Merge commit 'e4dc1000d7bbbcb5b45cf9849fc5315f19578e37'
[ffmpeg.git] / libavformat / rtpdec_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
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,
33  *                        FU-B packet types)
34  */
35
36 #include "libavutil/attributes.h"
37 #include "libavutil/base64.h"
38 #include "libavutil/avstring.h"
39 #include "libavcodec/get_bits.h"
40 #include "avformat.h"
41
42 #include "network.h"
43 #include <assert.h>
44
45 #include "rtpdec.h"
46 #include "rtpdec_formats.h"
47
48 struct PayloadContext {
49     // sdp setup parameters
50     uint8_t profile_idc;
51     uint8_t profile_iop;
52     uint8_t level_idc;
53     int packetization_mode;
54 #ifdef DEBUG
55     int packet_types_received[32];
56 #endif
57 };
58
59 #ifdef DEBUG
60 #define COUNT_NAL_TYPE(data, nal) data->packet_types_received[(nal) & 0x1f]++
61 #else
62 #define COUNT_NAL_TYPE(data, nal) do { } while (0)
63 #endif
64
65 static const uint8_t start_sequence[] = { 0, 0, 0, 1 };
66
67 static int sdp_parse_fmtp_config_h264(AVStream *stream,
68                                       PayloadContext *h264_data,
69                                       char *attr, char *value)
70 {
71     AVCodecContext *codec = stream->codec;
72     assert(codec->codec_id == AV_CODEC_ID_H264);
73     assert(h264_data != NULL);
74
75     if (!strcmp(attr, "packetization-mode")) {
76         av_log(codec, AV_LOG_DEBUG, "RTP Packetization Mode: %d\n", atoi(value));
77         h264_data->packetization_mode = atoi(value);
78         /*
79          * Packetization Mode:
80          * 0 or not present: Single NAL mode (Only nals from 1-23 are allowed)
81          * 1: Non-interleaved Mode: 1-23, 24 (STAP-A), 28 (FU-A) are allowed.
82          * 2: Interleaved Mode: 25 (STAP-B), 26 (MTAP16), 27 (MTAP24), 28 (FU-A),
83          *                      and 29 (FU-B) are allowed.
84          */
85         if (h264_data->packetization_mode > 1)
86             av_log(codec, AV_LOG_ERROR,
87                    "Interleaved RTP mode is not supported yet.\n");
88     } else if (!strcmp(attr, "profile-level-id")) {
89         if (strlen(value) == 6) {
90             char buffer[3];
91             // 6 characters=3 bytes, in hex.
92             uint8_t profile_idc;
93             uint8_t profile_iop;
94             uint8_t level_idc;
95
96             buffer[0]   = value[0];
97             buffer[1]   = value[1];
98             buffer[2]   = '\0';
99             profile_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
100             buffer[0]   = value[2];
101             buffer[1]   = value[3];
102             profile_iop = strtol(buffer, NULL, 16);
103             buffer[0]   = value[4];
104             buffer[1]   = value[5];
105             level_idc   = strtol(buffer, NULL, 16);
106
107             av_log(codec, AV_LOG_DEBUG,
108                    "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         codec->extradata_size = 0;
116         av_freep(&codec->extradata);
117
118         while (*value) {
119             char base64packet[1024];
120             uint8_t decoded_packet[1024];
121             int packet_size;
122             char *dst = base64packet;
123
124             while (*value && *value != ','
125                    && (dst - base64packet) < sizeof(base64packet) - 1) {
126                 *dst++ = *value++;
127             }
128             *dst++ = '\0';
129
130             if (*value == ',')
131                 value++;
132
133             packet_size = av_base64_decode(decoded_packet, base64packet,
134                                            sizeof(decoded_packet));
135             if (packet_size > 0) {
136                 uint8_t *dest = av_malloc(packet_size + sizeof(start_sequence) +
137                                           codec->extradata_size +
138                                           FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
139                 if (!dest) {
140                     av_log(codec, AV_LOG_ERROR,
141                            "Unable to allocate memory for extradata!\n");
142                     return AVERROR(ENOMEM);
143                 }
144                 if (codec->extradata_size) {
145                     memcpy(dest, codec->extradata, codec->extradata_size);
146                     av_free(codec->extradata);
147                 }
148
149                 memcpy(dest + codec->extradata_size, start_sequence,
150                        sizeof(start_sequence));
151                 memcpy(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence),
152                        decoded_packet, packet_size);
153                 memset(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence) +
154                        packet_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
155
156                 codec->extradata       = dest;
157                 codec->extradata_size += sizeof(start_sequence) + packet_size;
158             }
159         }
160         av_log(codec, AV_LOG_DEBUG, "Extradata set to %p (size: %d)!\n",
161                codec->extradata, codec->extradata_size);
162     }
163     return 0;
164 }
165
166 // return 0 on packet, no more left, 1 on packet, 1 on partial packet
167 static int h264_handle_packet(AVFormatContext *ctx, PayloadContext *data,
168                               AVStream *st, AVPacket *pkt, uint32_t *timestamp,
169                               const uint8_t *buf, int len, uint16_t seq,
170                               int flags)
171 {
172     uint8_t nal;
173     uint8_t type;
174     int result = 0;
175
176     if (!len) {
177         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Empty H264 RTP packet\n");
178         return AVERROR_INVALIDDATA;
179     }
180     nal  = buf[0];
181     type = nal & 0x1f;
182
183     assert(data);
184     assert(buf);
185
186     /* Simplify the case (these are all the nal types used internally by
187      * the h264 codec). */
188     if (type >= 1 && type <= 23)
189         type = 1;
190     switch (type) {
191     case 0:                    // undefined, but pass them through
192     case 1:
193         if ((result = av_new_packet(pkt, len + sizeof(start_sequence))) < 0)
194             return result;
195         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
196         memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence), buf, len);
197         COUNT_NAL_TYPE(data, nal);
198         break;
199
200     case 24:                   // STAP-A (one packet, multiple nals)
201         // consume the STAP-A NAL
202         buf++;
203         len--;
204         // first we are going to figure out the total size
205         {
206             int pass         = 0;
207             int total_length = 0;
208             uint8_t *dst     = NULL;
209
210             for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
211                 const uint8_t *src = buf;
212                 int src_len        = len;
213
214                 while (src_len > 2) {
215                     uint16_t nal_size = AV_RB16(src);
216
217                     // consume the length of the aggregate
218                     src     += 2;
219                     src_len -= 2;
220
221                     if (nal_size <= src_len) {
222                         if (pass == 0) {
223                             // counting
224                             total_length += sizeof(start_sequence) + nal_size;
225                         } else {
226                             // copying
227                             assert(dst);
228                             memcpy(dst, start_sequence, sizeof(start_sequence));
229                             dst += sizeof(start_sequence);
230                             memcpy(dst, src, nal_size);
231                             COUNT_NAL_TYPE(data, *src);
232                             dst += nal_size;
233                         }
234                     } else {
235                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
236                                "nal size exceeds length: %d %d\n", nal_size, src_len);
237                     }
238
239                     // eat what we handled
240                     src     += nal_size;
241                     src_len -= nal_size;
242
243                     if (src_len < 0)
244                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
245                                "Consumed more bytes than we got! (%d)\n", src_len);
246                 }
247
248                 if (pass == 0) {
249                     /* now we know the total size of the packet (with the
250                      * start sequences added) */
251                     if ((result = av_new_packet(pkt, total_length)) < 0)
252                         return result;
253                     dst = pkt->data;
254                 } else {
255                     assert(dst - pkt->data == total_length);
256                 }
257             }
258         }
259         break;
260
261     case 25:                   // STAP-B
262     case 26:                   // MTAP-16
263     case 27:                   // MTAP-24
264     case 29:                   // FU-B
265         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
266                "Unhandled type (%d) (See RFC for implementation details\n",
267                type);
268         result = AVERROR(ENOSYS);
269         break;
270
271     case 28:                   // FU-A (fragmented nal)
272         buf++;
273         len--;                 // skip the fu_indicator
274         if (len > 1) {
275             // these are the same as above, we just redo them here for clarity
276             uint8_t fu_indicator      = nal;
277             uint8_t fu_header         = *buf;
278             uint8_t start_bit         = fu_header >> 7;
279             uint8_t av_unused end_bit = (fu_header & 0x40) >> 6;
280             uint8_t nal_type          = fu_header & 0x1f;
281             uint8_t reconstructed_nal;
282
283             // Reconstruct this packet's true nal; only the data follows.
284             /* The original nal forbidden bit and NRI are stored in this
285              * packet's nal. */
286             reconstructed_nal  = fu_indicator & 0xe0;
287             reconstructed_nal |= nal_type;
288
289             // skip the fu_header
290             buf++;
291             len--;
292
293             if (start_bit)
294                 COUNT_NAL_TYPE(data, nal_type);
295             if (start_bit) {
296                 /* copy in the start sequence, and the reconstructed nal */
297                 if ((result = av_new_packet(pkt, sizeof(start_sequence) + sizeof(nal) + len)) < 0)
298                     return result;
299                 memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
300                 pkt->data[sizeof(start_sequence)] = reconstructed_nal;
301                 memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence) + sizeof(nal), buf, len);
302             } else {
303                 if ((result = av_new_packet(pkt, len)) < 0)
304                     return result;
305                 memcpy(pkt->data, buf, len);
306             }
307         } else {
308             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short data for FU-A H264 RTP packet\n");
309             result = AVERROR_INVALIDDATA;
310         }
311         break;
312
313     case 30:                   // undefined
314     case 31:                   // undefined
315     default:
316         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Undefined type (%d)\n", type);
317         result = AVERROR_INVALIDDATA;
318         break;
319     }
320
321     pkt->stream_index = st->index;
322
323     return result;
324 }
325
326 static PayloadContext *h264_new_context(void)
327 {
328     return av_mallocz(sizeof(PayloadContext) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
329 }
330
331 static void h264_free_context(PayloadContext *data)
332 {
333 #ifdef DEBUG
334     int ii;
335
336     for (ii = 0; ii < 32; ii++) {
337         if (data->packet_types_received[ii])
338             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Received %d packets of type %d\n",
339                    data->packet_types_received[ii], ii);
340     }
341 #endif
342
343     av_free(data);
344 }
345
346 static av_cold int h264_init(AVFormatContext *s, int st_index,
347                              PayloadContext *data)
348 {
349     if (st_index < 0)
350         return 0;
351     s->streams[st_index]->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL;
352     return 0;
353 }
354
355 static int parse_h264_sdp_line(AVFormatContext *s, int st_index,
356                                PayloadContext *h264_data, const char *line)
357 {
358     AVStream *stream;
359     AVCodecContext *codec;
360     const char *p = line;
361
362     if (st_index < 0)
363         return 0;
364
365     stream = s->streams[st_index];
366     codec  = stream->codec;
367
368     if (av_strstart(p, "framesize:", &p)) {
369         char buf1[50];
370         char *dst = buf1;
371
372         // remove the protocol identifier
373         while (*p && *p == ' ')
374             p++;                     // strip spaces.
375         while (*p && *p != ' ')
376             p++;                     // eat protocol identifier
377         while (*p && *p == ' ')
378             p++;                     // strip trailing spaces.
379         while (*p && *p != '-' && (dst - buf1) < sizeof(buf1) - 1)
380             *dst++ = *p++;
381         *dst = '\0';
382
383         // a='framesize:96 320-240'
384         // set our parameters
385         codec->width   = atoi(buf1);
386         codec->height  = atoi(p + 1); // skip the -
387     } else if (av_strstart(p, "fmtp:", &p)) {
388         return ff_parse_fmtp(stream, h264_data, p, sdp_parse_fmtp_config_h264);
389     } else if (av_strstart(p, "cliprect:", &p)) {
390         // could use this if we wanted.
391     }
392
393     return 0;
394 }
395
396 RTPDynamicProtocolHandler ff_h264_dynamic_handler = {
397     .enc_name         = "H264",
398     .codec_type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
399     .codec_id         = AV_CODEC_ID_H264,
400     .init             = h264_init,
401     .parse_sdp_a_line = parse_h264_sdp_line,
402     .alloc            = h264_new_context,
403     .free             = h264_free_context,
404     .parse_packet     = h264_handle_packet
405 };