move networking #includes into separate file
[ffmpeg.git] / libavformat / rtp_h264.c
1 /*
2  * RTP H264 Protocol (RFC3984)
3  * Copyright (c) 2006 Ryan Martell.
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 /**
23 * @file rtp_h264.c
24  * @brief H.264 / RTP Code (RFC3984)
25  * @author Ryan Martell <rdm4@martellventures.com>
26  *
27  * @note Notes:
28  * Notes:
29  * This currently supports packetization mode:
30  * Single Nal Unit Mode (0), or
31  * Non-Interleaved Mode (1).  It currently does not support
32  * Interleaved Mode (2). (This requires implementing STAP-B, MTAP16, MTAP24, FU-B packet types)
33  *
34  * @note TODO:
35  * 1) RTCP sender reports for udp streams are required..
36  *
37  */
38
39 #include "avformat.h"
40 #include "mpegts.h"
41 #include "bitstream.h"
42
43 #include <unistd.h>
44 #include "network.h"
45 #include <assert.h>
46
47 #include "rtp_internal.h"
48 #include "rtp_h264.h"
49 #include "base64.h"
50
51 /**
52     RTP/H264 specific private data.
53 */
54 typedef struct h264_rtp_extra_data {
55     unsigned long cookie;       ///< sanity check, to make sure we get the pointer we're expecting.
56
57     //sdp setup parameters
58     uint8_t profile_idc;        ///< from the sdp setup parameters.
59     uint8_t profile_iop;        ///< from the sdp setup parameters.
60     uint8_t level_idc;          ///< from the sdp setup parameters.
61     int packetization_mode;     ///< from the sdp setup parameters.
62 #ifdef DEBUG
63     int packet_types_received[32];
64 #endif
65 } h264_rtp_extra_data;
66
67 #define MAGIC_COOKIE (0xdeadbeef)       ///< Cookie for the extradata; to verify we are what we think we are, and that we haven't been freed.
68 #define DEAD_COOKIE (0xdeaddead)        ///< Cookie for the extradata; once it is freed.
69
70 /* ---------------- private code */
71 static void sdp_parse_fmtp_config_h264(AVStream * stream,
72                                        h264_rtp_extra_data * h264_data,
73                                        char *attr, char *value)
74 {
75     AVCodecContext *codec = stream->codec;
76     assert(codec->codec_id == CODEC_ID_H264);
77     assert(h264_data != NULL);
78
79     if (!strcmp(attr, "packetization-mode")) {
80         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "H.264/RTP Packetization Mode: %d\n", atoi(attr));
81         h264_data->packetization_mode = atoi(attr);
82         /*
83            Packetization Mode:
84            0 or not present: Single NAL mode (Only nals from 1-23 are allowed)
85            1: Non-interleaved Mode: 1-23, 24 (STAP-A), 28 (FU-A) are allowed.
86            2: Interleaved Mode: 25 (STAP-B), 26 (MTAP16), 27 (MTAP24), 28 (FU-A), and 29 (FU-B) are allowed.
87          */
88         if (h264_data->packetization_mode > 1)
89             av_log(stream, AV_LOG_ERROR,
90                    "H.264/RTP Interleaved RTP mode is not supported yet.");
91     } else if (!strcmp(attr, "profile-level-id")) {
92         if (strlen(value) == 6) {
93             char buffer[3];
94             // 6 characters=3 bytes, in hex.
95             uint8_t profile_idc;
96             uint8_t profile_iop;
97             uint8_t level_idc;
98
99             buffer[0] = value[0]; buffer[1] = value[1]; buffer[2] = '\0';
100             profile_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
101             buffer[0] = value[2]; buffer[1] = value[3];
102             profile_iop = strtol(buffer, NULL, 16);
103             buffer[0] = value[4]; buffer[1] = value[5];
104             level_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
105
106             // set the parameters...
107             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG,
108                    "H.264/RTP Profile IDC: %x Profile IOP: %x Level: %x\n",
109                    profile_idc, profile_iop, level_idc);
110             h264_data->profile_idc = profile_idc;
111             h264_data->profile_iop = profile_iop;
112             h264_data->level_idc = level_idc;
113         }
114     } else  if (!strcmp(attr, "sprop-parameter-sets")) {
115         uint8_t start_sequence[]= { 0, 0, 1 };
116         codec->extradata_size= 0;
117         codec->extradata= NULL;
118
119         while (*value) {
120             char base64packet[1024];
121             uint8_t decoded_packet[1024];
122             uint32_t packet_size;
123             char *dst = base64packet;
124
125             while (*value && *value != ','
126                    && (dst - base64packet) < sizeof(base64packet) - 1) {
127                 *dst++ = *value++;
128             }
129             *dst++ = '\0';
130
131             if (*value == ',')
132                 value++;
133
134             packet_size= av_base64_decode(decoded_packet, base64packet, sizeof(decoded_packet));
135             if (packet_size) {
136                 uint8_t *dest= av_malloc(packet_size+sizeof(start_sequence)+codec->extradata_size);
137                 if(dest)
138                 {
139                     if(codec->extradata_size)
140                     {
141                         // av_realloc?
142                         memcpy(dest, codec->extradata, codec->extradata_size);
143                         av_free(codec->extradata);
144                     }
145
146                     memcpy(dest+codec->extradata_size, start_sequence, sizeof(start_sequence));
147                     memcpy(dest+codec->extradata_size+sizeof(start_sequence), decoded_packet, packet_size);
148
149                     codec->extradata= dest;
150                     codec->extradata_size+= sizeof(start_sequence)+packet_size;
151                 } else {
152                     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "H.264/RTP Unable to allocate memory for extradata!");
153                 }
154             }
155         }
156         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "H.264/RTP Extradata set to %p (size: %d)!", codec->extradata, codec->extradata_size);
157     }
158 }
159
160 // return 0 on packet, no more left, 1 on packet, 1 on partial packet...
161 static int h264_handle_packet(RTPDemuxContext * s,
162                               AVPacket * pkt,
163                               uint32_t * timestamp,
164                               const uint8_t * buf,
165                               int len)
166 {
167 //    h264_rtp_extra_data *data = s->dynamic_protocol_context;
168     uint8_t nal = buf[0];
169     uint8_t type = (nal & 0x1f);
170     int result= 0;
171     uint8_t start_sequence[]= {0, 0, 1};
172
173     assert(data);
174     assert(data->cookie == MAGIC_COOKIE);
175     assert(buf);
176
177     if (type >= 1 && type <= 23)
178         type = 1;              // simplify the case. (these are all the nal types used internally by the h264 codec)
179     switch (type) {
180     case 0:                    // undefined;
181         result= -1;
182         break;
183
184     case 1:
185         av_new_packet(pkt, len+sizeof(start_sequence));
186         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
187         memcpy(pkt->data+sizeof(start_sequence), buf, len);
188 #ifdef DEBUG
189         data->packet_types_received[nal & 0x1f]++;
190 #endif
191         break;
192
193     case 24:                   // STAP-A (one packet, multiple nals)
194         // consume the STAP-A NAL
195         buf++;
196         len--;
197         // first we are going to figure out the total size....
198         {
199             int pass= 0;
200             int total_length= 0;
201             uint8_t *dst= NULL;
202
203             for(pass= 0; pass<2; pass++) {
204                 const uint8_t *src= buf;
205                 int src_len= len;
206
207                 do {
208                     uint16_t nal_size = AV_RB16(src); // this going to be a problem if unaligned (can it be?)
209
210                     // consume the length of the aggregate...
211                     src += 2;
212                     src_len -= 2;
213
214                     if (nal_size <= src_len) {
215                         if(pass==0) {
216                             // counting...
217                             total_length+= sizeof(start_sequence)+nal_size;
218                         } else {
219                             // copying
220                             assert(dst);
221                             memcpy(dst, start_sequence, sizeof(start_sequence));
222                             dst+= sizeof(start_sequence);
223                             memcpy(dst, src, nal_size);
224 #ifdef DEBUG
225                             data->packet_types_received[*src & 0x1f]++;
226 #endif
227                             dst+= nal_size;
228                         }
229                     } else {
230                         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
231                                "nal size exceeds length: %d %d\n", nal_size, src_len);
232                     }
233
234                     // eat what we handled...
235                     src += nal_size;
236                     src_len -= nal_size;
237
238                     if (src_len < 0)
239                         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
240                                "Consumed more bytes than we got! (%d)\n", src_len);
241                 } while (src_len > 2);      // because there could be rtp padding..
242
243                 if(pass==0) {
244                     // now we know the total size of the packet (with the start sequences added)
245                     av_new_packet(pkt, total_length);
246                     dst= pkt->data;
247                 } else {
248                     assert(dst-pkt->data==total_length);
249                 }
250             }
251         }
252         break;
253
254     case 25:                   // STAP-B
255     case 26:                   // MTAP-16
256     case 27:                   // MTAP-24
257     case 29:                   // FU-B
258         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
259                "Unhandled type (%d) (See RFC for implementation details\n",
260                type);
261         result= -1;
262         break;
263
264     case 28:                   // FU-A (fragmented nal)
265         buf++;
266         len--;                  // skip the fu_indicator
267         {
268             // these are the same as above, we just redo them here for clarity...
269             uint8_t fu_indicator = nal;
270             uint8_t fu_header = *buf;   // read the fu_header.
271             uint8_t start_bit = (fu_header & 0x80) >> 7;
272 //            uint8_t end_bit = (fu_header & 0x40) >> 6;
273             uint8_t nal_type = (fu_header & 0x1f);
274             uint8_t reconstructed_nal;
275
276             // reconstruct this packet's true nal; only the data follows..
277             reconstructed_nal = fu_indicator & (0xe0);  // the original nal forbidden bit and NRI are stored in this packet's nal;
278             reconstructed_nal |= (nal_type & 0x1f);
279
280             // skip the fu_header...
281             buf++;
282             len--;
283
284 #ifdef DEBUG
285             if (start_bit)
286                 data->packet_types_received[nal_type & 0x1f]++;
287 #endif
288             if(start_bit) {
289                 // copy in the start sequence, and the reconstructed nal....
290                 av_new_packet(pkt, sizeof(start_sequence)+sizeof(nal)+len);
291                 memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
292                 pkt->data[sizeof(start_sequence)]= reconstructed_nal;
293                 memcpy(pkt->data+sizeof(start_sequence)+sizeof(nal), buf, len);
294             } else {
295                 av_new_packet(pkt, len);
296                 memcpy(pkt->data, buf, len);
297             }
298         }
299         break;
300
301     case 30:                   // undefined
302     case 31:                   // undefined
303     default:
304         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Undefined type (%d)", type);
305         result= -1;
306         break;
307     }
308
309     return result;
310 }
311
312 /* ---------------- public code */
313 static void *h264_new_extradata()
314 {
315     h264_rtp_extra_data *data =
316         av_mallocz(sizeof(h264_rtp_extra_data) +
317                    FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
318
319     if (data) {
320         data->cookie = MAGIC_COOKIE;
321     }
322
323     return data;
324 }
325
326 static void h264_free_extradata(void *d)
327 {
328     h264_rtp_extra_data *data = (h264_rtp_extra_data *) d;
329 #ifdef DEBUG
330     int ii;
331
332     for (ii = 0; ii < 32; ii++) {
333         if (data->packet_types_received[ii])
334             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Received %d packets of type %d\n",
335                    data->packet_types_received[ii], ii);
336     }
337 #endif
338
339     assert(data);
340     assert(data->cookie == MAGIC_COOKIE);
341
342     // avoid stale pointers (assert)
343     data->cookie = DEAD_COOKIE;
344
345     // and clear out this...
346     av_free(data);
347 }
348
349 static int parse_h264_sdp_line(AVStream * stream, void *data,
350                                const char *line)
351 {
352     AVCodecContext *codec = stream->codec;
353     h264_rtp_extra_data *h264_data = (h264_rtp_extra_data *) data;
354     const char *p = line;
355
356     assert(h264_data->cookie == MAGIC_COOKIE);
357
358     if (strstart(p, "framesize:", &p)) {
359         char buf1[50];
360         char *dst = buf1;
361
362         // remove the protocol identifier..
363         while (*p && *p == ' ') p++; // strip spaces.
364         while (*p && *p != ' ') p++; // eat protocol identifier
365         while (*p && *p == ' ') p++; // strip trailing spaces.
366         while (*p && *p != '-' && (buf1 - dst) < sizeof(buf1) - 1) {
367             *dst++ = *p++;
368         }
369         *dst = '\0';
370
371         // a='framesize:96 320-240'
372         // set our parameters..
373         codec->width = atoi(buf1);
374         codec->height = atoi(p + 1); // skip the -
375         codec->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
376     } else if (strstart(p, "fmtp:", &p)) {
377         char attr[256];
378         char value[4096];
379
380         // remove the protocol identifier..
381         while (*p && *p == ' ') p++; // strip spaces.
382         while (*p && *p != ' ') p++; // eat protocol identifier
383         while (*p && *p == ' ') p++; // strip trailing spaces.
384
385         /* loop on each attribute */
386         while (rtsp_next_attr_and_value
387                (&p, attr, sizeof(attr), value, sizeof(value))) {
388             /* grab the codec extra_data from the config parameter of the fmtp line */
389             sdp_parse_fmtp_config_h264(stream, h264_data, attr, value);
390         }
391     } else if (strstart(p, "cliprect:", &p)) {
392         // could use this if we wanted.
393     }
394
395     av_set_pts_info(stream, 33, 1, 90000);      // 33 should be right, because the pts is 64 bit? (done elsewhere; this is a one time thing)
396
397     return 0;                   // keep processing it the normal way...
398 }
399
400 /**
401 This is the structure for expanding on the dynamic rtp protocols (makes everything static. yay!)
402 */
403 RTPDynamicProtocolHandler ff_h264_dynamic_handler = {
404     "H264",
405     CODEC_TYPE_VIDEO,
406     CODEC_ID_H264,
407     parse_h264_sdp_line,
408     h264_new_extradata,
409     h264_free_extradata,
410     h264_handle_packet
411 };