speedhq: fix decoding artifacts
[ffmpeg.git] / libavcodec / h264_mp4toannexb_bsf.c
1 /*
2  * H.264 MP4 to Annex B byte stream format filter
3  * Copyright (c) 2007 Benoit Fouet <benoit.fouet@free.fr>
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include <string.h>
23
24 #include "libavutil/intreadwrite.h"
25 #include "libavutil/mem.h"
26
27 #include "avcodec.h"
28 #include "bsf.h"
29
30 typedef struct H264BSFContext {
31     int32_t  sps_offset;
32     int32_t  pps_offset;
33     uint8_t  length_size;
34     uint8_t  new_idr;
35     uint8_t  idr_sps_seen;
36     uint8_t  idr_pps_seen;
37     int      extradata_parsed;
38 } H264BSFContext;
39
40 static int alloc_and_copy(AVPacket *out,
41                           const uint8_t *sps_pps, uint32_t sps_pps_size,
42                           const uint8_t *in, uint32_t in_size)
43 {
44     uint32_t offset         = out->size;
45     uint8_t nal_header_size = offset ? 3 : 4;
46     int err;
47
48     err = av_grow_packet(out, sps_pps_size + in_size + nal_header_size);
49     if (err < 0)
50         return err;
51
52     if (sps_pps)
53         memcpy(out->data + offset, sps_pps, sps_pps_size);
54     memcpy(out->data + sps_pps_size + nal_header_size + offset, in, in_size);
55     if (!offset) {
56         AV_WB32(out->data + sps_pps_size, 1);
57     } else {
58         (out->data + offset + sps_pps_size)[0] =
59         (out->data + offset + sps_pps_size)[1] = 0;
60         (out->data + offset + sps_pps_size)[2] = 1;
61     }
62
63     return 0;
64 }
65
66 static int h264_extradata_to_annexb(AVBSFContext *ctx, const int padding)
67 {
68     H264BSFContext *s = ctx->priv_data;
69     uint16_t unit_size;
70     uint64_t total_size                 = 0;
71     uint8_t *out                        = NULL, unit_nb, sps_done = 0,
72              sps_seen                   = 0, pps_seen = 0;
73     const uint8_t *extradata            = ctx->par_in->extradata + 4;
74     static const uint8_t nalu_header[4] = { 0, 0, 0, 1 };
75     int length_size = (*extradata++ & 0x3) + 1; // retrieve length coded size
76
77     s->sps_offset = s->pps_offset = -1;
78
79     /* retrieve sps and pps unit(s) */
80     unit_nb = *extradata++ & 0x1f; /* number of sps unit(s) */
81     if (!unit_nb) {
82         goto pps;
83     } else {
84         s->sps_offset = 0;
85         sps_seen = 1;
86     }
87
88     while (unit_nb--) {
89         int err;
90
91         unit_size   = AV_RB16(extradata);
92         total_size += unit_size + 4;
93         if (total_size > INT_MAX - padding) {
94             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
95                    "Too big extradata size, corrupted stream or invalid MP4/AVCC bitstream\n");
96             av_free(out);
97             return AVERROR(EINVAL);
98         }
99         if (extradata + 2 + unit_size > ctx->par_in->extradata + ctx->par_in->extradata_size) {
100             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Packet header is not contained in global extradata, "
101                    "corrupted stream or invalid MP4/AVCC bitstream\n");
102             av_free(out);
103             return AVERROR(EINVAL);
104         }
105         if ((err = av_reallocp(&out, total_size + padding)) < 0)
106             return err;
107         memcpy(out + total_size - unit_size - 4, nalu_header, 4);
108         memcpy(out + total_size - unit_size, extradata + 2, unit_size);
109         extradata += 2 + unit_size;
110 pps:
111         if (!unit_nb && !sps_done++) {
112             unit_nb = *extradata++; /* number of pps unit(s) */
113             if (unit_nb) {
114                 s->pps_offset = total_size;
115                 pps_seen = 1;
116             }
117         }
118     }
119
120     if (out)
121         memset(out + total_size, 0, padding);
122
123     if (!sps_seen)
124         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
125                "Warning: SPS NALU missing or invalid. "
126                "The resulting stream may not play.\n");
127
128     if (!pps_seen)
129         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
130                "Warning: PPS NALU missing or invalid. "
131                "The resulting stream may not play.\n");
132
133     av_freep(&ctx->par_out->extradata);
134     ctx->par_out->extradata      = out;
135     ctx->par_out->extradata_size = total_size;
136
137     return length_size;
138 }
139
140 static int h264_mp4toannexb_init(AVBSFContext *ctx)
141 {
142     H264BSFContext *s = ctx->priv_data;
143     int extra_size = ctx->par_in->extradata_size;
144     int ret;
145
146     /* retrieve sps and pps NAL units from extradata */
147     if (!extra_size                                               ||
148         (extra_size >= 3 && AV_RB24(ctx->par_in->extradata) == 1) ||
149         (extra_size >= 4 && AV_RB32(ctx->par_in->extradata) == 1)) {
150         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
151                "The input looks like it is Annex B already\n");
152     } else if (extra_size >= 6) {
153         ret = h264_extradata_to_annexb(ctx, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
154         if (ret < 0)
155             return ret;
156
157         s->length_size      = ret;
158         s->new_idr          = 1;
159         s->idr_sps_seen     = 0;
160         s->idr_pps_seen     = 0;
161         s->extradata_parsed = 1;
162     } else {
163         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extradata size: %d\n", extra_size);
164         return AVERROR_INVALIDDATA;
165     }
166
167     return 0;
168 }
169
170 static int h264_mp4toannexb_filter(AVBSFContext *ctx, AVPacket *out)
171 {
172     H264BSFContext *s = ctx->priv_data;
173
174     AVPacket *in;
175     uint8_t unit_type;
176     int32_t nal_size;
177     uint32_t cumul_size    = 0;
178     const uint8_t *buf;
179     const uint8_t *buf_end;
180     int            buf_size;
181     int ret = 0, i;
182
183     ret = ff_bsf_get_packet(ctx, &in);
184     if (ret < 0)
185         return ret;
186
187     /* nothing to filter */
188     if (!s->extradata_parsed) {
189         av_packet_move_ref(out, in);
190         av_packet_free(&in);
191         return 0;
192     }
193
194     buf      = in->data;
195     buf_size = in->size;
196     buf_end  = in->data + in->size;
197
198     do {
199         ret= AVERROR(EINVAL);
200         if (buf + s->length_size > buf_end)
201             goto fail;
202
203         for (nal_size = 0, i = 0; i<s->length_size; i++)
204             nal_size = (nal_size << 8) | buf[i];
205
206         buf += s->length_size;
207         unit_type = *buf & 0x1f;
208
209         if (nal_size > buf_end - buf || nal_size < 0)
210             goto fail;
211
212         if (unit_type == 7)
213             s->idr_sps_seen = s->new_idr = 1;
214         else if (unit_type == 8) {
215             s->idr_pps_seen = s->new_idr = 1;
216             /* if SPS has not been seen yet, prepend the AVCC one to PPS */
217             if (!s->idr_sps_seen) {
218                 if (s->sps_offset == -1)
219                     av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "SPS not present in the stream, nor in AVCC, stream may be unreadable\n");
220                 else {
221                     if ((ret = alloc_and_copy(out,
222                                          ctx->par_out->extradata + s->sps_offset,
223                                          s->pps_offset != -1 ? s->pps_offset : ctx->par_out->extradata_size - s->sps_offset,
224                                          buf, nal_size)) < 0)
225                         goto fail;
226                     s->idr_sps_seen = 1;
227                     goto next_nal;
228                 }
229             }
230         }
231
232         /* if this is a new IDR picture following an IDR picture, reset the idr flag.
233          * Just check first_mb_in_slice to be 0 as this is the simplest solution.
234          * This could be checking idr_pic_id instead, but would complexify the parsing. */
235         if (!s->new_idr && unit_type == 5 && (buf[1] & 0x80))
236             s->new_idr = 1;
237
238         /* prepend only to the first type 5 NAL unit of an IDR picture, if no sps/pps are already present */
239         if (s->new_idr && unit_type == 5 && !s->idr_sps_seen && !s->idr_pps_seen) {
240             if ((ret=alloc_and_copy(out,
241                                ctx->par_out->extradata, ctx->par_out->extradata_size,
242                                buf, nal_size)) < 0)
243                 goto fail;
244             s->new_idr = 0;
245         /* if only SPS has been seen, also insert PPS */
246         } else if (s->new_idr && unit_type == 5 && s->idr_sps_seen && !s->idr_pps_seen) {
247             if (s->pps_offset == -1) {
248                 av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "PPS not present in the stream, nor in AVCC, stream may be unreadable\n");
249                 if ((ret = alloc_and_copy(out, NULL, 0, buf, nal_size)) < 0)
250                     goto fail;
251             } else if ((ret = alloc_and_copy(out,
252                                         ctx->par_out->extradata + s->pps_offset, ctx->par_out->extradata_size - s->pps_offset,
253                                         buf, nal_size)) < 0)
254                 goto fail;
255         } else {
256             if ((ret=alloc_and_copy(out, NULL, 0, buf, nal_size)) < 0)
257                 goto fail;
258             if (!s->new_idr && unit_type == 1) {
259                 s->new_idr = 1;
260                 s->idr_sps_seen = 0;
261                 s->idr_pps_seen = 0;
262             }
263         }
264
265 next_nal:
266         buf        += nal_size;
267         cumul_size += nal_size + s->length_size;
268     } while (cumul_size < buf_size);
269
270     ret = av_packet_copy_props(out, in);
271     if (ret < 0)
272         goto fail;
273
274 fail:
275     if (ret < 0)
276         av_packet_unref(out);
277     av_packet_free(&in);
278
279     return ret;
280 }
281
282 static const enum AVCodecID codec_ids[] = {
283     AV_CODEC_ID_H264, AV_CODEC_ID_NONE,
284 };
285
286 const AVBitStreamFilter ff_h264_mp4toannexb_bsf = {
287     .name           = "h264_mp4toannexb",
288     .priv_data_size = sizeof(H264BSFContext),
289     .init           = h264_mp4toannexb_init,
290     .filter         = h264_mp4toannexb_filter,
291     .codec_ids      = codec_ids,
292 };