1693989977e2c0f5e0c3d8a49139c66ba68e514d
[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 #include "avcodec.h"
27
28 typedef struct H264BSFContext {
29     int32_t  sps_offset;
30     int32_t  pps_offset;
31     uint8_t  length_size;
32     uint8_t  new_idr;
33     uint8_t  idr_sps_seen;
34     uint8_t  idr_pps_seen;
35     int      extradata_parsed;
36
37     /* When private_spspps is zero then spspps_buf points to global extradata
38        and bsf does replace a global extradata to own-allocated version (default
39        behaviour).
40        When private_spspps is non-zero the bsf uses a private version of spspps buf.
41        This mode necessary when bsf uses in decoder, else bsf has issues after
42        decoder re-initialization. Use the "private_spspps_buf" argument to
43        activate this mode.
44      */
45     int      private_spspps;
46     uint8_t *spspps_buf;
47     uint32_t spspps_size;
48 } H264BSFContext;
49
50 static int alloc_and_copy(uint8_t **poutbuf, int *poutbuf_size,
51                           const uint8_t *sps_pps, uint32_t sps_pps_size,
52                           const uint8_t *in, uint32_t in_size)
53 {
54     uint32_t offset         = *poutbuf_size;
55     uint8_t nal_header_size = offset ? 3 : 4;
56     int err;
57
58     *poutbuf_size += sps_pps_size + in_size + nal_header_size;
59     if ((err = av_reallocp(poutbuf,
60                            *poutbuf_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)) < 0) {
61         *poutbuf_size = 0;
62         return err;
63     }
64     if (sps_pps)
65         memcpy(*poutbuf + offset, sps_pps, sps_pps_size);
66     memcpy(*poutbuf + sps_pps_size + nal_header_size + offset, in, in_size);
67     if (!offset) {
68         AV_WB32(*poutbuf + sps_pps_size, 1);
69     } else {
70         (*poutbuf + offset + sps_pps_size)[0] =
71         (*poutbuf + offset + sps_pps_size)[1] = 0;
72         (*poutbuf + offset + sps_pps_size)[2] = 1;
73     }
74
75     return 0;
76 }
77
78 static int h264_extradata_to_annexb(H264BSFContext *ctx, AVCodecContext *avctx, const int padding)
79 {
80     uint16_t unit_size;
81     uint64_t total_size                 = 0;
82     uint8_t *out                        = NULL, unit_nb, sps_done = 0,
83              sps_seen                   = 0, pps_seen = 0;
84     const uint8_t *extradata            = avctx->extradata + 4;
85     static const uint8_t nalu_header[4] = { 0, 0, 0, 1 };
86     int length_size = (*extradata++ & 0x3) + 1; // retrieve length coded size
87
88     ctx->sps_offset = ctx->pps_offset = -1;
89
90     /* retrieve sps and pps unit(s) */
91     unit_nb = *extradata++ & 0x1f; /* number of sps unit(s) */
92     if (!unit_nb) {
93         goto pps;
94     } else {
95         ctx->sps_offset = 0;
96         sps_seen = 1;
97     }
98
99     while (unit_nb--) {
100         int err;
101
102         unit_size   = AV_RB16(extradata);
103         total_size += unit_size + 4;
104         if (total_size > INT_MAX - padding) {
105             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
106                    "Too big extradata size, corrupted stream or invalid MP4/AVCC bitstream\n");
107             av_free(out);
108             return AVERROR(EINVAL);
109         }
110         if (extradata + 2 + unit_size > avctx->extradata + avctx->extradata_size) {
111             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet header is not contained in global extradata, "
112                    "corrupted stream or invalid MP4/AVCC bitstream\n");
113             av_free(out);
114             return AVERROR(EINVAL);
115         }
116         if ((err = av_reallocp(&out, total_size + padding)) < 0)
117             return err;
118         memcpy(out + total_size - unit_size - 4, nalu_header, 4);
119         memcpy(out + total_size - unit_size, extradata + 2, unit_size);
120         extradata += 2 + unit_size;
121 pps:
122         if (!unit_nb && !sps_done++) {
123             unit_nb = *extradata++; /* number of pps unit(s) */
124             if (unit_nb) {
125                 ctx->pps_offset = (extradata - 1) - (avctx->extradata + 4);
126                 pps_seen = 1;
127             }
128         }
129     }
130
131     if (out)
132         memset(out + total_size, 0, padding);
133
134     if (!sps_seen)
135         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
136                "Warning: SPS NALU missing or invalid. "
137                "The resulting stream may not play.\n");
138
139     if (!pps_seen)
140         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
141                "Warning: PPS NALU missing or invalid. "
142                "The resulting stream may not play.\n");
143
144     if (!ctx->private_spspps) {
145         av_free(avctx->extradata);
146         avctx->extradata      = out;
147         avctx->extradata_size = total_size;
148     }
149     ctx->spspps_buf  = out;
150     ctx->spspps_size = total_size;
151
152     return length_size;
153 }
154
155 static int h264_mp4toannexb_filter(AVBitStreamFilterContext *bsfc,
156                                    AVCodecContext *avctx, const char *args,
157                                    uint8_t **poutbuf, int *poutbuf_size,
158                                    const uint8_t *buf, int buf_size,
159                                    int keyframe)
160 {
161     H264BSFContext *ctx = bsfc->priv_data;
162     int i;
163     uint8_t unit_type;
164     int32_t nal_size;
165     uint32_t cumul_size    = 0;
166     const uint8_t *buf_end = buf + buf_size;
167     int ret = 0;
168
169     /* nothing to filter */
170     if (!avctx->extradata || avctx->extradata_size < 6) {
171         *poutbuf      = (uint8_t *)buf;
172         *poutbuf_size = buf_size;
173         return 0;
174     }
175
176     /* retrieve sps and pps NAL units from extradata */
177     if (!ctx->extradata_parsed) {
178         if (args && strstr(args, "private_spspps_buf"))
179             ctx->private_spspps = 1;
180
181         ret = h264_extradata_to_annexb(ctx, avctx, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
182         if (ret < 0)
183             return ret;
184         ctx->length_size      = ret;
185         ctx->new_idr          = 1;
186         ctx->idr_sps_seen     = 0;
187         ctx->idr_pps_seen     = 0;
188         ctx->extradata_parsed = 1;
189     }
190
191     *poutbuf_size = 0;
192     *poutbuf      = NULL;
193     do {
194         ret= AVERROR(EINVAL);
195         if (buf + ctx->length_size > buf_end)
196             goto fail;
197
198         for (nal_size = 0, i = 0; i<ctx->length_size; i++)
199             nal_size = (nal_size << 8) | buf[i];
200
201         buf      += ctx->length_size;
202         unit_type = *buf & 0x1f;
203
204         if (buf + nal_size > buf_end || nal_size < 0)
205             goto fail;
206
207         if (unit_type == 7)
208             ctx->idr_sps_seen = ctx->new_idr = 1;
209         else if (unit_type == 8) {
210             ctx->idr_pps_seen = ctx->new_idr = 1;
211             /* if SPS has not been seen yet, prepend the AVCC one to PPS */
212             if (!ctx->idr_sps_seen) {
213                 if (ctx->sps_offset == -1)
214                     av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "SPS not present in the stream, nor in AVCC, stream may be unreadable\n");
215                 else {
216                     if ((ret = alloc_and_copy(poutbuf, poutbuf_size,
217                                          ctx->spspps_buf + ctx->sps_offset,
218                                          ctx->pps_offset != -1 ? ctx->pps_offset : ctx->spspps_size - ctx->sps_offset,
219                                          buf, nal_size)) < 0)
220                         goto fail;
221                     ctx->idr_sps_seen = 1;
222                     goto next_nal;
223                 }
224             }
225         }
226
227         /* if this is a new IDR picture following an IDR picture, reset the idr flag.
228          * Just check first_mb_in_slice to be 0 as this is the simplest solution.
229          * This could be checking idr_pic_id instead, but would complexify the parsing. */
230         if (!ctx->new_idr && unit_type == 5 && (buf[1] & 0x80))
231             ctx->new_idr = 1;
232
233         /* prepend only to the first type 5 NAL unit of an IDR picture, if no sps/pps are already present */
234         if (ctx->new_idr && unit_type == 5 && !ctx->idr_sps_seen && !ctx->idr_pps_seen) {
235             if ((ret=alloc_and_copy(poutbuf, poutbuf_size,
236                                ctx->spspps_buf, ctx->spspps_size,
237                                buf, nal_size)) < 0)
238                 goto fail;
239             ctx->new_idr = 0;
240         /* if only SPS has been seen, also insert PPS */
241         } else if (ctx->new_idr && unit_type == 5 && ctx->idr_sps_seen && !ctx->idr_pps_seen) {
242             if (ctx->pps_offset == -1) {
243                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "PPS not present in the stream, nor in AVCC, stream may be unreadable\n");
244                 if ((ret = alloc_and_copy(poutbuf, poutbuf_size,
245                                      NULL, 0, buf, nal_size)) < 0)
246                     goto fail;
247             } else if ((ret = alloc_and_copy(poutbuf, poutbuf_size,
248                                         ctx->spspps_buf + ctx->pps_offset, ctx->spspps_size - ctx->pps_offset,
249                                         buf, nal_size)) < 0)
250                 goto fail;
251         } else {
252             if ((ret=alloc_and_copy(poutbuf, poutbuf_size,
253                                NULL, 0, buf, nal_size)) < 0)
254                 goto fail;
255             if (!ctx->new_idr && unit_type == 1) {
256                 ctx->new_idr = 1;
257                 ctx->idr_sps_seen = 0;
258                 ctx->idr_pps_seen = 0;
259             }
260         }
261
262 next_nal:
263         buf        += nal_size;
264         cumul_size += nal_size + ctx->length_size;
265     } while (cumul_size < buf_size);
266
267     return 1;
268
269 fail:
270     av_freep(poutbuf);
271     *poutbuf_size = 0;
272     return ret;
273 }
274
275 static void h264_mp4toannexb_filter_close(AVBitStreamFilterContext *bsfc)
276 {
277     H264BSFContext *ctx = bsfc->priv_data;
278     if (ctx->private_spspps)
279         av_free(ctx->spspps_buf);
280 }
281
282 AVBitStreamFilter ff_h264_mp4toannexb_bsf = {
283     .name           = "h264_mp4toannexb",
284     .priv_data_size = sizeof(H264BSFContext),
285     .filter         = h264_mp4toannexb_filter,
286     .close          = h264_mp4toannexb_filter_close,
287 };