, 1); break;
  96         case NAL_PPS: ff_hevc_decode_nal_pps(&nal->gb, avctx, &ctx->ps);    break;
  97         case NAL_TRAIL_R:
  98         case NAL_TRAIL_N:
  99         case NAL_TSA_N:
 100         case NAL_TSA_R:
 101         case NAL_STSA_N:
 102         case NAL_STSA_R:
 103         case NAL_BLA_W_LP:
 104         case NAL_BLA_W_RADL:
 105         case NAL_BLA_N_LP:
 106         case NAL_IDR_W_RADL:
 107         case NAL_IDR_N_LP:
 108         case NAL_CRA_NUT:
 109         case NAL_RADL_N:
 110         case NAL_RADL_R:
 111         case NAL_RASL_N:
 112         case NAL_RASL_R: hevc_parse_slice_header(s, nal, avctx); break;
 113         }
 114     }
 115
 116     return 0;
 117 }
 118
 119 /**
 120  * Find the end of the current frame in the bitstream.
 121  * @return the position of the first byte of the next frame, or END_NOT_FOUND
 122  */
 123 static int hevc_find_frame_end(AVCodecParserContext *s, const uint8_t *buf,
 124                                int buf_size)
 125 {
 126     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
 127     ParseContext       *pc = &ctx->pc;
 128     int i;
 129
 130     for (i = 0; i < buf_size; i++) {
 131         int nut;
 132
 133         pc->state64 = (pc->state64 << 8) | buf[i];
 134
 135         if (((pc->state64 >> 3 * 8) & 0xFFFFFF) != START_CODE)
 136             continue;
 137
 138         nut = (pc->state64 >> 2 * 8 + 1) & 0x3F;
 139         // Beginning of access unit
 140         if ((nut >= NAL_VPS && nut <= NAL_AUD) || nut == NAL_SEI_PREFIX ||
 141             (nut >= 41 && nut <= 44) || (nut >= 48 && nut <= 55)) {
 142             if (pc->frame_start_found) {
 143                 pc->frame_start_found = 0;
 144                 return i - 5;
 145             }
 146         } else if (nut <= NAL_RASL_R ||
 147                    (nut >= NAL_BLA_W_LP && nut <= NAL_CRA_NUT)) {
 148             int first_slice_segment_in_pic_flag = buf[i] >> 7;
 149             if (first_slice_segment_in_pic_flag) {
 150                 if (!pc->frame_start_found) {
 151                     pc->frame_start_found = 1;
 152                     s->key_frame = nut >= NAL_BLA_W_LP && nut <= NAL_CRA_NUT;
 153                 } else { // First slice of next frame found
 154                     pc->frame_start_found = 0;
 155                     return i - 5;
 156                 }
 157             }
 158         }
 159     }
 160
 161     return END_NOT_FOUND;
 162 }
 163
 164 static int hevc_parse(AVCodecParserContext *s, AVCodecContext *avctx,
 165                       const uint8_t **poutbuf, int *poutbuf_size,
 166                       const uint8_t *buf, int buf_size)
 167 {
 168     int next;
 169
 170     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
 171     ParseContext *pc = &ctx->pc;
 172
 173     if (avctx->extradata && !ctx->parsed_extradata) {
 174         parse_nal_units(s, avctx->extradata, avctx->extradata_size, avctx);
 175         ctx->parsed_extradata = 1;
 176     }
 177
 178     if (s->flags & PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES) {
 179         next = buf_size;
 180     } else {
 181         next = hevc_find_frame_end(s, buf, buf_size);
 182         if (ff_combine_frame(pc, next, &buf, &buf_size) < 0) {
 183             *poutbuf      = NULL;
 184             *poutbuf_size = 0;
 185             return buf_size;
 186         }
 187     }
 188
 189     parse_nal_units(s, buf, buf_size, avctx);
 190
 191     *poutbuf      = buf;
 192     *poutbuf_size = buf_size;
 193     return next;
 194 }
 195
 196 // Split after the parameter sets at the beginning of the stream if they exist.
 197 static int hevc_split(AVCodecContext *avctx, const uint8_t *buf, int buf_size)
 198 {
 199     int i;
 200     uint32_t state = -1;
 201     int has_ps = 0;
 202
 203     for (i = 0; i < buf_size; i++) {
 204         state = (state << 8) | buf[i];
 205         if (((state >> 8) & 0xFFFFFF) == START_CODE) {
 206             int nut = (state >> 1) & 0x3F;
 207             if (nut >= NAL_VPS && nut <= NAL_PPS)
 208                 has_ps = 1;
 209             else if (has_ps)
 210                 return i - 3;
 211             else // no parameter set at the beginning of the stream
 212                 return 0;
 213         }
 214     }
 215     return 0;
 216 }
 217
 218 static void hevc_parser_close(AVCodecParserContext *s)
 219 {
 220     HEVCParserContext *ctx = s->priv_data;
 221     int i;
 222
 223     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ctx->ps.vps_list); i++)
 224         av_buffer_unref(&ctx->ps.vps_list[i]);
 225     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ctx->ps.sps_list); i++)
 226         av_buffer_unref(&ctx->ps.sps_list[i]);
 227     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ctx->ps.pps_list); i++)
 228         av_buffer_unref(&ctx->ps.pps_list[i]);
 229
 230     ff_h2645_packet_uninit(&ctx->pkt);
 231
 232     av_freep(&ctx->pc.buffer);
 233 }
 234
 235 AVCodecParser ff_hevc_parser = {
 236     .codec_ids      = { AV_CODEC_ID_HEVC },
 237     .priv_data_size = sizeof(HEVCParserContext),
 238     .parser_parse   = hevc_parse,
 239     .parser_close   = hevc_parser_close,
 240     .split          = hevc_split,
 241 };