avcodec/dca: avoid using bitstream reader in a non-standard way
[ffmpeg.git] / libavcodec / h2645_parse.c
1 /*
2  * H.264/HEVC common parsing code
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 #include <string.h>
22
23 #include "config.h"
24
25 #include "libavutil/intmath.h"
26 #include "libavutil/intreadwrite.h"
27 #include "libavutil/mem.h"
28
29 #include "hevc.h"
30 #include "h2645_parse.h"
31
32 int ff_h2645_extract_rbsp(const uint8_t *src, int length,
33                           H2645NAL *nal, int small_padding)
34 {
35     int i, si, di;
36     uint8_t *dst;
37     int64_t padding = small_padding ? 0 : MAX_MBPAIR_SIZE;
38
39     nal->skipped_bytes = 0;
40 #define STARTCODE_TEST                                                  \
41         if (i + 2 < length && src[i + 1] == 0 && src[i + 2] <= 3) {     \
42             if (src[i + 2] != 3 && src[i + 2] != 0) {                   \
43                 /* startcode, so we must be past the end */             \
44                 length = i;                                             \
45             }                                                           \
46             break;                                                      \
47         }
48 #if HAVE_FAST_UNALIGNED
49 #define FIND_FIRST_ZERO                                                 \
50         if (i > 0 && !src[i])                                           \
51             i--;                                                        \
52         while (src[i])                                                  \
53             i++
54 #if HAVE_FAST_64BIT
55     for (i = 0; i + 1 < length; i += 9) {
56         if (!((~AV_RN64A(src + i) &
57                (AV_RN64A(src + i) - 0x0100010001000101ULL)) &
58               0x8000800080008080ULL))
59             continue;
60         FIND_FIRST_ZERO;
61         STARTCODE_TEST;
62         i -= 7;
63     }
64 #else
65     for (i = 0; i + 1 < length; i += 5) {
66         if (!((~AV_RN32A(src + i) &
67                (AV_RN32A(src + i) - 0x01000101U)) &
68               0x80008080U))
69             continue;
70         FIND_FIRST_ZERO;
71         STARTCODE_TEST;
72         i -= 3;
73     }
74 #endif /* HAVE_FAST_64BIT */
75 #else
76     for (i = 0; i + 1 < length; i += 2) {
77         if (src[i])
78             continue;
79         if (i > 0 && src[i - 1] == 0)
80             i--;
81         STARTCODE_TEST;
82     }
83 #endif /* HAVE_FAST_UNALIGNED */
84
85     if (i >= length - 1 && small_padding) { // no escaped 0
86         nal->data     =
87         nal->raw_data = src;
88         nal->size     =
89         nal->raw_size = length;
90         return length;
91     } else if (i > length)
92         i = length;
93
94     av_fast_padded_malloc(&nal->rbsp_buffer, &nal->rbsp_buffer_size,
95                           length + padding);
96     if (!nal->rbsp_buffer)
97         return AVERROR(ENOMEM);
98
99     dst = nal->rbsp_buffer;
100
101     memcpy(dst, src, i);
102     si = di = i;
103     while (si + 2 < length) {
104         // remove escapes (very rare 1:2^22)
105         if (src[si + 2] > 3) {
106             dst[di++] = src[si++];
107             dst[di++] = src[si++];
108         } else if (src[si] == 0 && src[si + 1] == 0 && src[si + 2] != 0) {
109             if (src[si + 2] == 3) { // escape
110                 dst[di++] = 0;
111                 dst[di++] = 0;
112                 si       += 3;
113
114                 if (nal->skipped_bytes_pos) {
115                     nal->skipped_bytes++;
116                     if (nal->skipped_bytes_pos_size < nal->skipped_bytes) {
117                         nal->skipped_bytes_pos_size *= 2;
118                         av_assert0(nal->skipped_bytes_pos_size >= nal->skipped_bytes);
119                         av_reallocp_array(&nal->skipped_bytes_pos,
120                                 nal->skipped_bytes_pos_size,
121                                 sizeof(*nal->skipped_bytes_pos));
122                         if (!nal->skipped_bytes_pos) {
123                             nal->skipped_bytes_pos_size = 0;
124                             return AVERROR(ENOMEM);
125                         }
126                     }
127                     if (nal->skipped_bytes_pos)
128                         nal->skipped_bytes_pos[nal->skipped_bytes-1] = di - 1;
129                 }
130                 continue;
131             } else // next start code
132                 goto nsc;
133         }
134
135         dst[di++] = src[si++];
136     }
137     while (si < length)
138         dst[di++] = src[si++];
139
140 nsc:
141     memset(dst + di, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
142
143     nal->data = dst;
144     nal->size = di;
145     nal->raw_data = src;
146     nal->raw_size = si;
147     return si;
148 }
149
150 static const char *nal_unit_name(int nal_type)
151 {
152     switch(nal_type) {
153     case HEVC_NAL_TRAIL_N    : return "TRAIL_N";
154     case HEVC_NAL_TRAIL_R    : return "TRAIL_R";
155     case HEVC_NAL_TSA_N      : return "TSA_N";
156     case HEVC_NAL_TSA_R      : return "TSA_R";
157     case HEVC_NAL_STSA_N     : return "STSA_N";
158     case HEVC_NAL_STSA_R     : return "STSA_R";
159     case HEVC_NAL_RADL_N     : return "RADL_N";
160     case HEVC_NAL_RADL_R     : return "RADL_R";
161     case HEVC_NAL_RASL_N     : return "RASL_N";
162     case HEVC_NAL_RASL_R     : return "RASL_R";
163     case HEVC_NAL_BLA_W_LP   : return "BLA_W_LP";
164     case HEVC_NAL_BLA_W_RADL : return "BLA_W_RADL";
165     case HEVC_NAL_BLA_N_LP   : return "BLA_N_LP";
166     case HEVC_NAL_IDR_W_RADL : return "IDR_W_RADL";
167     case HEVC_NAL_IDR_N_LP   : return "IDR_N_LP";
168     case HEVC_NAL_CRA_NUT    : return "CRA_NUT";
169     case HEVC_NAL_VPS        : return "VPS";
170     case HEVC_NAL_SPS        : return "SPS";
171     case HEVC_NAL_PPS        : return "PPS";
172     case HEVC_NAL_AUD        : return "AUD";
173     case HEVC_NAL_EOS_NUT    : return "EOS_NUT";
174     case HEVC_NAL_EOB_NUT    : return "EOB_NUT";
175     case HEVC_NAL_FD_NUT     : return "FD_NUT";
176     case HEVC_NAL_SEI_PREFIX : return "SEI_PREFIX";
177     case HEVC_NAL_SEI_SUFFIX : return "SEI_SUFFIX";
178     default : return "?";
179     }
180 }
181
182 static int get_bit_length(H2645NAL *nal, int skip_trailing_zeros)
183 {
184     int size = nal->size;
185     int v;
186
187     while (skip_trailing_zeros && size > 0 && nal->data[size - 1] == 0)
188         size--;
189
190     if (!size)
191         return 0;
192
193     v = nal->data[size - 1];
194
195     if (size > INT_MAX / 8)
196         return AVERROR(ERANGE);
197     size *= 8;
198
199     /* remove the stop bit and following trailing zeros,
200      * or nothing for damaged bitstreams */
201     if (v)
202         size -= ff_ctz(v) + 1;
203
204     return size;
205 }
206
207 /**
208  * @return AVERROR_INVALIDDATA if the packet is not a valid NAL unit,
209  * 0 if the unit should be skipped, 1 otherwise
210  */
211 static int hevc_parse_nal_header(H2645NAL *nal, void *logctx)
212 {
213     GetBitContext *gb = &nal->gb;
214     int nuh_layer_id;
215
216     if (get_bits1(gb) != 0)
217         return AVERROR_INVALIDDATA;
218
219     nal->type = get_bits(gb, 6);
220
221     nuh_layer_id   = get_bits(gb, 6);
222     nal->temporal_id = get_bits(gb, 3) - 1;
223     if (nal->temporal_id < 0)
224         return AVERROR_INVALIDDATA;
225
226     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG,
227            "nal_unit_type: %d(%s), nuh_layer_id: %d, temporal_id: %d\n",
228            nal->type, nal_unit_name(nal->type), nuh_layer_id, nal->temporal_id);
229
230     return nuh_layer_id == 0;
231 }
232
233 static int h264_parse_nal_header(H2645NAL *nal, void *logctx)
234 {
235     GetBitContext *gb = &nal->gb;
236
237     if (get_bits1(gb) != 0)
238         return AVERROR_INVALIDDATA;
239
240     nal->ref_idc = get_bits(gb, 2);
241     nal->type    = get_bits(gb, 5);
242
243     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG,
244            "nal_unit_type: %d, nal_ref_idc: %d\n",
245            nal->type, nal->ref_idc);
246
247     return 1;
248 }
249
250 int ff_h2645_packet_split(H2645Packet *pkt, const uint8_t *buf, int length,
251                           void *logctx, int is_nalff, int nal_length_size,
252                           enum AVCodecID codec_id, int small_padding)
253 {
254     int consumed, ret = 0;
255     const uint8_t *next_avc = is_nalff ? buf : buf + length;
256
257     pkt->nb_nals = 0;
258     while (length >= 4) {
259         H2645NAL *nal;
260         int extract_length = 0;
261         int skip_trailing_zeros = 1;
262
263         if (buf == next_avc) {
264             int i = 0;
265             extract_length = get_nalsize(nal_length_size,
266                                          buf, length, &i, logctx);
267             if (extract_length < 0)
268                 return extract_length;
269
270             buf    += nal_length_size;
271             length -= nal_length_size;
272
273             next_avc = buf + extract_length;
274         } else {
275             if (buf > next_avc)
276                 av_log(logctx, AV_LOG_WARNING, "Exceeded next NALFF position, re-syncing.\n");
277
278             /* search start code */
279             while (buf[0] != 0 || buf[1] != 0 || buf[2] != 1) {
280                 ++buf;
281                 --length;
282                 if (length < 4) {
283                     if (pkt->nb_nals > 0) {
284                         // No more start codes: we discarded some irrelevant
285                         // bytes at the end of the packet.
286                         return 0;
287                     } else {
288                         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "No start code is found.\n");
289                         return AVERROR_INVALIDDATA;
290                     }
291                 } else if (buf >= (next_avc - 3))
292                     break;
293             }
294
295             buf           += 3;
296             length        -= 3;
297             extract_length = FFMIN(length, next_avc - buf);
298
299             if (buf >= next_avc) {
300                 /* skip to the start of the next NAL */
301                 int offset = next_avc - buf;
302                 buf    += offset;
303                 length -= offset;
304                 continue;
305             }
306         }
307
308         if (pkt->nals_allocated < pkt->nb_nals + 1) {
309             int new_size = pkt->nals_allocated + 1;
310             void *tmp = av_realloc_array(pkt->nals, new_size, sizeof(*pkt->nals));
311
312             if (!tmp)
313                 return AVERROR(ENOMEM);
314
315             pkt->nals = tmp;
316             memset(pkt->nals + pkt->nals_allocated, 0,
317                    (new_size - pkt->nals_allocated) * sizeof(*pkt->nals));
318
319             nal = &pkt->nals[pkt->nb_nals];
320             nal->skipped_bytes_pos_size = 1024; // initial buffer size
321             nal->skipped_bytes_pos = av_malloc_array(nal->skipped_bytes_pos_size, sizeof(*nal->skipped_bytes_pos));
322             if (!nal->skipped_bytes_pos)
323                 return AVERROR(ENOMEM);
324
325             pkt->nals_allocated = new_size;
326         }
327         nal = &pkt->nals[pkt->nb_nals];
328
329         consumed = ff_h2645_extract_rbsp(buf, extract_length, nal, small_padding);
330         if (consumed < 0)
331             return consumed;
332
333         if (is_nalff && (extract_length != consumed) && extract_length)
334             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG,
335                    "NALFF: Consumed only %d bytes instead of %d\n",
336                    consumed, extract_length);
337
338         pkt->nb_nals++;
339
340         /* see commit 3566042a0 */
341         if (consumed < length - 3 &&
342             buf[consumed]     == 0x00 && buf[consumed + 1] == 0x00 &&
343             buf[consumed + 2] == 0x01 && buf[consumed + 3] == 0xE0)
344             skip_trailing_zeros = 0;
345
346         nal->size_bits = get_bit_length(nal, skip_trailing_zeros);
347
348         ret = init_get_bits(&nal->gb, nal->data, nal->size_bits);
349         if (ret < 0)
350             return ret;
351
352         if (codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC)
353             ret = hevc_parse_nal_header(nal, logctx);
354         else
355             ret = h264_parse_nal_header(nal, logctx);
356         if (ret <= 0 || nal->size <= 0) {
357             if (ret < 0) {
358                 av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid NAL unit %d, skipping.\n",
359                        nal->type);
360             }
361             pkt->nb_nals--;
362         }
363
364         buf    += consumed;
365         length -= consumed;
366     }
367
368     return 0;
369 }
370
371 void ff_h2645_packet_uninit(H2645Packet *pkt)
372 {
373     int i;
374     for (i = 0; i < pkt->nals_allocated; i++) {
375         av_freep(&pkt->nals[i].rbsp_buffer);
376         av_freep(&pkt->nals[i].skipped_bytes_pos);
377     }
378     av_freep(&pkt->nals);
379     pkt->nals_allocated = 0;
380 }