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