libavformat: Rename the applehttp protocol to hls
[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 Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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, FU-B packet types)
33  *
34  * @note TODO:
35  * 1) RTCP sender reports for udp streams are required..
36  *
37  */
38
39 #include "libavutil/base64.h"
40 #include "libavutil/avstring.h"
41 #include "libavcodec/get_bits.h"
42 #include "avformat.h"
43 #include "mpegts.h"
44
45 #include <unistd.h>
46 #include "network.h"
47 #include <assert.h>
48
49 #include "rtpdec.h"
50 #include "rtpdec_formats.h"
51
52 /**
53     RTP/H264 specific private data.
54 */
55 struct PayloadContext {
56     unsigned long cookie;       ///< sanity check, to make sure we get the pointer we're expecting.
57
58     //sdp setup parameters
59     uint8_t profile_idc;        ///< from the sdp setup parameters.
60     uint8_t profile_iop;        ///< from the sdp setup parameters.
61     uint8_t level_idc;          ///< from the sdp setup parameters.
62     int packetization_mode;     ///< from the sdp setup parameters.
63 #ifdef DEBUG
64     int packet_types_received[32];
65 #endif
66 };
67
68 #define MAGIC_COOKIE (0xdeadbeef)       ///< Cookie for the extradata; to verify we are what we think we are, and that we haven't been freed.
69 #define DEAD_COOKIE (0xdeaddead)        ///< Cookie for the extradata; once it is freed.
70
71 /* ---------------- private code */
72 static int sdp_parse_fmtp_config_h264(AVStream * stream,
73                                       PayloadContext * h264_data,
74                                       char *attr, char *value)
75 {
76     AVCodecContext *codec = stream->codec;
77     assert(codec->codec_id == CODEC_ID_H264);
78     assert(h264_data != NULL);
79
80     if (!strcmp(attr, "packetization-mode")) {
81         av_log(codec, AV_LOG_DEBUG, "RTP Packetization Mode: %d\n", atoi(value));
82         h264_data->packetization_mode = atoi(value);
83         /*
84            Packetization Mode:
85            0 or not present: Single NAL mode (Only nals from 1-23 are allowed)
86            1: Non-interleaved Mode: 1-23, 24 (STAP-A), 28 (FU-A) are allowed.
87            2: Interleaved Mode: 25 (STAP-B), 26 (MTAP16), 27 (MTAP24), 28 (FU-A), and 29 (FU-B) are allowed.
88          */
89         if (h264_data->packetization_mode > 1)
90             av_log(codec, AV_LOG_ERROR,
91                    "Interleaved RTP mode is not supported yet.");
92     } else if (!strcmp(attr, "profile-level-id")) {
93         if (strlen(value) == 6) {
94             char buffer[3];
95             // 6 characters=3 bytes, in hex.
96             uint8_t profile_idc;
97             uint8_t profile_iop;
98             uint8_t level_idc;
99
100             buffer[0] = value[0]; buffer[1] = value[1]; buffer[2] = '\0';
101             profile_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
102             buffer[0] = value[2]; buffer[1] = value[3];
103             profile_iop = strtol(buffer, NULL, 16);
104             buffer[0] = value[4]; buffer[1] = value[5];
105             level_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
106
107             // set the parameters...
108             av_log(codec, AV_LOG_DEBUG,
109                    "RTP Profile IDC: %x Profile IOP: %x Level: %x\n",
110                    profile_idc, profile_iop, level_idc);
111             h264_data->profile_idc = profile_idc;
112             h264_data->profile_iop = profile_iop;
113             h264_data->level_idc = level_idc;
114         }
115     } else  if (!strcmp(attr, "sprop-parameter-sets")) {
116         uint8_t start_sequence[] = { 0, 0, 0, 1 };
117         codec->extradata_size= 0;
118         codec->extradata= NULL;
119
120         while (*value) {
121             char base64packet[1024];
122             uint8_t decoded_packet[1024];
123             int packet_size;
124             char *dst = base64packet;
125
126             while (*value && *value != ','
127                    && (dst - base64packet) < sizeof(base64packet) - 1) {
128                 *dst++ = *value++;
129             }
130             *dst++ = '\0';
131
132             if (*value == ',')
133                 value++;
134
135             packet_size= av_base64_decode(decoded_packet, base64packet, sizeof(decoded_packet));
136             if (packet_size > 0) {
137                 uint8_t *dest = av_malloc(packet_size + sizeof(start_sequence) +
138                                          codec->extradata_size +
139                                          FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
140                 if(dest)
141                 {
142                     if(codec->extradata_size)
143                     {
144                         // av_realloc?
145                         memcpy(dest, codec->extradata, codec->extradata_size);
146                         av_free(codec->extradata);
147                     }
148
149                     memcpy(dest+codec->extradata_size, start_sequence, sizeof(start_sequence));
150                     memcpy(dest+codec->extradata_size+sizeof(start_sequence), decoded_packet, packet_size);
151                     memset(dest+codec->extradata_size+sizeof(start_sequence)+
152                            packet_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
153
154                     codec->extradata= dest;
155                     codec->extradata_size+= sizeof(start_sequence)+packet_size;
156                 } else {
157                     av_log(codec, AV_LOG_ERROR, "Unable to allocate memory for extradata!");
158                     return AVERROR(ENOMEM);
159                 }
160             }
161         }
162         av_log(codec, AV_LOG_DEBUG, "Extradata set to %p (size: %d)!", codec->extradata, codec->extradata_size);
163     }
164     return 0;
165 }
166
167 // return 0 on packet, no more left, 1 on packet, 1 on partial packet...
168 static int h264_handle_packet(AVFormatContext *ctx,
169                               PayloadContext *data,
170                               AVStream *st,
171                               AVPacket * pkt,
172                               uint32_t * timestamp,
173                               const uint8_t * buf,
174                               int len, int flags)
175 {
176     uint8_t nal = buf[0];
177     uint8_t type = (nal & 0x1f);
178     int result= 0;
179     uint8_t start_sequence[] = { 0, 0, 0, 1 };
180
181 #ifdef DEBUG
182     assert(data);
183     assert(data->cookie == MAGIC_COOKIE);
184 #endif
185     assert(buf);
186
187     if (type >= 1 && type <= 23)
188         type = 1;              // simplify the case. (these are all the nal types used internally by the h264 codec)
189     switch (type) {
190     case 0:                    // undefined, but pass them through
191     case 1:
192         av_new_packet(pkt, len+sizeof(start_sequence));
193         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
194         memcpy(pkt->data+sizeof(start_sequence), buf, len);
195 #ifdef DEBUG
196         data->packet_types_received[nal & 0x1f]++;
197 #endif
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                 do {
215                     uint16_t nal_size = AV_RB16(src); // this going to be a problem if unaligned (can it be?)
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 #ifdef DEBUG
232                             data->packet_types_received[*src & 0x1f]++;
233 #endif
234                             dst+= nal_size;
235                         }
236                     } else {
237                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
238                                "nal size exceeds length: %d %d\n", nal_size, src_len);
239                     }
240
241                     // eat what we handled...
242                     src += nal_size;
243                     src_len -= nal_size;
244
245                     if (src_len < 0)
246                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
247                                "Consumed more bytes than we got! (%d)\n", src_len);
248                 } while (src_len > 2);      // because there could be rtp padding..
249
250                 if(pass==0) {
251                     // now we know the total size of the packet (with the start sequences added)
252                     av_new_packet(pkt, total_length);
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= -1;
269         break;
270
271     case 28:                   // FU-A (fragmented nal)
272         buf++;
273         len--;                  // skip the fu_indicator
274         {
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;   // read the fu_header.
278             uint8_t start_bit = fu_header >> 7;
279 //            uint8_t 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             reconstructed_nal = fu_indicator & (0xe0);  // the original nal forbidden bit and NRI are stored in this packet's nal;
285             reconstructed_nal |= nal_type;
286
287             // skip the fu_header...
288             buf++;
289             len--;
290
291 #ifdef DEBUG
292             if (start_bit)
293                 data->packet_types_received[nal_type]++;
294 #endif
295             if(start_bit) {
296                 // copy in the start sequence, and the reconstructed nal....
297                 av_new_packet(pkt, sizeof(start_sequence)+sizeof(nal)+len);
298                 memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
299                 pkt->data[sizeof(start_sequence)]= reconstructed_nal;
300                 memcpy(pkt->data+sizeof(start_sequence)+sizeof(nal), buf, len);
301             } else {
302                 av_new_packet(pkt, len);
303                 memcpy(pkt->data, buf, len);
304             }
305         }
306         break;
307
308     case 30:                   // undefined
309     case 31:                   // undefined
310     default:
311         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Undefined type (%d)", type);
312         result= -1;
313         break;
314     }
315
316     pkt->stream_index = st->index;
317
318     return result;
319 }
320
321 /* ---------------- public code */
322 static PayloadContext *h264_new_context(void)
323 {
324     PayloadContext *data =
325         av_mallocz(sizeof(PayloadContext) +
326                    FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
327
328     if (data) {
329         data->cookie = MAGIC_COOKIE;
330     }
331
332     return data;
333 }
334
335 static void h264_free_context(PayloadContext *data)
336 {
337 #ifdef DEBUG
338     int ii;
339
340     for (ii = 0; ii < 32; ii++) {
341         if (data->packet_types_received[ii])
342             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Received %d packets of type %d\n",
343                    data->packet_types_received[ii], ii);
344     }
345 #endif
346
347     assert(data);
348     assert(data->cookie == MAGIC_COOKIE);
349
350     // avoid stale pointers (assert)
351     data->cookie = DEAD_COOKIE;
352
353     // and clear out this...
354     av_free(data);
355 }
356
357 static int parse_h264_sdp_line(AVFormatContext *s, int st_index,
358                                PayloadContext *h264_data, const char *line)
359 {
360     AVStream *stream = s->streams[st_index];
361     AVCodecContext *codec = stream->codec;
362     const char *p = line;
363
364     assert(h264_data->cookie == MAGIC_COOKIE);
365
366     if (av_strstart(p, "framesize:", &p)) {
367         char buf1[50];
368         char *dst = buf1;
369
370         // remove the protocol identifier..
371         while (*p && *p == ' ') p++; // strip spaces.
372         while (*p && *p != ' ') p++; // eat protocol identifier
373         while (*p && *p == ' ') p++; // strip trailing spaces.
374         while (*p && *p != '-' && (dst - buf1) < sizeof(buf1) - 1) {
375             *dst++ = *p++;
376         }
377         *dst = '\0';
378
379         // a='framesize:96 320-240'
380         // set our parameters..
381         codec->width = atoi(buf1);
382         codec->height = atoi(p + 1); // skip the -
383         codec->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
384     } else if (av_strstart(p, "fmtp:", &p)) {
385         return ff_parse_fmtp(stream, h264_data, p, sdp_parse_fmtp_config_h264);
386     } else if (av_strstart(p, "cliprect:", &p)) {
387         // could use this if we wanted.
388     }
389
390     return 0;                   // keep processing it the normal way...
391 }
392
393 /**
394 This is the structure for expanding on the dynamic rtp protocols (makes everything static. yay!)
395 */
396 RTPDynamicProtocolHandler ff_h264_dynamic_handler = {
397     .enc_name         = "H264",
398     .codec_type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
399     .codec_id         = CODEC_ID_H264,
400     .parse_sdp_a_line = parse_h264_sdp_line,
401     .alloc            = h264_new_context,
402     .free             = h264_free_context,
403     .parse_packet     = h264_handle_packet
404 };