794c82e650807723474eaba8b7ca83baeccb7327
[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 #include "h264.h"
30
31 typedef struct H264BSFContext {
32     int32_t  sps_offset;
33     int32_t  pps_offset;
34     uint8_t  length_size;
35     uint8_t  new_idr;
36     uint8_t  idr_sps_seen;
37     uint8_t  idr_pps_seen;
38     int      extradata_parsed;
39 } H264BSFContext;
40
41 static int alloc_and_copy(AVPacket *out,
42                           const uint8_t *sps_pps, uint32_t sps_pps_size,
43                           const uint8_t *in, uint32_t in_size, int ps)
44 {
45     uint32_t offset         = out->size;
46     uint8_t start_code_size = offset == 0 || ps ? 4 : 3;
47     int err;
48
49     err = av_grow_packet(out, sps_pps_size + in_size + start_code_size);
50     if (err < 0)
51         return err;
52
53     if (sps_pps)
54         memcpy(out->data + offset, sps_pps, sps_pps_size);
55     memcpy(out->data + sps_pps_size + start_code_size + offset, in, in_size);
56     if (start_code_size == 4) {
57         AV_WB32(out->data + offset + sps_pps_size, 1);
58     } else {
59         (out->data + offset + sps_pps_size)[0] =
60         (out->data + offset + sps_pps_size)[1] = 0;
61         (out->data + offset + sps_pps_size)[2] = 1;
62     }
63
64     return 0;
65 }
66
67 static int h264_extradata_to_annexb(AVBSFContext *ctx, const int padding)
68 {
69     H264BSFContext *s = ctx->priv_data;
70     uint16_t unit_size;
71     uint64_t total_size                 = 0;
72     uint8_t *out                        = NULL, unit_nb, sps_done = 0,
73              sps_seen                   = 0, pps_seen = 0;
74     const uint8_t *extradata            = ctx->par_in->extradata + 4;
75     static const uint8_t nalu_header[4] = { 0, 0, 0, 1 };
76     int length_size = (*extradata++ & 0x3) + 1; // retrieve length coded size
77
78     s->sps_offset = s->pps_offset = -1;
79
80     /* retrieve sps and pps unit(s) */
81     unit_nb = *extradata++ & 0x1f; /* number of sps unit(s) */
82     if (!unit_nb) {
83         goto pps;
84     } else {
85         s->sps_offset = 0;
86         sps_seen = 1;
87     }
88
89     while (unit_nb--) {
90         int err;
91
92         unit_size   = AV_RB16(extradata);
93         total_size += unit_size + 4;
94         if (total_size > INT_MAX - padding) {
95             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
96                    "Too big extradata size, corrupted stream or invalid MP4/AVCC bitstream\n");
97             av_free(out);
98             return AVERROR(EINVAL);
99         }
100         if (extradata + 2 + unit_size > ctx->par_in->extradata + ctx->par_in->extradata_size) {
101             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Packet header is not contained in global extradata, "
102                    "corrupted stream or invalid MP4/AVCC bitstream\n");
103             av_free(out);
104             return AVERROR(EINVAL);
105         }
106         if ((err = av_reallocp(&out, total_size + padding)) < 0)
107             return err;
108         memcpy(out + total_size - unit_size - 4, nalu_header, 4);
109         memcpy(out + total_size - unit_size, extradata + 2, unit_size);
110         extradata += 2 + unit_size;
111 pps:
112         if (!unit_nb && !sps_done++) {
113             unit_nb = *extradata++; /* number of pps unit(s) */
114             if (unit_nb) {
115                 s->pps_offset = total_size;
116                 pps_seen = 1;
117             }
118         }
119     }
120
121     if (out)
122         memset(out + total_size, 0, padding);
123
124     if (!sps_seen)
125         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
126                "Warning: SPS NALU missing or invalid. "
127                "The resulting stream may not play.\n");
128
129     if (!pps_seen)
130         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
131                "Warning: PPS NALU missing or invalid. "
132                "The resulting stream may not play.\n");
133
134     av_freep(&ctx->par_out->extradata);
135     ctx->par_out->extradata      = out;
136     ctx->par_out->extradata_size = total_size;
137
138     return length_size;
139 }
140
141 static int h264_mp4toannexb_init(AVBSFContext *ctx)
142 {
143     H264BSFContext *s = ctx->priv_data;
144     int extra_size = ctx->par_in->extradata_size;
145     int ret;
146
147     /* retrieve sps and pps NAL units from extradata */
148     if (!extra_size                                               ||
149         (extra_size >= 3 && AV_RB24(ctx->par_in->extradata) == 1) ||
150         (extra_size >= 4 && AV_RB32(ctx->par_in->extradata) == 1)) {
151         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
152                "The input looks like it is Annex B already\n");
153     } else if (extra_size >= 6) {
154         ret = h264_extradata_to_annexb(ctx, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
155         if (ret < 0)
156             return ret;
157
158         s->length_size      = ret;
159         s->new_idr          = 1;
160         s->idr_sps_seen     = 0;
161         s->idr_pps_seen     = 0;
162         s->extradata_parsed = 1;
163     } else {
164         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid extradata size: %d\n", extra_size);
165         return AVERROR_INVALIDDATA;
166     }
167
168     return 0;
169 }
170
171 static int h264_mp4toannexb_filter(AVBSFContext *ctx, AVPacket *out)
172 {
173     H264BSFContext *s = ctx->priv_data;
174
175     AVPacket *in;
176     uint8_t unit_type;
177     int32_t nal_size;
178     uint32_t cumul_size    = 0;
179     const uint8_t *buf;
180     const uint8_t *buf_end;
181     int            buf_size;
182     int ret = 0, i;
183
184     ret = ff_bsf_get_packet(ctx, &in);
185     if (ret < 0)
186         return ret;
187
188     /* nothing to filter */
189     if (!s->extradata_parsed) {
190         av_packet_move_ref(out, in);
191         av_packet_free(&in);
192         return 0;
193     }
194
195     buf      = in->data;
196     buf_size = in->size;
197     buf_end  = in->data + in->size;
198
199     do {
200         ret= AVERROR(EINVAL);
201         if (buf + s->length_size > buf_end)
202             goto fail;
203
204         for (nal_size = 0, i = 0; i<s->length_size; i++)
205             nal_size = (nal_size << 8) | buf[i];
206
207         buf += s->length_size;
208         unit_type = *buf & 0x1f;
209
210         if (nal_size > buf_end - buf || nal_size < 0)
211             goto fail;
212
213         if (unit_type == H264_NAL_SPS)
214             s->idr_sps_seen = s->new_idr = 1;
215         else if (unit_type == H264_NAL_PPS) {
216             s->idr_pps_seen = s->new_idr = 1;
217             /* if SPS has not been seen yet, prepend the AVCC one to PPS */
218             if (!s->idr_sps_seen) {
219                 if (s->sps_offset == -1)
220                     av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "SPS not present in the stream, nor in AVCC, stream may be unreadable\n");
221                 else {
222                     if ((ret = alloc_and_copy(out,
223                                          ctx->par_out->extradata + s->sps_offset,
224                                          s->pps_offset != -1 ? s->pps_offset : ctx->par_out->extradata_size - s->sps_offset,
225                                          buf, nal_size, 1)) < 0)
226                         goto fail;
227                     s->idr_sps_seen = 1;
228                     goto next_nal;
229                 }
230             }
231         }
232
233         /* if this is a new IDR picture following an IDR picture, reset the idr flag.
234          * Just check first_mb_in_slice to be 0 as this is the simplest solution.
235          * This could be checking idr_pic_id instead, but would complexify the parsing. */
236         if (!s->new_idr && unit_type == H264_NAL_IDR_SLICE && (buf[1] & 0x80))
237             s->new_idr = 1;
238
239         /* prepend only to the first type 5 NAL unit of an IDR picture, if no sps/pps are already present */
240         if (s->new_idr && unit_type == H264_NAL_IDR_SLICE && !s->idr_sps_seen && !s->idr_pps_seen) {
241             if ((ret=alloc_and_copy(out,
242                                ctx->par_out->extradata, ctx->par_out->extradata_size,
243                                buf, nal_size, 1)) < 0)
244                 goto fail;
245             s->new_idr = 0;
246         /* if only SPS has been seen, also insert PPS */
247         } else if (s->new_idr && unit_type == H264_NAL_IDR_SLICE && s->idr_sps_seen && !s->idr_pps_seen) {
248             if (s->pps_offset == -1) {
249                 av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "PPS not present in the stream, nor in AVCC, stream may be unreadable\n");
250                 if ((ret = alloc_and_copy(out, NULL, 0, buf, nal_size, 0)) < 0)
251                     goto fail;
252             } else if ((ret = alloc_and_copy(out,
253                                         ctx->par_out->extradata + s->pps_offset, ctx->par_out->extradata_size - s->pps_offset,
254                                         buf, nal_size, 1)) < 0)
255                 goto fail;
256         } else {
257             if ((ret=alloc_and_copy(out, NULL, 0, buf, nal_size, unit_type == H264_NAL_SPS || unit_type == H264_NAL_PPS)) < 0)
258                 goto fail;
259             if (!s->new_idr && unit_type == H264_NAL_SLICE) {
260                 s->new_idr = 1;
261                 s->idr_sps_seen = 0;
262                 s->idr_pps_seen = 0;
263             }
264         }
265
266 next_nal:
267         buf        += nal_size;
268         cumul_size += nal_size + s->length_size;
269     } while (cumul_size < buf_size);
270
271     ret = av_packet_copy_props(out, in);
272     if (ret < 0)
273         goto fail;
274
275 fail:
276     if (ret < 0)
277         av_packet_unref(out);
278     av_packet_free(&in);
279
280     return ret;
281 }
282
283 static const enum AVCodecID codec_ids[] = {
284     AV_CODEC_ID_H264, AV_CODEC_ID_NONE,
285 };
286
287 const AVBitStreamFilter ff_h264_mp4toannexb_bsf = {
288     .name           = "h264_mp4toannexb",
289     .priv_data_size = sizeof(H264BSFContext),
290     .init           = h264_mp4toannexb_init,
291     .filter         = h264_mp4toannexb_filter,
292     .codec_ids      = codec_ids,
293 };