strn muxing in avi support.
[ffmpeg.git] / libavformat / rtpdec.c
1 /*
2  * RTP input format
3  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard
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 /* needed for gethostname() */
23 #define _XOPEN_SOURCE 600
24
25 #include "libavcodec/get_bits.h"
26 #include "avformat.h"
27 #include "mpegts.h"
28
29 #include <unistd.h>
30 #include "network.h"
31
32 #include "rtpdec.h"
33 #include "rtp_asf.h"
34 #include "rtp_h264.h"
35 #include "rtp_vorbis.h"
36 #include "rtpdec_h263.h"
37
38 //#define DEBUG
39
40 /* TODO: - add RTCP statistics reporting (should be optional).
41
42          - add support for h263/mpeg4 packetized output : IDEA: send a
43          buffer to 'rtp_write_packet' contains all the packets for ONE
44          frame. Each packet should have a four byte header containing
45          the length in big endian format (same trick as
46          'url_open_dyn_packet_buf')
47 */
48
49 /* statistics functions */
50 RTPDynamicProtocolHandler *RTPFirstDynamicPayloadHandler= NULL;
51
52 static RTPDynamicProtocolHandler mp4v_es_handler= {"MP4V-ES", CODEC_TYPE_VIDEO, CODEC_ID_MPEG4};
53 static RTPDynamicProtocolHandler mpeg4_generic_handler= {"mpeg4-generic", CODEC_TYPE_AUDIO, CODEC_ID_AAC};
54
55 void ff_register_dynamic_payload_handler(RTPDynamicProtocolHandler *handler)
56 {
57     handler->next= RTPFirstDynamicPayloadHandler;
58     RTPFirstDynamicPayloadHandler= handler;
59 }
60
61 void av_register_rtp_dynamic_payload_handlers(void)
62 {
63     ff_register_dynamic_payload_handler(&mp4v_es_handler);
64     ff_register_dynamic_payload_handler(&mpeg4_generic_handler);
65     ff_register_dynamic_payload_handler(&ff_h263_1998_dynamic_handler);
66     ff_register_dynamic_payload_handler(&ff_h263_2000_dynamic_handler);
67     ff_register_dynamic_payload_handler(&ff_h264_dynamic_handler);
68     ff_register_dynamic_payload_handler(&ff_vorbis_dynamic_handler);
69
70     ff_register_dynamic_payload_handler(&ff_ms_rtp_asf_pfv_handler);
71     ff_register_dynamic_payload_handler(&ff_ms_rtp_asf_pfa_handler);
72 }
73
74 static int rtcp_parse_packet(RTPDemuxContext *s, const unsigned char *buf, int len)
75 {
76     if (buf[1] != 200)
77         return -1;
78     s->last_rtcp_ntp_time = AV_RB64(buf + 8);
79     if (s->first_rtcp_ntp_time == AV_NOPTS_VALUE)
80         s->first_rtcp_ntp_time = s->last_rtcp_ntp_time;
81     s->last_rtcp_timestamp = AV_RB32(buf + 16);
82     return 0;
83 }
84
85 #define RTP_SEQ_MOD (1<<16)
86
87 /**
88 * called on parse open packet
89 */
90 static void rtp_init_statistics(RTPStatistics *s, uint16_t base_sequence) // called on parse open packet.
91 {
92     memset(s, 0, sizeof(RTPStatistics));
93     s->max_seq= base_sequence;
94     s->probation= 1;
95 }
96
97 /**
98 * called whenever there is a large jump in sequence numbers, or when they get out of probation...
99 */
100 static void rtp_init_sequence(RTPStatistics *s, uint16_t seq)
101 {
102     s->max_seq= seq;
103     s->cycles= 0;
104     s->base_seq= seq -1;
105     s->bad_seq= RTP_SEQ_MOD + 1;
106     s->received= 0;
107     s->expected_prior= 0;
108     s->received_prior= 0;
109     s->jitter= 0;
110     s->transit= 0;
111 }
112
113 /**
114 * returns 1 if we should handle this packet.
115 */
116 static int rtp_valid_packet_in_sequence(RTPStatistics *s, uint16_t seq)
117 {
118     uint16_t udelta= seq - s->max_seq;
119     const int MAX_DROPOUT= 3000;
120     const int MAX_MISORDER = 100;
121     const int MIN_SEQUENTIAL = 2;
122
123     /* source not valid until MIN_SEQUENTIAL packets with sequence seq. numbers have been received */
124     if(s->probation)
125     {
126         if(seq==s->max_seq + 1) {
127             s->probation--;
128             s->max_seq= seq;
129             if(s->probation==0) {
130                 rtp_init_sequence(s, seq);
131                 s->received++;
132                 return 1;
133             }
134         } else {
135             s->probation= MIN_SEQUENTIAL - 1;
136             s->max_seq = seq;
137         }
138     } else if (udelta < MAX_DROPOUT) {
139         // in order, with permissible gap
140         if(seq < s->max_seq) {
141             //sequence number wrapped; count antother 64k cycles
142             s->cycles += RTP_SEQ_MOD;
143         }
144         s->max_seq= seq;
145     } else if (udelta <= RTP_SEQ_MOD - MAX_MISORDER) {
146         // sequence made a large jump...
147         if(seq==s->bad_seq) {
148             // two sequential packets-- assume that the other side restarted without telling us; just resync.
149             rtp_init_sequence(s, seq);
150         } else {
151             s->bad_seq= (seq + 1) & (RTP_SEQ_MOD-1);
152             return 0;
153         }
154     } else {
155         // duplicate or reordered packet...
156     }
157     s->received++;
158     return 1;
159 }
160
161 #if 0
162 /**
163 * This function is currently unused; without a valid local ntp time, I don't see how we could calculate the
164 * difference between the arrival and sent timestamp.  As a result, the jitter and transit statistics values
165 * never change.  I left this in in case someone else can see a way. (rdm)
166 */
167 static void rtcp_update_jitter(RTPStatistics *s, uint32_t sent_timestamp, uint32_t arrival_timestamp)
168 {
169     uint32_t transit= arrival_timestamp - sent_timestamp;
170     int d;
171     s->transit= transit;
172     d= FFABS(transit - s->transit);
173     s->jitter += d - ((s->jitter + 8)>>4);
174 }
175 #endif
176
177 int rtp_check_and_send_back_rr(RTPDemuxContext *s, int count)
178 {
179     ByteIOContext *pb;
180     uint8_t *buf;
181     int len;
182     int rtcp_bytes;
183     RTPStatistics *stats= &s->statistics;
184     uint32_t lost;
185     uint32_t extended_max;
186     uint32_t expected_interval;
187     uint32_t received_interval;
188     uint32_t lost_interval;
189     uint32_t expected;
190     uint32_t fraction;
191     uint64_t ntp_time= s->last_rtcp_ntp_time; // TODO: Get local ntp time?
192
193     if (!s->rtp_ctx || (count < 1))
194         return -1;
195
196     /* TODO: I think this is way too often; RFC 1889 has algorithm for this */
197     /* XXX: mpeg pts hardcoded. RTCP send every 0.5 seconds */
198     s->octet_count += count;
199     rtcp_bytes = ((s->octet_count - s->last_octet_count) * RTCP_TX_RATIO_NUM) /
200         RTCP_TX_RATIO_DEN;
201     rtcp_bytes /= 50; // mmu_man: that's enough for me... VLC sends much less btw !?
202     if (rtcp_bytes < 28)
203         return -1;
204     s->last_octet_count = s->octet_count;
205
206     if (url_open_dyn_buf(&pb) < 0)
207         return -1;
208
209     // Receiver Report
210     put_byte(pb, (RTP_VERSION << 6) + 1); /* 1 report block */
211     put_byte(pb, 201);
212     put_be16(pb, 7); /* length in words - 1 */
213     put_be32(pb, s->ssrc); // our own SSRC
214     put_be32(pb, s->ssrc); // XXX: should be the server's here!
215     // some placeholders we should really fill...
216     // RFC 1889/p64
217     extended_max= stats->cycles + stats->max_seq;
218     expected= extended_max - stats->base_seq + 1;
219     lost= expected - stats->received;
220     lost= FFMIN(lost, 0xffffff); // clamp it since it's only 24 bits...
221     expected_interval= expected - stats->expected_prior;
222     stats->expected_prior= expected;
223     received_interval= stats->received - stats->received_prior;
224     stats->received_prior= stats->received;
225     lost_interval= expected_interval - received_interval;
226     if (expected_interval==0 || lost_interval<=0) fraction= 0;
227     else fraction = (lost_interval<<8)/expected_interval;
228
229     fraction= (fraction<<24) | lost;
230
231     put_be32(pb, fraction); /* 8 bits of fraction, 24 bits of total packets lost */
232     put_be32(pb, extended_max); /* max sequence received */
233     put_be32(pb, stats->jitter>>4); /* jitter */
234
235     if(s->last_rtcp_ntp_time==AV_NOPTS_VALUE)
236     {
237         put_be32(pb, 0); /* last SR timestamp */
238         put_be32(pb, 0); /* delay since last SR */
239     } else {
240         uint32_t middle_32_bits= s->last_rtcp_ntp_time>>16; // this is valid, right? do we need to handle 64 bit values special?
241         uint32_t delay_since_last= ntp_time - s->last_rtcp_ntp_time;
242
243         put_be32(pb, middle_32_bits); /* last SR timestamp */
244         put_be32(pb, delay_since_last); /* delay since last SR */
245     }
246
247     // CNAME
248     put_byte(pb, (RTP_VERSION << 6) + 1); /* 1 report block */
249     put_byte(pb, 202);
250     len = strlen(s->hostname);
251     put_be16(pb, (6 + len + 3) / 4); /* length in words - 1 */
252     put_be32(pb, s->ssrc);
253     put_byte(pb, 0x01);
254     put_byte(pb, len);
255     put_buffer(pb, s->hostname, len);
256     // padding
257     for (len = (6 + len) % 4; len % 4; len++) {
258         put_byte(pb, 0);
259     }
260
261     put_flush_packet(pb);
262     len = url_close_dyn_buf(pb, &buf);
263     if ((len > 0) && buf) {
264         int result;
265         dprintf(s->ic, "sending %d bytes of RR\n", len);
266         result= url_write(s->rtp_ctx, buf, len);
267         dprintf(s->ic, "result from url_write: %d\n", result);
268         av_free(buf);
269     }
270     return 0;
271 }
272
273 /**
274  * open a new RTP parse context for stream 'st'. 'st' can be NULL for
275  * MPEG2TS streams to indicate that they should be demuxed inside the
276  * rtp demux (otherwise CODEC_ID_MPEG2TS packets are returned)
277  * TODO: change this to not take rtp_payload data, and use the new dynamic payload system.
278  */
279 RTPDemuxContext *rtp_parse_open(AVFormatContext *s1, AVStream *st, URLContext *rtpc, int payload_type, RTPPayloadData *rtp_payload_data)
280 {
281     RTPDemuxContext *s;
282
283     s = av_mallocz(sizeof(RTPDemuxContext));
284     if (!s)
285         return NULL;
286     s->payload_type = payload_type;
287     s->last_rtcp_ntp_time = AV_NOPTS_VALUE;
288     s->first_rtcp_ntp_time = AV_NOPTS_VALUE;
289     s->ic = s1;
290     s->st = st;
291     s->rtp_payload_data = rtp_payload_data;
292     rtp_init_statistics(&s->statistics, 0); // do we know the initial sequence from sdp?
293     if (!strcmp(ff_rtp_enc_name(payload_type), "MP2T")) {
294         s->ts = ff_mpegts_parse_open(s->ic);
295         if (s->ts == NULL) {
296             av_free(s);
297             return NULL;
298         }
299     } else {
300         av_set_pts_info(st, 32, 1, 90000);
301         switch(st->codec->codec_id) {
302         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
303         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
304         case CODEC_ID_MP2:
305         case CODEC_ID_MP3:
306         case CODEC_ID_MPEG4:
307         case CODEC_ID_H263:
308         case CODEC_ID_H264:
309             st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL;
310             break;
311         default:
312             if (st->codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
313                 av_set_pts_info(st, 32, 1, st->codec->sample_rate);
314             }
315             break;
316         }
317     }
318     // needed to send back RTCP RR in RTSP sessions
319     s->rtp_ctx = rtpc;
320     gethostname(s->hostname, sizeof(s->hostname));
321     return s;
322 }
323
324 void
325 rtp_parse_set_dynamic_protocol(RTPDemuxContext *s, PayloadContext *ctx,
326                                RTPDynamicProtocolHandler *handler)
327 {
328     s->dynamic_protocol_context = ctx;
329     s->parse_packet = handler->parse_packet;
330 }
331
332 static int rtp_parse_mp4_au(RTPDemuxContext *s, const uint8_t *buf)
333 {
334     int au_headers_length, au_header_size, i;
335     GetBitContext getbitcontext;
336     RTPPayloadData *infos;
337
338     infos = s->rtp_payload_data;
339
340     if (infos == NULL)
341         return -1;
342
343     /* decode the first 2 bytes where the AUHeader sections are stored
344        length in bits */
345     au_headers_length = AV_RB16(buf);
346
347     if (au_headers_length > RTP_MAX_PACKET_LENGTH)
348       return -1;
349
350     infos->au_headers_length_bytes = (au_headers_length + 7) / 8;
351
352     /* skip AU headers length section (2 bytes) */
353     buf += 2;
354
355     init_get_bits(&getbitcontext, buf, infos->au_headers_length_bytes * 8);
356
357     /* XXX: Wrong if optionnal additional sections are present (cts, dts etc...) */
358     au_header_size = infos->sizelength + infos->indexlength;
359     if (au_header_size <= 0 || (au_headers_length % au_header_size != 0))
360         return -1;
361
362     infos->nb_au_headers = au_headers_length / au_header_size;
363     infos->au_headers = av_malloc(sizeof(struct AUHeaders) * infos->nb_au_headers);
364
365     /* XXX: We handle multiple AU Section as only one (need to fix this for interleaving)
366        In my test, the FAAD decoder does not behave correctly when sending each AU one by one
367        but does when sending the whole as one big packet...  */
368     infos->au_headers[0].size = 0;
369     infos->au_headers[0].index = 0;
370     for (i = 0; i < infos->nb_au_headers; ++i) {
371         infos->au_headers[0].size += get_bits_long(&getbitcontext, infos->sizelength);
372         infos->au_headers[0].index = get_bits_long(&getbitcontext, infos->indexlength);
373     }
374
375     infos->nb_au_headers = 1;
376
377     return 0;
378 }
379
380 /**
381  * This was the second switch in rtp_parse packet.  Normalizes time, if required, sets stream_index, etc.
382  */
383 static void finalize_packet(RTPDemuxContext *s, AVPacket *pkt, uint32_t timestamp)
384 {
385     if (s->last_rtcp_ntp_time != AV_NOPTS_VALUE) {
386         int64_t addend;
387         int delta_timestamp;
388
389         /* compute pts from timestamp with received ntp_time */
390         delta_timestamp = timestamp - s->last_rtcp_timestamp;
391         /* convert to the PTS timebase */
392         addend = av_rescale(s->last_rtcp_ntp_time - s->first_rtcp_ntp_time, s->st->time_base.den, (uint64_t)s->st->time_base.num << 32);
393         pkt->pts = addend + delta_timestamp;
394     }
395 }
396
397 /**
398  * Parse an RTP or RTCP packet directly sent as a buffer.
399  * @param s RTP parse context.
400  * @param pkt returned packet
401  * @param buf input buffer or NULL to read the next packets
402  * @param len buffer len
403  * @return 0 if a packet is returned, 1 if a packet is returned and more can follow
404  * (use buf as NULL to read the next). -1 if no packet (error or no more packet).
405  */
406 int rtp_parse_packet(RTPDemuxContext *s, AVPacket *pkt,
407                      const uint8_t *buf, int len)
408 {
409     unsigned int ssrc, h;
410     int payload_type, seq, ret, flags = 0;
411     AVStream *st;
412     uint32_t timestamp;
413     int rv= 0;
414
415     if (!buf) {
416         /* return the next packets, if any */
417         if(s->st && s->parse_packet) {
418             timestamp= 0; ///< Should not be used if buf is NULL, but should be set to the timestamp of the packet returned....
419             rv= s->parse_packet(s->ic, s->dynamic_protocol_context,
420                                 s->st, pkt, &timestamp, NULL, 0, flags);
421             finalize_packet(s, pkt, timestamp);
422             return rv;
423         } else {
424             // TODO: Move to a dynamic packet handler (like above)
425             if (s->read_buf_index >= s->read_buf_size)
426                 return -1;
427             ret = ff_mpegts_parse_packet(s->ts, pkt, s->buf + s->read_buf_index,
428                                       s->read_buf_size - s->read_buf_index);
429             if (ret < 0)
430                 return -1;
431             s->read_buf_index += ret;
432             if (s->read_buf_index < s->read_buf_size)
433                 return 1;
434             else
435                 return 0;
436         }
437     }
438
439     if (len < 12)
440         return -1;
441
442     if ((buf[0] & 0xc0) != (RTP_VERSION << 6))
443         return -1;
444     if (buf[1] >= 200 && buf[1] <= 204) {
445         rtcp_parse_packet(s, buf, len);
446         return -1;
447     }
448     payload_type = buf[1] & 0x7f;
449     if (buf[1] & 0x80)
450         flags |= RTP_FLAG_MARKER;
451     seq  = AV_RB16(buf + 2);
452     timestamp = AV_RB32(buf + 4);
453     ssrc = AV_RB32(buf + 8);
454     /* store the ssrc in the RTPDemuxContext */
455     s->ssrc = ssrc;
456
457     /* NOTE: we can handle only one payload type */
458     if (s->payload_type != payload_type)
459         return -1;
460
461     st = s->st;
462     // only do something with this if all the rtp checks pass...
463     if(!rtp_valid_packet_in_sequence(&s->statistics, seq))
464     {
465         av_log(st?st->codec:NULL, AV_LOG_ERROR, "RTP: PT=%02x: bad cseq %04x expected=%04x\n",
466                payload_type, seq, ((s->seq + 1) & 0xffff));
467         return -1;
468     }
469
470     s->seq = seq;
471     len -= 12;
472     buf += 12;
473
474     if (!st) {
475         /* specific MPEG2TS demux support */
476         ret = ff_mpegts_parse_packet(s->ts, pkt, buf, len);
477         if (ret < 0)
478             return -1;
479         if (ret < len) {
480             s->read_buf_size = len - ret;
481             memcpy(s->buf, buf + ret, s->read_buf_size);
482             s->read_buf_index = 0;
483             return 1;
484         }
485         return 0;
486     } else if (s->parse_packet) {
487         rv = s->parse_packet(s->ic, s->dynamic_protocol_context,
488                              s->st, pkt, &timestamp, buf, len, flags);
489     } else {
490         // at this point, the RTP header has been stripped;  This is ASSUMING that there is only 1 CSRC, which in't wise.
491         switch(st->codec->codec_id) {
492         case CODEC_ID_MP2:
493         case CODEC_ID_MP3:
494             /* better than nothing: skip mpeg audio RTP header */
495             if (len <= 4)
496                 return -1;
497             h = AV_RB32(buf);
498             len -= 4;
499             buf += 4;
500             av_new_packet(pkt, len);
501             memcpy(pkt->data, buf, len);
502             break;
503         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
504         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
505             /* better than nothing: skip mpeg video RTP header */
506             if (len <= 4)
507                 return -1;
508             h = AV_RB32(buf);
509             buf += 4;
510             len -= 4;
511             if (h & (1 << 26)) {
512                 /* mpeg2 */
513                 if (len <= 4)
514                     return -1;
515                 buf += 4;
516                 len -= 4;
517             }
518             av_new_packet(pkt, len);
519             memcpy(pkt->data, buf, len);
520             break;
521             // moved from below, verbatim.  this is because this section handles packets, and the lower switch handles
522             // timestamps.
523             // TODO: Put this into a dynamic packet handler...
524         case CODEC_ID_AAC:
525             if (rtp_parse_mp4_au(s, buf))
526                 return -1;
527             {
528                 RTPPayloadData *infos = s->rtp_payload_data;
529                 if (infos == NULL)
530                     return -1;
531                 buf += infos->au_headers_length_bytes + 2;
532                 len -= infos->au_headers_length_bytes + 2;
533
534                 /* XXX: Fixme we only handle the case where rtp_parse_mp4_au define
535                     one au_header */
536                 av_new_packet(pkt, infos->au_headers[0].size);
537                 memcpy(pkt->data, buf, infos->au_headers[0].size);
538                 buf += infos->au_headers[0].size;
539                 len -= infos->au_headers[0].size;
540             }
541             s->read_buf_size = len;
542             rv= 0;
543             break;
544         default:
545             av_new_packet(pkt, len);
546             memcpy(pkt->data, buf, len);
547             break;
548         }
549
550         pkt->stream_index = st->index;
551     }
552
553     // now perform timestamp things....
554     finalize_packet(s, pkt, timestamp);
555
556     return rv;
557 }
558
559 void rtp_parse_close(RTPDemuxContext *s)
560 {
561     // TODO: fold this into the protocol specific data fields.
562     if (!strcmp(ff_rtp_enc_name(s->payload_type), "MP2T")) {
563         ff_mpegts_parse_close(s->ts);
564     }
565     av_free(s);
566 }